【正文】 所以最佳的調(diào)節(jié)方案是： 3站停運(yùn) ， 2站停運(yùn)一臺(tái)泵 ，同時(shí)關(guān)小 1站和 2站出口閥的開度 （ 節(jié)流調(diào)節(jié) ） 。 問分油時(shí) ， 應(yīng)對(duì)運(yùn)行的泵組合及泵出口閥門進(jìn)行哪些調(diào)節(jié) ？ 哪種方案最好 ？說明理由 。不分油時(shí) ， 各站兩臺(tái)泵運(yùn)行 ， 輸量 48m3/h。 采用密閉輸油方式輸油 。 例題 某等溫輸油管路 ， 全線水平 ， 三個(gè)泵站等間距布置 。 節(jié)流調(diào)節(jié)就是人為地調(diào)節(jié)泵站出口閥門的開度 ， 增加閥門的阻力來改變管路特性以降低管道的輸量 。調(diào)速是效率較高的改變輸量的方法。輸量大幅度變化時(shí)常采用這種方法。 ③ 改變運(yùn)行的泵機(jī)組數(shù) ， 可大幅度改變輸量 。 ⑴ 改變泵站特性 ① 切削葉輪（或更換不同直徑的葉輪）： DD ??? 2?????? ???DDHH 3?????? ???DDNN 等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié) ② 改變多級(jí)泵的級(jí)數(shù) ， 減小泵的揚(yáng)程 ， 從而降低管線輸量 。 管道的調(diào)節(jié)就是 人為地對(duì)輸油工況加以控制 。 等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié) 漏油后全線工況變化 （ 即水力坡降線變化 ） 情況如下圖所示 （ 注意漏點(diǎn)前后的水力坡降不同 ） 。 根據(jù)進(jìn)出站壓力的變化即可確定泄漏點(diǎn)的位置。 總之，管道漏油后，漏點(diǎn)前的流量增大，漏點(diǎn)后流量減小，全線各站進(jìn)出站壓力均下降，且距漏點(diǎn)越近的站進(jìn)出站壓力下降幅度愈大。 漏點(diǎn)距首站越遠(yuǎn) ， 漏點(diǎn)前面一站的進(jìn)出站壓力變化愈大 。 ?? ??? qQ )( 漏點(diǎn)前各站進(jìn)出站壓力的變化 列首站入口至 c 站入口的能量平衡方程： 漏油前： cscQcmc hcHZZQfL )1()(21 ?????? ?? ))(1( 21 ms BQAcH ????漏油后： cscQcmc hcHZZfL )1()( *2*1 ??????? ))(( 2*1 ms BQAc ????兩式相減得： ? ? 0)()1( 22** ?????? ?? mmcscsc fLBcHH 也就是說漏點(diǎn)前各站的進(jìn)站壓力下降。 輸量變化 漏油前全線能量平衡方程為： cszmms nhHZfLQBQAnH ??????? ?? 221 )(漏油后分段寫出能量平衡方程： ① 首站至漏點(diǎn)： cscQcmcms chHZZQfLBQAcH ??????? ???? * 112*2*1 )()(漏點(diǎn)至末站： ? ?msc qQBAH ??? ???? 2* 1 )()( cszcZmc hHZZQLLf )()())(( 12 ???????? ??? 上面兩式相加并整理得： cszsnhHZnAH ?????1 ? ?mcmc qQLLfBQfLcB ??? ??????? 22* ))(()()( ② 由式①②兩式得： ? ? mmcmc QfLnBqQLLfBQfLcB ???? ???????? 222* )()()()()(根據(jù)上式 ， 必有 ????? qQ )(等溫輸油管道運(yùn)行工況分析與調(diào)節(jié) ③ ? ? mcmc QLLfBQfLcB ?? ?????? 22 )()()( 上述結(jié)論證明如下： ③式右端可寫為： ? ? mcmc QLLfBQfLcB ?? ????? 22 )()()(故③式可改寫為： ? ?? ?mmcmmc qLLfBfLcB ???? ???????? 2222* )()()())(( qq mm ?????? ??? *22* 0)()1( ，即，由上式得設(shè) ，與原假設(shè)矛盾，由上式得設(shè) 0)2( * ???? ? qq 的假設(shè)矛盾，與，由上式得設(shè) q ????? **)3(所以只有第一種情況成立，即 。 利用圖解法分析工況變化要求作圖準(zhǔn)確 ， 否則可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論 。根據(jù)各自的進(jìn)、出站壓力曲線和工作點(diǎn)流量可求出各站的進(jìn)出站壓力，從而得到其變化規(guī)律。 ⑤ 利用上述同樣的方法，作出站停運(yùn)后的總泵站特性和總管路特性及各站的特性及相應(yīng)的站間管特性曲線。 ④ 用同樣的方法可以求得其它各站的進(jìn)出站壓力 。 由首站的出站壓力曲線減去第 1站間的管特性曲線 ， 得到第 2站的進(jìn)站壓力曲線 。 ② 分別作出每個(gè)站的特性曲線及相應(yīng)站間的管特性曲線 。 根據(jù)輸量變化和各站進(jìn)出站壓力的變化趨勢(shì)可以畫出沿線各站的水力坡降線的變化情況 。 ② 停運(yùn)站前各站的進(jìn)出站壓力升高，因而停運(yùn)站前各站的水力坡降線的起點(diǎn)和終點(diǎn)均比原來高，且距停運(yùn)站越近，高得越多。 此處如果 c+1站的出站壓力用進(jìn)站壓力和泵站揚(yáng)程表示，將無法分析其變化趨勢(shì)。 ? ? 0)()()( 2*2* 11 ??????? ???? mmcscsc LLfBHH ③ 出站壓力的變化 * 2122*1* 1 )()( ?????? ????? scccmccdc HZZQLLfH ??????? * 1* 2 dcsc HHQ ，即停運(yùn)站后面一站的出站壓力下降 。 c 站后面各站進(jìn)出站壓力的變化 列 c+1 站入口到末站入口的能量平衡方程： c站停運(yùn)前： ))(( 21 msc BQAH ?? ??? cszczmc hHZZQLLf )()()( 12 ??????? ??c站停運(yùn)后： cszczmc hHZZQLLf )()()( 12* ??????? ?? ))(( 2** 1 msc BQA ?? ???兩式相減得： ? ? 0)()()( 2*2* 11 ??????? ???? mmcscsc LLfBHH 分 析 ： ① 由上式知： , 即 c 站后面一站的進(jìn)站壓力下降，且停運(yùn)站愈靠近首站 (c越小 )，其后面一站的進(jìn)站壓力 變化愈大。距停運(yùn)站越遠(yuǎn)，變化幅度越小。停運(yùn)站愈靠近末站 ( c 越大 )， 其前面一站的進(jìn)站壓力變化愈大 。 二、某中間泵站停運(yùn)時(shí)的工況變化 Lc1， △ Zc Lc， △ Zc+1 1 c1 c c+1 n Lc2, △ Zc1 L， △ Z 設(shè)有一條密閉輸送的長輸管道 ， 長度為 L， 有 n座泵站 ， 正常工況下輸量為 Q， 各站的站特性相同 ， Hc=ABQ2m， 假設(shè)中間第 c 站停運(yùn) 。 運(yùn)行分析的出發(fā)點(diǎn)是 能量供求平衡 。 這里只討論變化前后的穩(wěn)定工況 。 間接加熱的 缺點(diǎn)： ① 設(shè)備多，占地面積大，投資大； ② 要求的 自控水平和操作水平高； ③ 熱 媒 為一種低毒有機(jī)化合物 ， 當(dāng)熱 媒 溫度高于 60℃ 時(shí) ， 熱媒 與大氣接觸發(fā)生氧化 ， 所以必須用氮?dú)饷芊?。加熱爐的效率可達(dá) 92%以上，考慮到熱媒系統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)力消耗和熱 媒 罐、加熱管線及熱 媒 原油換熱器的熱損失又增加了能源損失，所以整個(gè)間接加熱系統(tǒng)的綜合熱效率要比熱 媒 加熱爐低 5%左右，可達(dá) 87%。 ② 原油在熱 媒 原油換熱器中走殼程 ， 壓力損失為 50～100kPa， 與直接加熱相比 ， 壓力損失可減少 1/2以上 。 另外 ， 在東黃復(fù)線上 ， 我國從國外引進(jìn)的熱媒 爐間接加熱系統(tǒng)是長輸管線上 廣泛 使用的原油加熱系統(tǒng) ， 并已開始在老線的改造中使用 。 以某種中間熱載體為熱媒 ， 燃料直接加熱熱 媒 ， 在換熱器中熱 媒 加熱原油 。 我國過去所建管線使用的加熱爐多為方箱式加熱爐 ，爐 膛大 、 熱慣性大 ， 升溫降溫都需要較長的時(shí)間 ， 一般在正式投入運(yùn)行前要先用木材等烘爐 5天左右 。 加熱爐直接加熱油品 ， 設(shè)備簡(jiǎn)單 ， 投資省 ， 占地少 ， 但熱效率低且不安全 。 對(duì)原油的加熱主要有兩種方式：直接加熱和間接加熱 。新設(shè)計(jì)的管線，不論是采用“泵到泵”輸送還是采用“旁接罐”輸送，都應(yīng)設(shè)計(jì)為先爐后泵流程，但進(jìn)站壓力一定要滿足加熱爐工作壓力的需要。在旁接罐流程下，若采用先爐后泵，則進(jìn)站壓力較低，加熱爐受上一站的控制。 站內(nèi)油溫低，管內(nèi)結(jié)蠟嚴(yán)重，站內(nèi)阻力大 加熱爐承受高壓 ， 投資大 ， 危險(xiǎn)性大 加熱爐內(nèi)壓力為泵的出口壓力 ， 高達(dá) ， 爐管及附件都處于高壓下工作 ， 鋼材耗量大 ， 投資增加 ， 加熱爐在高壓下工作 ， 易出事故 ， 且難以處理 ， 嚴(yán)重時(shí)可能引起加熱爐爆炸 。 站內(nèi)管線常年在低溫下運(yùn)行 ， 又無法在站內(nèi)清管 ， 結(jié)蠟層較厚 ， 流通面積減小 ， 使站內(nèi)阻力增加 ， 造成電能的極大浪費(fèi) 。由于原油粘度高 ， 使泵效下降 。 我國 70年代建設(shè)的管道大多采用先泵后爐流程 。 以上幾個(gè)工藝流程并非每一個(gè)生產(chǎn)過程都使用，也不是每個(gè)站都具備，要根據(jù)各條管線及輸油站的具體情況選擇。 (6) 全越 站 流程 上站來油 → 閥組 → 泵 → 閥組 → 下站 應(yīng)用范圍： ? 停爐檢修； ? 地溫高，輸量大，熱損失小，可不加熱； ? 加熱爐系統(tǒng)發(fā)生故障，但可以斷油源。 ?加熱爐看火間著火 ， 無法進(jìn)入處理 。 ? 先泵后爐流程： 下站來油 →閥組 →泵 →爐 →閥組 →上站 ? 先爐后泵流程 ： 下站來油 →閥組 →爐 →泵 →閥組 →上站 (4) 反輸流程 上站來油 →閥組 →爐 →閥組 →下站 應(yīng)用范圍： ? 輸量較??； ? 輸油機(jī)組發(fā)生故障不能加壓； ? 供電系統(tǒng)發(fā)生故障或計(jì)劃檢修； ? 站內(nèi)低壓系統(tǒng)的管道或設(shè)備檢修； ? 作為流程切換時(shí)的過渡流程； ? 冷卻水系統(tǒng)中斷，使輸油泵機(jī)組潤滑得不到保證。 ? 清管器在進(jìn)站管段受阻需進(jìn)行反沖。 應(yīng)用范圍： ? 因各種原因使停輸時(shí)間過長，需反輸活動(dòng)管線。 (2) 站內(nèi)循環(huán)流程 罐 → 泵 → 爐 → 閥組 → 罐 應(yīng)用范圍： ? 管道投產(chǎn)時(shí)作站內(nèi)聯(lián)合試運(yùn)； ? 輸油干管發(fā)生故障或檢修，防止站內(nèi)系統(tǒng)的管道或設(shè)備凝油； ? 下站罐位超高或發(fā)生冒罐事故，本站罐位超低或發(fā)生抽空現(xiàn)象； ? 本站出站壓力緊急超壓； ? 作為流程切換時(shí)的過渡流程。 (2) 中間輸油泵站的工藝流程要和采用的輸送方式 (開式、閉式 )相適應(yīng)； (4) 經(jīng)濟(jì)、節(jié)約； (5) 能促使采用最新科學(xué)技術(shù)成就，不斷提高輸油水平。 工藝流程設(shè)計(jì)原則 第四節(jié) 熱泵站的幾個(gè)問題 (1) 工藝流程要滿足各輸油生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需要。 加熱輸送管道的工藝計(jì)算 埋地管道總傳熱系數(shù) K的選用 東北華北地區(qū) ： 4~3)/( ?Dh t ~ 720 ?K管道?w/m2.℃ 32)/( t .2~ ?K管道w/m2.℃ . 529 管道?w/m2.℃ （參閱教材第七章相關(guān)內(nèi)容） 一、輸油站工藝流程 輸油站的工藝流程 ， 是指油品在站內(nèi)的流動(dòng)過程 ， 實(shí)際上就是站內(nèi)管道 、 管件 、 閥門所組成的 ， 并與其它輸油設(shè)備 （ 包括泵機(jī)組 、 加熱爐和油罐 ） 相連的輸油管道系統(tǒng) 。 它表示油流與周圍介質(zhì)溫差為 1℃ 時(shí) ， 單位時(shí)間內(nèi)每米管長所傳遞的熱量 。 傳熱學(xué)上常用單位管長上的傳熱系數(shù) KL 。 它表示了油流向周圍介質(zhì)散熱的強(qiáng)弱 。 不同的油品有不同的 u 值 ， 一般規(guī)律是低粘度的油 u 值小 ， 約在 ～ ；高粘度的油 u值大 ， 約在 ～ 30 35 40 45 50101001000 管流 實(shí)驗(yàn)裝 置旋轉(zhuǎn) 粘度計(jì)溫度 (℃)η(mPas) s90 s70 s40 )20(20 ??? TT ??? ?? ??式中： ρT、 ρ20為 T℃ 和 20℃ 時(shí)的密度。 閥門節(jié)流引起的溫升可按摩阻引起溫升同樣的方法計(jì)算： CgT /節(jié)節(jié) ???? 三、熱力計(jì)算所需的主要物性參數(shù) 比熱容 我國含蠟原油的比熱容隨溫度的變化趨勢(shì)均可用下圖所示的曲線描述 ， 液態(tài)石油產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度而變化，可按下式計(jì)算 ? ? 1543 / dTy ?????式中： λy— 油品在 T ℃ 時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)， w/m℃ ； T —油溫， ℃ ； d415— 油品在 15℃ 的相對(duì)密度。 若 K↑，則可能是地下水位上升，或管道覆土被破壞、保溫層進(jìn)水等。 加熱輸送管道的工藝計(jì)算 反算 K值的目的 : ①積累運(yùn)行資料 ,為以后設(shè)計(jì)新管線提供選擇 K值的依據(jù) .