中國石油大學(xué)(華東)輸油管道設(shè)計與管理儲運(yùn)課件61

1、第一節(jié)第一節(jié) 順序輸送工藝特點順序輸送工藝特點 第六章第六章 順序輸送順序輸送第二節(jié)第二節(jié) 順序輸送管道的混油順序輸送管道的混油 第三節(jié)第三節(jié) 混油界面檢測與混油處理混油界面檢測與混油處理 第四節(jié)第四節(jié) 順序輸送管理運(yùn)行控制及運(yùn)行優(yōu)化簡介順序輸送管理運(yùn)行控制及運(yùn)行優(yōu)化簡介順序輸送（也稱為交替輸送）順序輸送（也稱為交替輸送）：在同一條管道內(nèi)，按一定批量和次序，連續(xù)地輸送不同種類在同一條管道內(nèi)，按一定批量和次序，連續(xù)地輸送不同種類油品的輸送方法。油品的輸送方法。 順序輸送的應(yīng)用范圍：順序輸送的應(yīng)用范圍： 1、輸送性質(zhì)相近的成品油。如汽、煤、柴及各種重油、農(nóng)、輸送性質(zhì)相近的成品油。如汽、煤、柴及各種

2、重油、農(nóng)用柴油和燃料油等。用柴油和燃料油等。 2、輸送性質(zhì)不同的原油。如克拉瑪依油田的低凝原油，可、輸送性質(zhì)不同的原油。如克拉瑪依油田的低凝原油，可用于生產(chǎn)高質(zhì)量的航空潤滑油，若與油田所生產(chǎn)的高凝用于生產(chǎn)高質(zhì)量的航空潤滑油，若與油田所生產(chǎn)的高凝原油混合輸送，就煉不出這種高級產(chǎn)品，因此需要分開原油混合輸送，就煉不出這種高級產(chǎn)品，因此需要分開輸送，即采用順序輸送。輸送，即采用順序輸送。 成品油輸送的特點是種類多、批量（成品油輸送的特點是種類多、批量（Batch）小。若每一小。若每一種油品都建一條管線，必然是要建多條小口徑的管線。若種油品都建一條管線，必然是要建多條小口徑的管線。若順序輸送這些油品，

3、則只需建一條大口徑的管線。順序輸送這些油品，則只需建一條大口徑的管線。 例如：汽、煤、柴三種油品，輸量分別為例如：汽、煤、柴三種油品，輸量分別為100、40、110萬萬噸噸/年，若用三條管線輸送，所需口徑分別為年，若用三條管線輸送，所需口徑分別為DN200、150、200。若采用順序輸送，則只需一條口徑為若采用順序輸送，則只需一條口徑為325的管線。的管線。后者與前者相比，所需的投資和經(jīng)營費用都要節(jié)省一半以后者與前者相比，所需的投資和經(jīng)營費用都要節(jié)省一半以上，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，故國內(nèi)外成品油管線廣泛采用順上，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，故國內(nèi)外成品油管線廣泛采用順序輸送的方法。序輸送的方法。 一、順序輸

4、送管道的特點一、順序輸送管道的特點 第一節(jié)第一節(jié) 順序輸送工藝特點順序輸送工藝特點 1、成品油管道輸送的是直接進(jìn)入市場的最終產(chǎn)品，對所輸、成品油管道輸送的是直接進(jìn)入市場的最終產(chǎn)品，對所輸產(chǎn)品的質(zhì)量和各種油品沿途的分輸量均有嚴(yán)格要求。產(chǎn)品的質(zhì)量和各種油品沿途的分輸量均有嚴(yán)格要求。2、成品油管道依托市場生存，要能適應(yīng)市場的變化。、成品油管道依托市場生存，要能適應(yīng)市場的變化。3、成品油管道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿線、成品油管道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿線及附近的城市供油，有的管道還可能有多個入口，接收及附近的城市供油，有的管道還可能有多個入口，接收多家煉油廠的來油。管道沿線任何

5、一處分輸或注入后，多家煉油廠的來油。管道沿線任何一處分輸或注入后，其下游流量就發(fā)生變化。成品油管道可順序輸送多達(dá)幾其下游流量就發(fā)生變化。成品油管道可順序輸送多達(dá)幾十種的油品，其注油和卸油均受貨主和市場的限制，運(yùn)十種的油品，其注油和卸油均受貨主和市場的限制，運(yùn)行調(diào)度難度大。行調(diào)度難度大。 4、成品油管道的相鄰批次油品之間必然產(chǎn)生混油，混油段、成品油管道的相鄰批次油品之間必然產(chǎn)生混油，混油段的跟蹤和混油的控制是成品油管道的關(guān)鍵技術(shù)，混油處的跟蹤和混油的控制是成品油管道的關(guān)鍵技術(shù)，混油處理、貶值存在經(jīng)濟(jì)損失。理、貶值存在經(jīng)濟(jì)損失。5、與原油管道相比，其首、末站，分輸、注入站需要的罐、與原油管道相比，

6、其首、末站，分輸、注入站需要的罐容大、數(shù)量多，需要有足夠容量的油罐進(jìn)行油品收、發(fā)容大、數(shù)量多，需要有足夠容量的油罐進(jìn)行油品收、發(fā)油作業(yè)；末站除了油品的收發(fā)油作業(yè)外，還要考慮油品油作業(yè)；末站除了油品的收發(fā)油作業(yè)外，還要考慮油品的調(diào)和、混油的儲存和處理。的調(diào)和、混油的儲存和處理。6、當(dāng)多種油品在管內(nèi)運(yùn)移時，隨著不同油品在管內(nèi)運(yùn)行長、當(dāng)多種油品在管內(nèi)運(yùn)移時，隨著不同油品在管內(nèi)運(yùn)行長度和位置的變化，管道的運(yùn)行參數(shù)隨時間而緩慢變化。度和位置的變化，管道的運(yùn)行參數(shù)隨時間而緩慢變化。二、順序輸送的循環(huán)周期、循環(huán)次數(shù)二、順序輸送的循環(huán)周期、循環(huán)次數(shù)1、油品的排列順序、油品的排列順序 順序輸送中油品的排列順序?qū)?/p>

7、混油損失的影響很大。一順序輸送中油品的排列順序?qū)煊蛽p失的影響很大。一般來說性質(zhì)相近的油品順序輸送，混油量較小，允許的般來說性質(zhì)相近的油品順序輸送，混油量較小，允許的混油濃度較大，混油比較好處理。通?？梢灾苯诱{(diào)和到混油濃度較大，混油比較好處理。通?？梢灾苯诱{(diào)和到兩種油品中去。輸油順序的安排一般要考慮：兩種油品中去。輸油順序的安排一般要考慮： 使性質(zhì)相近的兩種油品相鄰。使性質(zhì)相近的兩種油品相鄰。 油品互相不產(chǎn)生有害影響。如潤滑油與汽油一般不能在油品互相不產(chǎn)生有害影響。如潤滑油與汽油一般不能在同一條管道內(nèi)順序輸送。同一條管道內(nèi)順序輸送。舉例：舉例：成品油的排序：成品油的排序：優(yōu)質(zhì)汽油優(yōu)質(zhì)汽油普通汽

8、油普通汽油航空燃料航空燃料柴油柴油輕輕燃料油（燃料油（后面順序?qū)ΨQ返回后面順序?qū)ΨQ返回）柴油柴油航空燃料航空燃料普通汽普通汽油油優(yōu)質(zhì)汽油優(yōu)質(zhì)汽油含有可順序輸送原油時的排序：含有可順序輸送原油時的排序：優(yōu)質(zhì)汽油優(yōu)質(zhì)汽油普通汽油普通汽油隔離隔離液液(煤油煤油)柴油柴油輕燃料油輕燃料油隔離液隔離液(柴油柴油)輕質(zhì)原油輕質(zhì)原油重質(zhì)原油（重質(zhì)原油（后面順序?qū)ΨQ返回后面順序?qū)ΨQ返回） 輕質(zhì)原油輕質(zhì)原油隔離液隔離液(柴柴油油)輕燃料油輕燃料油隔離液隔離液(煤油煤油)普通汽油普通汽油優(yōu)質(zhì)汽油優(yōu)質(zhì)汽油完成一個預(yù)定的排列順序稱為完成了一個循環(huán)，所需的時間稱為循環(huán)周完成一個預(yù)定的排列順序稱為完成了一個循環(huán)，所需的時

9、間稱為循環(huán)周期，一年內(nèi)完成的循環(huán)周期數(shù)稱為循環(huán)次數(shù)（或稱為批次）。若一個循期，一年內(nèi)完成的循環(huán)周期數(shù)稱為循環(huán)次數(shù)（或稱為批次）。若一個循環(huán)內(nèi)輸送的油品有環(huán)內(nèi)輸送的油品有m種，則在一個循環(huán)內(nèi)形成的混油段數(shù)為種，則在一個循環(huán)內(nèi)形成的混油段數(shù)為 n=2(m-1)討論：討論：循環(huán)次數(shù)越小，每種油品的一次輸送量就越大，在管道內(nèi)形成的循環(huán)次數(shù)越小，每種油品的一次輸送量就越大，在管道內(nèi)形成的混油段和混油損失就越小。但另一方面油品的生產(chǎn)和消費通常是均衡的，混油段和混油損失就越小。但另一方面油品的生產(chǎn)和消費通常是均衡的，各種油品每天都在生產(chǎn)和消費，順序輸送管道對每種油品來說都是間歇各種油品每天都在生產(chǎn)和消費，順

10、序輸送管道對每種油品來說都是間歇輸送。循環(huán)次數(shù)越小，就需要在首末站及沿線的分油點和進(jìn)油點建造較輸送。循環(huán)次數(shù)越小，就需要在首末站及沿線的分油點和進(jìn)油點建造較大容量的儲罐區(qū)來平衡生產(chǎn)、消費與輸送之間的不平衡，油罐區(qū)的建造大容量的儲罐區(qū)來平衡生產(chǎn)、消費與輸送之間的不平衡，油罐區(qū)的建造和經(jīng)營費用就會增加。和經(jīng)營費用就會增加。結(jié)論：結(jié)論：存在著使總費用（罐區(qū)建造費存在著使總費用（罐區(qū)建造費+罐區(qū)經(jīng)營費罐區(qū)經(jīng)營費+混油貶值損失）最小混油貶值損失）最小的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)。的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)。2、循環(huán)周期、循環(huán)周期三、循環(huán)次數(shù)和罐容的優(yōu)化設(shè)計三、循環(huán)次數(shù)和罐容的優(yōu)化設(shè)計一般來說，若一條管道順序輸送一般來說，若一條管

11、道順序輸送m種油品，其輸送順序如下：種油品，其輸送順序如下：3 2 1 2 3 , , 1 , , 1 , ,3 ,2 , 1，一一個個循循環(huán)環(huán) mmm在一個循環(huán)中，只有第一種油品和第在一個循環(huán)中，只有第一種油品和第m種油品只輸一次，其種油品只輸一次，其余油品均輸兩次。若每種油品在一個循環(huán)內(nèi)輸送的時間分別余油品均輸兩次。若每種油品在一個循環(huán)內(nèi)輸送的時間分別為為t1 , 2t2 , 2t3 , , tm，則循環(huán)周期為：，則循環(huán)周期為： 121121222miimmmtttttttT在一個循環(huán)中，不輸?shù)谝环N油品的時間為在一個循環(huán)中，不輸?shù)谝环N油品的時間為T-t1，但該段時，但該段時間內(nèi)煉廠仍向首站

12、輸油。若其輸量為間內(nèi)煉廠仍向首站輸油。若其輸量為q1H，則首站必須設(shè)，則首站必須設(shè)置的第一種油品的儲罐容量為：置的第一種油品的儲罐容量為： 111tTqVHH 在在T-t1時間內(nèi)，若終點站以時間內(nèi)，若終點站以q1K的流量向用戶供應(yīng)第一種油的流量向用戶供應(yīng)第一種油品，則終點站需要設(shè)置的第一種油品的儲罐容量為：品，則終點站需要設(shè)置的第一種油品的儲罐容量為： 111tTqVKK 若管線共有若管線共有s個注入站分別與相鄰的煉廠相連接，在個注入站分別與相鄰的煉廠相連接，在T-t1時間內(nèi)第一種油不能進(jìn)輸油管，需要在進(jìn)油點設(shè)置儲罐時間內(nèi)第一種油不能進(jìn)輸油管，需要在進(jìn)油點設(shè)置儲罐把煉廠來油儲存起來。各注入站儲

13、存第一種油品的儲罐把煉廠來油儲存起來。各注入站儲存第一種油品的儲罐總?cè)萘繎?yīng)為：總?cè)萘繎?yīng)為：式中：式中：V1j第第j個注入站需設(shè)置的第一種油品的儲罐容量；個注入站需設(shè)置的第一種油品的儲罐容量； q1j 第第j個注入站第一種油品的單位時間進(jìn)油量。個注入站第一種油品的單位時間進(jìn)油量。sjjsjjtTqV11111)(若管線共有若管線共有r個分輸站，同樣各分輸站需設(shè)置的儲存第一個分輸站，同樣各分輸站需設(shè)置的儲存第一種油品的儲罐總?cè)萘繎?yīng)為：種油品的儲罐總?cè)萘繎?yīng)為：riiriitTqV11111)(式中：式中：V1i第第i個分輸站需設(shè)置的第一種油品的儲罐容量；個分輸站需設(shè)置的第一種油品的儲罐容量； q1i

14、 第第i個分輸站第一種油品的單位時間分油量。個分輸站第一種油品的單位時間分油量。假設(shè)輸送假設(shè)輸送m種油品，為協(xié)調(diào)各種油品供、銷、運(yùn)之間的不種油品，為協(xié)調(diào)各種油品供、銷、運(yùn)之間的不平衡，輸油管道全線需設(shè)置的儲罐總?cè)萘糠謩e為：平衡，輸油管道全線需設(shè)置的儲罐總?cè)萘糠謩e為：首站：首站： mpppHmppHtTqV11)(式中：式中：tp在第一循環(huán)內(nèi)第在第一循環(huán)內(nèi)第p種油品的輸送時間；種油品的輸送時間；末站：末站： mpppKmppKtTqV11)(注入站：注入站：mpsjppjmpsjpjtTqV1111)(分輸站：分輸站：mprippimpripitTqV1111)(全線儲罐總?cè)萘繛椋喝€儲罐總?cè)萘?/p>

15、為：NBDDqDDqDDqDDqNVmpsjmprippippjmpppKmpppH111111)()( )()(1式中：式中：D輸油管道每年的工作時間；輸油管道每年的工作時間； Dp每年輸送第每年輸送第p種油的時間；種油的時間； N循環(huán)次數(shù)。循環(huán)次數(shù)。建造、管理油罐區(qū)的費用和混油貶值的總損失為：建造、管理油罐區(qū)的費用和混油貶值的總損失為： NDtNDTpp ANVVGEJSKHzz )(E 石油工業(yè)規(guī)定的投資年回收系數(shù)；石油工業(yè)規(guī)定的投資年回收系數(shù)；G 單位有效容積儲罐的經(jīng)營費用；單位有效容積儲罐的經(jīng)營費用；A 每次循環(huán)混油的貶值損失，每次循環(huán)混油的貶值損失， ；n 每次循環(huán)混油段的數(shù)目；每

16、次循環(huán)混油段的數(shù)目；ai 第第i個混油段的混油貶值損失；個混油段的混油貶值損失；VKH 管道終點接收混油的儲罐容量，管道終點接收混油的儲罐容量，VKH=(Vh-Vs)N ;Vh 在循環(huán)周期內(nèi)管道終點接收的混油量；在循環(huán)周期內(nèi)管道終點接收的混油量；Vs 在循環(huán)周期內(nèi)能夠銷售的混油或與調(diào)和純凈油量。在循環(huán)周期內(nèi)能夠銷售的混油或與調(diào)和純凈油量。 niiaA1式中式中: Jz單位有效容積儲罐的建設(shè)費用；單位有效容積儲罐的建設(shè)費用；上式對循環(huán)次數(shù)上式對循環(huán)次數(shù)N求導(dǎo)，可求得總損失費用最小的最優(yōu)循環(huán)求導(dǎo)，可求得總損失費用最小的最優(yōu)循環(huán)次數(shù)次數(shù)Nop0)()( ANNVVNBGEJdNddNdSshzz5

17、. 0)()( shzzopVVGEJAGEJBN說明：說明：對于不同的終點混油處理方式，上式的形式可能會略對于不同的終點混油處理方式，上式的形式可能會略有出入，可針對管道的具體情況，應(yīng)用上述求最優(yōu)循有出入，可針對管道的具體情況，應(yīng)用上述求最優(yōu)循環(huán)次數(shù)的原則，對上式作必要的修改。環(huán)次數(shù)的原則，對上式作必要的修改。 求得最優(yōu)循環(huán)次數(shù)后，可按照前述各計算公式依次求求得最優(yōu)循環(huán)次數(shù)后，可按照前述各計算公式依次求得全線需要設(shè)置的總罐容，首站、終點站、進(jìn)油點和分油得全線需要設(shè)置的總罐容，首站、終點站、進(jìn)油點和分油點的儲罐容量，循環(huán)周期、一個循環(huán)周期內(nèi)各種油品的輸點的儲罐容量，循環(huán)周期、一個循環(huán)周期內(nèi)各種

18、油品的輸送時間送時間tp和各種油品的輸送量。和各種油品的輸送量。實際上批次實際上批次(循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù))和罐容優(yōu)化是很難用上述公式進(jìn)行計和罐容優(yōu)化是很難用上述公式進(jìn)行計算的。算的。因為成品油管道是面向市場的，雖然煉油廠的生產(chǎn)是因為成品油管道是面向市場的，雖然煉油廠的生產(chǎn)是連續(xù)的，但市場需求和銷售并不似公式中給出的那么均勻。連續(xù)的，但市場需求和銷售并不似公式中給出的那么均勻?？紤]原油和成品油價格隨國際油價的變化、煉廠事故及停工考慮原油和成品油價格隨國際油價的變化、煉廠事故及停工檢修等因素，需要在管道首末站多建一些油罐以適應(yīng)市場變檢修等因素，需要在管道首末站多建一些油罐以適應(yīng)市場變化使企業(yè)獲得效益

19、，加之儲罐需要按系列選取，所以按上面化使企業(yè)獲得效益，加之儲罐需要按系列選取，所以按上面的優(yōu)化方法進(jìn)行計算往往不能滿足實際需要，但這些數(shù)學(xué)關(guān)的優(yōu)化方法進(jìn)行計算往往不能滿足實際需要，但這些數(shù)學(xué)關(guān)系可便于管理者理清一些基本規(guī)律。系可便于管理者理清一些基本規(guī)律。 一般情況下是以設(shè)計輸量為基礎(chǔ)，選擇一系列循環(huán)次一般情況下是以設(shè)計輸量為基礎(chǔ)，選擇一系列循環(huán)次數(shù)進(jìn)行罐容、占地、混油處理等等方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，數(shù)進(jìn)行罐容、占地、混油處理等等方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定優(yōu)化的循環(huán)次數(shù)。再根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定各種油品所需確定優(yōu)化的循環(huán)次數(shù)。再根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定各種油品所需的油罐容量和個數(shù)。在首末站應(yīng)留有一定量的備用罐以備

20、的油罐容量和個數(shù)。在首末站應(yīng)留有一定量的備用罐以備事故時管道正常輸油。同時應(yīng)考慮市場變化對末站罐容的事故時管道正常輸油。同時應(yīng)考慮市場變化對末站罐容的影響。每種油品至少應(yīng)設(shè)置影響。每種油品至少應(yīng)設(shè)置2-3座油罐。座油罐。順序輸送輕質(zhì)成品油的管道，沿線不需要加熱。在管內(nèi)順序輸送輕質(zhì)成品油的管道，沿線不需要加熱。在管內(nèi)油品流速不是很高的情況下，油品在管道中輸送一段距油品流速不是很高的情況下，油品在管道中輸送一段距離后，管內(nèi)油溫將等于管道埋深處的地溫。管道壓降計離后，管內(nèi)油溫將等于管道埋深處的地溫。管道壓降計算及泵站特性計算公式與等溫管道相同。對于流速比較算及泵站特性計算公式與等溫管道相同。對于流速

21、比較高的情況，必須對成品油管道沿線的摩擦溫升給予關(guān)注。高的情況，必須對成品油管道沿線的摩擦溫升給予關(guān)注。 四、順序輸送管道系統(tǒng)熱力特性與溫升四、順序輸送管道系統(tǒng)熱力特性與溫升當(dāng)輸送介質(zhì)為輕質(zhì)油品且流速大時，溫升現(xiàn)象明顯。油當(dāng)輸送介質(zhì)為輕質(zhì)油品且流速大時，溫升現(xiàn)象明顯。油品流動的水力特性與物性、溫度密切相關(guān)，而溫度分布品流動的水力特性與物性、溫度密切相關(guān)，而溫度分布又與流動特性相關(guān)。因此，在成品油管道設(shè)計、運(yùn)行、又與流動特性相關(guān)。因此，在成品油管道設(shè)計、運(yùn)行、管理和離線仿真中，應(yīng)正確反應(yīng)油品溫度變化的影響，管理和離線仿真中，應(yīng)正確反應(yīng)油品溫度變化的影響，這對判斷是否存在泄漏，正確跟蹤順序輸送過程

22、中的油這對判斷是否存在泄漏，正確跟蹤順序輸送過程中的油品界面也是十分必要的。品界面也是十分必要的。1、輸油管道中油流溫度升高的主要原因、輸油管道中油流溫度升高的主要原因(1)泵的攪拌溫升：泵的軸功率不可能全部轉(zhuǎn)化為油流的壓泵的攪拌溫升：泵的軸功率不可能全部轉(zhuǎn)化為油流的壓力能，有一部分要克服流體與泵間的摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能，力能，有一部分要克服流體與泵間的摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能，造成溫升；造成溫升；(2)壓縮溫升：油品經(jīng)過泵的壓縮也會產(chǎn)生溫升；壓縮溫升：油品經(jīng)過泵的壓縮也會產(chǎn)生溫升； (3)節(jié)流溫升：油品通過節(jié)流裝置時，一部分壓力損失會轉(zhuǎn)節(jié)流溫升：油品通過節(jié)流裝置時，一部分壓力損失會轉(zhuǎn)化為熱能，造成溫升；

23、化為熱能，造成溫升；(4)管道摩擦溫升：油品沿管道流動過程中，會由于克服沿管道摩擦溫升：油品沿管道流動過程中，會由于克服沿程和局部摩阻損失，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油流內(nèi)能，程和局部摩阻損失，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油流內(nèi)能，造成溫升。造成溫升。2、成品油管道溫度變化的計算、成品油管道溫度變化的計算成品油管道中通常會有多種油品同時流動，再加上管成品油管道中通常會有多種油品同時流動，再加上管道沿線的流量變化、混油界面移動和混油長度及體積道沿線的流量變化、混油界面移動和混油長度及體積的變化，使得準(zhǔn)確計算油品沿管道運(yùn)行時的溫升很困的變化，使得準(zhǔn)確計算油品沿管道運(yùn)行時的溫升很困難。實際成品油管道工藝計算中常常

24、是計算最冷月輸難。實際成品油管道工藝計算中常常是計算最冷月輸送重油送重油(如柴油如柴油)的沿程溫度變化、計算最熱月輸送輕油的沿程溫度變化、計算最熱月輸送輕油(如汽油如汽油)的沿程溫度變化。的沿程溫度變化。 (1)計算油品通過泵站的溫升，主要是泵內(nèi)損失轉(zhuǎn)化的熱能，計算油品通過泵站的溫升，主要是泵內(nèi)損失轉(zhuǎn)化的熱能，對于輕烴要考慮經(jīng)過泵壓縮而升高的油溫；對于輕烴要考慮經(jīng)過泵壓縮而升高的油溫；(2)計算油品在站間流動時的摩擦溫升，管道中油流的摩擦計算油品在站間流動時的摩擦溫升，管道中油流的摩擦溫升是壓力損失、液體的質(zhì)量流量、油品粘度和密度的溫升是壓力損失、液體的質(zhì)量流量、油品粘度和密度的函數(shù)；函數(shù)；(

25、3)計算站間管道向環(huán)境散熱的溫降，這與油品的溫度、土計算站間管道向環(huán)境散熱的溫降，這與油品的溫度、土壤溫度、管道的表面積、質(zhì)量流量、油品比熱和管道總?cè)罍囟取⒐艿赖谋砻娣e、質(zhì)量流量、油品比熱和管道總傳熱系數(shù)等因素有關(guān)。傳熱系數(shù)等因素有關(guān)。 油品溫度變化可按以下步驟計算預(yù)測：油品溫度變化可按以下步驟計算預(yù)測： 若計算結(jié)果前兩項之和大于第三項，則管道的油溫將升若計算結(jié)果前兩項之和大于第三項，則管道的油溫將升高。例如：在高。例如：在1969年，科洛尼爾管道增加泵站的輸油功年，科洛尼爾管道增加泵站的輸油功率使管道輸油量達(dá)到每小時率使管道輸油量達(dá)到每小時 7631 m3。休斯頓至亞特蘭大。休斯頓至亞特蘭大

26、的管道上，輸量增加了的管道上，輸量增加了45，而所需輸油功率卻增加了，而所需輸油功率卻增加了185，溫升比，溫升比1967年增高了年增高了13.8。為此，設(shè)置了。為此，設(shè)置了4個油個油品冷卻站來解決此問題。品冷卻站來解決此問題。 3、成品油溫升的影響、成品油溫升的影響 成品油輸送過程中溫升造成如下影響：成品油輸送過程中溫升造成如下影響：(1) 增加油品蒸發(fā)損耗、降低油品質(zhì)量；增加油品蒸發(fā)損耗、降低油品質(zhì)量；(2) 熱應(yīng)力增大，使管道變形或由于承受過高的應(yīng)力而破裂；熱應(yīng)力增大，使管道變形或由于承受過高的應(yīng)力而破裂；(3) 輕質(zhì)油品抽吸時易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象輕質(zhì)油品抽吸時易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象;(4) 油溫升高

27、后液體膨脹大于鋼管容積的增量，使混油段的實際界面與油溫升高后液體膨脹大于鋼管容積的增量，使混油段的實際界面與界面跟蹤計算值不同，這將使界面跟蹤預(yù)測結(jié)果與實際產(chǎn)生偏差，界面跟蹤計算值不同，這將使界面跟蹤預(yù)測結(jié)果與實際產(chǎn)生偏差，從而影響界面跟蹤的準(zhǔn)確性從而影響界面跟蹤的準(zhǔn)確性;(5) 在線計量油品時，若溫升使油品壓力低于油品的飽和蒸氣壓，則會在線計量油品時，若溫升使油品壓力低于油品的飽和蒸氣壓，則會產(chǎn)生氣泡，這將會使計量誤差增大產(chǎn)生氣泡，這將會使計量誤差增大;(6) 油品升溫使煤油、柴油、燃料油的粘度降低，因此，油品升溫使煤油、柴油、燃料油的粘度降低，因此，站間的摩阻也相對減小，這將縮小輸送燃料油

28、與輸送站間的摩阻也相對減小，這將縮小輸送燃料油與輸送汽油之間耗用動力的差異。汽油之間耗用動力的差異。(7) 如果管道中總有很多批次的燃料油，燃料油的溫度升如果管道中總有很多批次的燃料油，燃料油的溫度升高，較大地降低了油品的粘度，可以增加全線的輸量，高，較大地降低了油品的粘度，可以增加全線的輸量，這是油品溫度升高的有利方面。但對汽、柴等輕油，這是油品溫度升高的有利方面。但對汽、柴等輕油，粘度變化并不明顯，此項作用不大。粘度變化并不明顯，此項作用不大。 目前工藝設(shè)計時仍按等溫管路計算，但流速較高時應(yīng)目前工藝設(shè)計時仍按等溫管路計算，但流速較高時應(yīng)注意校核溫升情況。注意校核溫升情況。 五、成品油管道系

29、統(tǒng)水力特性五、成品油管道系統(tǒng)水力特性由于管道中有多種油品順序輸送，所以管道沿線流體的粘由于管道中有多種油品順序輸送，所以管道沿線流體的粘度和密度有較大的變化；在油品替換時，泵站特性和管道度和密度有較大的變化；在油品替換時，泵站特性和管道特性都會發(fā)生變化。泵站特性的變化是在油品交替的短時特性都會發(fā)生變化。泵站特性的變化是在油品交替的短時間內(nèi)完成的，而管道特性的變化需要經(jīng)歷較長的時間，它間內(nèi)完成的，而管道特性的變化需要經(jīng)歷較長的時間，它隨管路中兩種或多種油品長度的變化而改變。因此，在順隨管路中兩種或多種油品長度的變化而改變。因此，在順序輸送管道運(yùn)行管理中，必須充分考慮它的特殊性。序輸送管道運(yùn)行管理

30、中，必須充分考慮它的特殊性。 1、水力不穩(wěn)定特性、水力不穩(wěn)定特性由于管道沿線有物性不同的油品及其混合物，各種油品及混油段的由于管道沿線有物性不同的油品及其混合物，各種油品及混油段的長度和位置又隨時間而變，順序輸送時液流是不穩(wěn)定的，但不穩(wěn)定長度和位置又隨時間而變，順序輸送時液流是不穩(wěn)定的，但不穩(wěn)定程度差別甚大。程度差別甚大。混油進(jìn)入首站的情況是混油進(jìn)入首站的情況是：由于首站的進(jìn)泵管線一般：由于首站的進(jìn)泵管線一般不長，初始混油段很短，其內(nèi)油品濃度梯度很高，而泵壓正比于液不長，初始混油段很短，其內(nèi)油品濃度梯度很高，而泵壓正比于液體的密度，變化是比較強(qiáng)烈的。這種壓力突變可能歷時幾十秒之久，體的密度，變

31、化是比較強(qiáng)烈的。這種壓力突變可能歷時幾十秒之久，然后趨于平穩(wěn)。然后趨于平穩(wěn)?；煊投蔚竭_(dá)中間泵站時混油段到達(dá)中間泵站時已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)拈L度，其內(nèi)已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)拈L度，其內(nèi)油品濃度梯度顯著降低，故泵壓的變化已趨平緩，一般不會發(fā)生明油品濃度梯度顯著降低，故泵壓的變化已趨平緩，一般不會發(fā)生明顯的壓力突變。顯的壓力突變?；煊投窝毓芫€移動過程中混油段沿管線移動過程中，由于摩阻和位能的變化，由于摩阻和位能的變化，流量和壓力也相應(yīng)發(fā)生變化，但一般相當(dāng)緩慢。流量和壓力也相應(yīng)發(fā)生變化，但一般相當(dāng)緩慢。因此，因此，按流動不穩(wěn)定程度的不同按流動不穩(wěn)定程度的不同，順序輸送過程可分為三個，順序輸送過程可分為三個區(qū)：突變區(qū)區(qū)：

32、突變區(qū)混油段經(jīng)過首站；漸變區(qū)混油段經(jīng)過首站；漸變區(qū)混油段經(jīng)過中間泵混油段經(jīng)過中間泵站；緩變區(qū)站；緩變區(qū)混油段沿管線移動。混油段沿管線移動。對于輸送多種油品的順序?qū)τ谳斔投喾N油品的順序輸送管道輸送管道，各泵站和各管段內(nèi)的油品往往不是同一種油品，各泵站和各管段內(nèi)的油品往往不是同一種油品，若用液柱表示泵站揚(yáng)程和管路的摩阻損失容易混淆若用液柱表示泵站揚(yáng)程和管路的摩阻損失容易混淆，故常采，故常采用流量用流量壓力之間的關(guān)系來分析順序輸送管道的水力特性，壓力之間的關(guān)系來分析順序輸送管道的水力特性，其變化過程可用圖形來描述，其變化過程可用圖形來描述，如圖所示。設(shè)有兩個泵站的管道如圖所示。設(shè)有兩個泵站的管道進(jìn)行

33、順序輸送，兩站的特性完全進(jìn)行順序輸送，兩站的特性完全相同，第二站設(shè)在管道的中央，相同，第二站設(shè)在管道的中央，輸送油品輸送油品A和和B，A油的密度和油的密度和粘度比粘度比B油低，不考慮高程的影油低，不考慮高程的影響。據(jù)此可繪出泵站和管線的響。據(jù)此可繪出泵站和管線的Q(流量流量) p(壓力壓力)特性曲線。各特性曲線。各條線的含義如下：條線的含義如下：pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管泵泵A+泵泵A：兩站都泵送：兩站都泵送A油時的泵站總特性油時的泵站總特性泵泵A+泵泵：一站泵送：一站泵送A油另一站泵送油另一站泵送B油時的泵站總特性油時的泵站總特性泵泵+泵泵：兩站

34、都泵送油時的泵站總特性：兩站都泵送油時的泵站總特性管管A+管管A：兩段管線都輸送：兩段管線都輸送A油時的管路總特性油時的管路總特性管管A+管管：一段輸送：一段輸送A油另一段輸送油另一段輸送B油時的管路總特性油時的管路總特性管管+管管：兩段都輸送：兩段都輸送B油時的管路總特性油時的管路總特性pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管管道輸送管道輸送A油時系統(tǒng)工作點在點，切換入油時系統(tǒng)工作點在點，切換入B油時發(fā)生突變，工作點突變油時發(fā)生突變，工作點突變到點附近，系統(tǒng)進(jìn)入突變區(qū)，沒有統(tǒng)一的工作點。待水力擾動消失后，到點附近，系統(tǒng)進(jìn)入突變區(qū)，沒有統(tǒng)一的工作點。待水力擾動消

35、失后，系統(tǒng)可認(rèn)為有了統(tǒng)一的工作點。隨著管內(nèi)油品的更迭，工作點由系統(tǒng)可認(rèn)為有了統(tǒng)一的工作點。隨著管內(nèi)油品的更迭，工作點由2點附近點附近沿著線沿著線“泵泵A+泵泵B”向左上方移動?；煊瓦_(dá)到中間泵站后，泵壓開始變化，向左上方移動?；煊瓦_(dá)到中間泵站后，泵壓開始變化，系統(tǒng)進(jìn)入漸變區(qū)，系統(tǒng)工作點由點右側(cè)附近漸變到系統(tǒng)進(jìn)入漸變區(qū)，系統(tǒng)工作點由點右側(cè)附近漸變到4點左側(cè)附近?；煊忘c左側(cè)附近?；煊屯ㄟ^中間站后，系統(tǒng)工作點沿著線通過中間站后，系統(tǒng)工作點沿著線“泵泵B+泵泵B”繼續(xù)向左上方移動。油品更繼續(xù)向左上方移動。油品更換完畢后，系統(tǒng)工作點穩(wěn)定在換完畢后，系統(tǒng)工作點穩(wěn)定在5點。點。pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管pQ泵泵A泵泵A管管A管管A1234泵泵A泵泵泵泵泵泵管管A管管管管管管若是以若是以A油置換油置換B油，則工況的變化路徑是從油，則工況的變化路徑是從5突變到突變到6，再，再緩變到緩變到3左側(cè)左側(cè)，再漸變到