【正文】 列賓宗公式 LD Qvh mmmL ??? 52?mARe?? ??DQ4Re ?24DQV??代入達(dá)西公式 、 和 把 令 gAmm ?? 248??LDQgAh mmmmmL ???? 52248 ??整理得 即得到列賓宗公式： ?de 流態(tài) A m β 層流 64 1 紊 流 水力光滑區(qū) 混合摩擦區(qū) 粗糙區(qū) λ 0 不同流態(tài)下的 A、 m、 β值 輸油管道的壓能損失 四、管路的水力坡降 定義： 管道單位長(zhǎng)度上的摩阻損失稱為水力坡降。 A B C hL L i α mmDvf?? 5? mfQi ?? 2在計(jì)算和分析中經(jīng)常用到單位輸量 (Q=1)的水力坡降 f，即單位流量下、單位管道長(zhǎng)度上的摩阻損失： 副管的水力坡降 i i if 或 i1 D、 Q、 i D、 Q i1 D、 Q if D、 Q、 i Lf 21 Q ?? fii ?1特點(diǎn)： 11)2(25211 ??????????????????????????????????????mmmfmfDDiiii mfiiii ??????????? 211假設(shè)副管與主管流態(tài)相同，則有 mfmmmmmDQDQ????? 522521 ????即fii ?1 1252 QDDQ mmf ???????????從而得 12521 1 QDDQmmf?????????????????????? ??輸油管道的壓能損失 由于 ω1 ， 所以只需要鋪設(shè)副管總有減阻效果。 輸油管道的壓能損失 ii f ?? 即 D ， Q D0， Q ??????????? ? mDDii 500ii ??0變徑管具有減阻效果； 時(shí)，DD ?0變徑管具有增阻效果。 ZhDLQH mmm ???? ?? ??? 52 /ZhfLQ m ???? ? ?2 △ Z H Q 層流區(qū) 過渡區(qū) 紊流區(qū) QLJ 輸油管道的工作特性曲線 輸油管道的壓能損失 如何根據(jù)單根管路的特性曲線作出串 、 并聯(lián)管路的特性 曲線 ？ 流量 Q變化會(huì)引起管路特性的變化嗎？為什么？ 什么因素影響特性曲線起點(diǎn)的高低和陡緩？ 輸油管道的壓能損失 六、離心泵與管路的聯(lián)合工作 泵站與管路的工作點(diǎn)的方法有兩種，即圖解法和解析法。 一個(gè)泵站的管道 1 1 2 2 )( 121 ZZhhHH Lccs ?????由斷面 11到 22列能量方程有： 式中： HS1－ 泵的吸入壓力，為常數(shù)。 ② 缺點(diǎn) ● 流程和設(shè)備復(fù)雜，固定資產(chǎn)投資大； ● 油氣損耗嚴(yán)重； ● 全線難以在最優(yōu)工況下運(yùn)行，能量浪費(fèi)大 。 ● 上下站輸量可以不等（由旁接罐調(diào)節(jié)）； ● 各站的進(jìn)出站壓力沒有直接聯(lián)系 ； ● 站間輸量的求法與一個(gè)泵站的管道相同 ： mjjjcjsjj fLBZhAHQ? ??????2Lj、 △ Zj－ 第 j 站至第 j ＋ 1 站間的計(jì)算長(zhǎng)度和計(jì)算高差 。 式中： 輸油管道的壓能損失 ⑵ 密閉輸油方式 （ 也叫泵到泵流程 ） Q Q ① 優(yōu)點(diǎn) ● 全線密閉，中間站不存在蒸發(fā)損耗； ● 流程簡(jiǎn)單，固定資產(chǎn)投資小； ● 可全部利用上站剩余壓頭，便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。 ③ 工作特點(diǎn) ● 全線為一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，全線各站流量相同； ● 輸量由全線所有泵站和全線管路總特性決定； 設(shè)全線有 n個(gè)泵站 ， 各站特性相同 ， 則輸量為： mjcsfLnBnhZHnAQ? ??????2 1式中： Lj為管道計(jì)算長(zhǎng)度 △ Z為管道計(jì)算高程差 輸油管道的壓能損失 ● 各站進(jìn)、出站壓力相互影響。規(guī)范上規(guī)定：對(duì)于加熱管道，取管道埋深處全年最冷月平均地溫為計(jì)算地溫。 等溫輸油管道的工藝計(jì)算 在直角坐標(biāo)上表示管道長(zhǎng)度與沿線高程變化的圖形稱為管道縱斷面圖 。 縱坐標(biāo)： 表示管道的海拔高度，即管道的 高程 ，常用比例為 1:200、 1:500、 1:1000。 等溫輸油管道的水力坡降線是斜率 為 i 的直線。 f d e i g a c b Hd x 摩阻 損失 動(dòng)水 壓力 L hL dfH d ?， 為泵站的出站壓力； ixcb?， 為 x段上的摩阻損失； xdaZZZag ????,為 x段的高差； xdZixHba ???? ， 為 a點(diǎn)液流的剩余壓能，稱動(dòng)水壓力。 在 e點(diǎn) ， 管線內(nèi)的動(dòng)水壓力為 0， 需要重新加壓才能以流量繼續(xù)向前輸送 。只有將壓力提高到 Hf ， 才能翻越此高點(diǎn)。 根據(jù)該定義有： QzQFFfZZiLZZiLHH ??????? 0)()( ????? FzF LLiZZ上式表明，輸量為 Q 的液體從翻越點(diǎn)自流到終點(diǎn)還有能量富裕 。 翻越點(diǎn)的確定 翻越點(diǎn)的確定可用圖解法和解析法 。 等溫輸油管道的工藝計(jì)算 F Lf i 由圖可知：水力坡降線不一定先與管路上的最高點(diǎn)相切 ， 所以翻越點(diǎn)不一定是管路上的最高點(diǎn) ， 而是靠近線路終點(diǎn)的某個(gè)高點(diǎn) 。 計(jì)算方法有兩種： ① 計(jì)算從起點(diǎn)到高點(diǎn) j 所需的總壓頭 Hj , 并與從起點(diǎn)到終點(diǎn)所需的總壓頭 H比較 ， 如果有若干個(gè)高點(diǎn)的 Hj 都大于 H， 則 Hj 最大者為翻越點(diǎn) 。 QjjjZZiL ??? Qz ZZiL ???式中： Lj、 Zj 分別為高點(diǎn) j 的里程和高程。 若所有點(diǎn)的 △ Hj 均小于零 ， 則不存在翻越點(diǎn) 。但翻越點(diǎn)會(huì)隨水力坡降的變化 而變化。 如果不采用措施利用和消耗這部分能量 ， 翻越點(diǎn)后管內(nèi)將出現(xiàn)不滿流 。 對(duì)于順序輸送的管道還會(huì)增大混油 。 。 管道上存在翻越點(diǎn)時(shí) ， 管線所需的總壓頭不能按線路起 、終點(diǎn)計(jì)算 ， 而應(yīng)按起點(diǎn)與翻越點(diǎn)計(jì)算 。 )( QZ ZZiLH ???⑵ 存在翻越點(diǎn)時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度為起點(diǎn)到翻越點(diǎn)的距離，計(jì)算高差為翻越點(diǎn)高程與起點(diǎn)高程之差 )( Qfff ZZiLHH ???? 三、泵站數(shù)的確定 原則： 要充分利用管道的強(qiáng)度，并使泵在高效區(qū)工作。 首先選擇泵的型號(hào)、組合方式和串并聯(lián)泵機(jī)組數(shù)，確定泵站特性， mc BQAH ??? 2 設(shè)全線站特性相同 ， 計(jì)算輸量下的揚(yáng)程為 Hc， 則全線所需泵站數(shù)為： )/()()/( cccc hHZiLhHHn ??????其中 hc為站內(nèi)損失。 等溫輸油管道的工藝計(jì)算 四、泵站的布置 確定泵站位置的步驟是： ①先在室內(nèi)用作圖法在線路縱斷面上初步確定站址或可能的布置區(qū)； ②進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)方面協(xié)商后，最后決定站址 ； ③核算站址調(diào)整后是否滿足水力要求。 等溫輸油管道的工藝計(jì)算 布站作圖法 a Hd1 Hchc b1” b b’ b1 b” a’ Hsmax Hsmin 由首站位置 a點(diǎn)向上作垂線 aa’, 使 aa’ 按縱斷面圖縱向比例所取長(zhǎng)度等于 首 站 的 出 站 壓 頭 ，aa’=Hd1=Hs1+Hchc， 自 a’ 點(diǎn)向右作水力坡降線 ，與縱斷面線交于 b點(diǎn) 。 在該點(diǎn)處 ， 動(dòng)水壓力為零 。 如果管道為密閉輸送 ， 由于密閉輸送所使用的輸油主泵要求有一定的進(jìn)泵壓頭 ， 因此第二站的位置不能定在 b點(diǎn) ， 而應(yīng)向左移動(dòng) ，以保留必要的剩余壓頭 。 b’b” 即為泵站的可能布置區(qū) ， 一般取 Hs =30～ 80 m液柱 。 從 b1 點(diǎn)向上作垂線 b1b1” ， 取 b1’b1”=Hchc 由 b1” 向右作力坡降線 ，同樣的方法可確定第三站及以后各站的位置 。 b1’ 五、泵站及管道工作情況的校核 進(jìn)出站壓力的校核 ⑴一年中最高和最低油溫時(shí)的進(jìn)出站壓力 ⑵幾種油品順序輸送時(shí)，輸送粘度最大的油品和粘度最小的油品時(shí)進(jìn)出站壓力的變化情況 油溫高時(shí)，油流的粘度小，水力坡降線及管道特性曲線都較平緩；反之，粘度大，水力坡降線和管道特性曲線都較陡。 2. 動(dòng)、靜水壓力的校核 ⑴ 動(dòng)水壓力的校核 校核動(dòng)水壓力，就是檢查管道的剩余壓力是否在管道操作壓力的允許值范圍內(nèi)，即最低動(dòng)水壓力（一般為高點(diǎn)壓力）應(yīng)高于 ， 最高動(dòng)水壓力應(yīng)在管道強(qiáng)度的允許范圍內(nèi)。 在縱斷面圖上 ， 是管道縱斷面線與水力坡降線之間的垂直距離 。 但到底采用哪種方法 ， 需要通過經(jīng)濟(jì)比較確定 。 翻越點(diǎn)后的管段或線路中途高峰后的峽谷地帶，停輸后的靜水壓力有可能大于管道允許的工作壓力。 某條管線有幾座泵站，管線中間有一高點(diǎn)，應(yīng)在高點(diǎn)前還是高點(diǎn)后檢查靜水壓力？為什么？ 等溫輸油管道的工藝計(jì)算 第二章 加熱輸送管道的工藝計(jì)算 原油的工業(yè)分類 按含蠟量分類 ： 類別 含蠟量（％） 低蠟原油 ~ 含蠟原油 ~ 高蠟原油 高蠟原油特點(diǎn) 對(duì)管道輸送的影響 低溫流變性差 溫度較低時(shí)為非牛頓流體，表觀粘度大，常溫輸送摩阻損失很大，經(jīng)濟(jì)性差。 停輸后再啟動(dòng)問題。 加熱輸送管道的工藝計(jì)算 稠油的特點(diǎn) 膠質(zhì) 、 瀝青質(zhì)含量高 ， 凝固點(diǎn)低 ， 通常低于 0℃ ； 牛頓流體 ， 粘度很大 ， 常溫輸送摩阻非常高 ， 經(jīng)濟(jì)性差 。加熱輸送是目前常用的方法：提高油品溫度以降低其粘度，減少摩阻損失，借消耗熱能來(lái)節(jié)約動(dòng)能。 一般來(lái)說 ， 其沿線的油溫不僅高于地溫而且還高于 油品的凝點(diǎn) 。 ② 熱能損失和壓能損失互相聯(lián)系 ， 且熱能損失起主導(dǎo)作用 。 這是因?yàn)槟ψ鎿p失的大小取決于油品的粘度 ，而油品的粘度則取決于輸送溫度的高低 。 一個(gè)加熱站間 ， 距加熱站越遠(yuǎn) ， 油溫越低 ， 粘度越大 ， 水力坡降越大 。 隨油流的前進(jìn) ， 溫降變慢 ， 曲線變平 。 T 0 T L dL TR T0 二、熱油管道沿程溫降計(jì)算 ? ?? ? aLRL ebTTbTT ?????? 00 )( 2. 溫度參數(shù)的確定 ⑴ 加熱站出站油溫的選擇 考慮到原油中難免含水 ， 加熱溫度一般不超過 100℃ 。 ⑵ 加熱站進(jìn)站油溫的選擇 加熱站進(jìn)站油溫主要取決于經(jīng)濟(jì)比較，故其經(jīng)濟(jì)進(jìn)站溫度常略高于凝點(diǎn)。 ⑶ 周圍介質(zhì)溫度 T0 的確定 對(duì)于架空管道 ， T0 就是周圍大氣的溫度。 設(shè)計(jì)熱油管道時(shí) , T0一般取管道中心埋深處的最低月平均地溫 ， 運(yùn)行時(shí)按當(dāng)時(shí)的實(shí)際地溫進(jìn)行校核 。 ln?全線所需加熱站數(shù) : 39。RR LLn ?,化整 →nR 設(shè)計(jì)的加熱站間距為 : RR nLL ?,然后重新計(jì)算 TR。 ⑶ 校核站間允許的最小輸量 Gmin bTTbTTCDLKGZRR???????00ln?加熱輸送管道的工藝計(jì)算 最小輸量 Gmin mi nma x ZZRRTTTT ?? 、當(dāng) 及站間其它熱力參數(shù)即 T0、 D、 K、 LR一定時(shí) ， 對(duì)應(yīng)于 TRmax、 Tzmin的輸量即為該熱力條件下允許的最小輸量 : bTTbTTCDLKGZRR????