油气储运工程输油管道设计复习资料

填空：

输油管道的工艺计算要妥善解决沿线管内流体的：能量供应，能量消耗，这对主要矛盾，以达到安全经济为目的

泵机组常采用两种连接方式:串联和并联

输油管道设计时年输油时间，按350天，8400小时计算

干线漏油后，漏点前面流量变大，漏点前面各站进站压力下降，出站压力下降，漏点后各站进站压力下降，出站压力下降

中间加热站的站间距长短取决于L加热站进出站温度和沿线散热情况

加热输送的能量损失包括，热能损失和压能损失

常用的清管器：清管球，机械型清管器，泡沫塑料清管器等

热油管道的启动方法：冷管直接启动，热水预热启动，加稀释剂或降凝剂。

管道水力坡降：单位长度管道的摩阻损失，对于等温管道，水力坡降是--斜直线，对于热油管道，水力坡降是---斜率增加的曲线

改变管路调节常用方法：节流调节，回流调节

现在常采用两种输油方式：旁接油罐输送，从泵到泵输送

埋地管线的温度环境常取值等于：埋深处土壤自然温度

长距离输油管由输油站和线路组成，以及辅助设施

D为计算直径，对于无保温管道，取外径，有保温管道取管道外径和保温层外径的平均值 泵站的工作特性：泵站的扬程，流量之间关系

泵到泵运行的等温输油管道：某中间站停输后，输量减小，该中间站前面各站进站压力升高，出战压力升高，该中间站后面进站压力降低，出战压力降低

对于热油管道的设计：要固定进站温度，当热油管道运行时，要控制出战温度

热油管道流量与摩阻损失的关系有三个不同区域，其中不稳定区域是II区

翻越点后会出现不满流，一般采取措施，换用小直径管路和在终点或中途沿线设减压站节流 对于埋地热油管，管道散热的传递过程：1油流与管壁之间的传热，管壁与绝缘层保温层的导热，管壁与土壤的传热

名词解释

泵的工作特性：恒定转速下，泵的扬程与排量的变化关系称为泵的工作特性，另外泵的工作特性还包括功率和排量特性和效率与排量特性

泵站的工作特性：泵站的工作特性系数与泵站的排量与扬程之间的相互关系

管道的工作特性：指管径，管长一定的某管道，输送性质一定的某种油品时，管道压降随流量变化的关系

水力坡降：管道的水力坡降是单位长度管道的摩阻损失，与管道长度无关，只随流量，粘度，管径和流态的不同而不同

泵站--管道系统的特点：指在压力供需平衡的条件下，管道流量与泵站进出站压力等参数之间的关系

管道线路纵断面图 ：直角坐标系上表示管道长度与沿线高程变化的图形

静水压力：指油流停止流动后，由于在地形高差产生的静液柱压力，或在管线挺输后，管内液体形成的静液柱压强

动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力，在纵断面图上，是管道纵断面线与水力坡降线之间的垂直高度

计算长度：对于等温输油管道，无翻越点时，指首站到终点之间的距离，有翻越点时，指首站到翻越点之间的距离

计算高差：翻越点高程与起点高程之差

总传热系数：指油流与周围介质温差为1度时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量

输油站的工作流程：指油品在站内的流动过程，是由站内管道，管件，阀门所组成的，并与其他输油设备，包括泵机组，加热炉和油罐相连接的输油管道系统

顺序输送：在一条管道内，按一定顺序，连接的输送不同种类油品的输送方式

起始接触面的定义和意义：油管内两种油品刚接触的面积，垂直于管轴以平均流速流动，其意义是在起始接触面处两油品的浓度相同，KA=KB=0.5

混有段：指既含有A油又含有B油的段落，即在混有段内A种油品浓度由1变为0，B种油品的浓度由0变为1

等温输油管道：指那些在输送过程中油温保持不变的管道

热油输送管道：那些在输送过程中沿线油温高于周围温度的输油管道

混油量：混油段内含有的油品容积

混油长度：混有段占的管道长度

混有段两段切割：将混油段切割成两部分，收入两种纯品油的罐内

混油段三段切割：能掺入前两种纯净油罐内的混油切入两种纯净油品的罐内，其余混油进入混油罐

扩散速度：单位时间内，某种油品经单位截面积扩散至另一种油品种的数量，W=G/Fdt 紊流扩散速度：表示浓度梯度为1时，单位时间内某一种油品经过单位截面积扩散到另一种油品中的量

结蜡：实际上指管路内壁上沉积了某一层某一厚度的石蜡，胶质，凝油，砂，和其他机械杂质的混合物

翻越点：1：如果一定输量的液体通过线路上，的某高点所需的压头大于将液体输送到终点所需的压头，且所有高点中，该点所需压头最大，则该点为翻越点

2：如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕，且在所有高点中，该高点的富裕能量最大，则该点为翻越点

冷油头：将热油输入冷管时，最先进入管道的油流在输送过程中一直和冷管壁接触，散热量大，当管道较长时，油温很快将至接近自然地温，远低于凝固点，通常把这一段称为冷油头。 冷油头的散热量主要用于加热钢管及部分沥青层，冷油头中，有相当长的一段油流温度接近或低于凝固点，油头在管内凝结，使输送时的摩阻急剧升高，以至于会超出泵和管道强度的允许范围，因此只有当管道距离短，投油温时地温高，并能保证大排量输送的情况下，才能采用冷管直接启动，对于长输管道，当地温接近凝固点，也可采用冷管直接启动 问答题

工艺流程设计原则：满足输送工艺各生产环节的要求，便于事故处理和维修，采用先进工艺技术，设备，提高输油技术水平，在满足以上要求的前提下流程应尽量简单，尽可能少用阀门，管件，力求减少管道及其长度，充分发挥设备性能，节约投资，减少经费使用

管道输送特点：运输量大，管道大部分在地下，占地少，受地形限制小，可以缩短运输距离，密闭安全，能长期连续稳定运行，便于管理，易于实现远程集中控制，能耗少，运费低，适于大量，单向，定点运输石油等流体

N台同型号泵，串并联特点，泵站特性方程，串联流量不变，扬程相加，并联扬程不变，流量相加

选择泵机组数的原则：1满足工艺要求，2工作平稳可靠，能长时间连续运行，3易于操作维护，4效率高，价格合理，能充分利用现有能源，5满足防爆，防腐和露天设置等使用及安装的特殊要求

串联并联管路水力学特点：串联泵特性：通过每台泵的排量相同，均等于泵站排量，泵站的扬程等于哥泵扬程之和，并联泵的特性：每台泵提供的扬程相同，均等于泵站扬程，泵站的排量等于各泵排量之和

旁接油罐输油的优缺点：旁接油罐输油：优点：安全可靠，水击危害小，对自动化水平要求不高，缺点：流程和设备复杂，固定资产投资大，油气损耗严重，全线难以在最优工况下运行，能量浪费大

密闭输油优的优缺点：优点：安全密闭，中间站不存在蒸发损耗，流程简单，固定资产投资小，可全部利用上站剩余压头，便于实现优化运行，缺点：要求自动化水平高，要有可靠的自动保护系统

热油管道和等温管道相比特点：热油输送不同于等温输送的特点在于输送过程中存在两方面的能量损失（摩阻损失和散热损失），因此也必须从两方面给油流供应能量，由加热站供应热能，由泵站供应压力能

影响管壁结蜡强度的因素：1油温及管壁温差，2管内油品流速，3原油组成，4管壁材质和粗糙度，5管道运行时间

影响管壁结蜡机理：布朗运动，剪切弥撒，分子扩散，重力沉降

管壁结蜡对摩阻的影响：管壁结蜡对摩阻的影响表现在两方面，一方面由于内壁结蜡，使流通面积减小，内径由原来的D0减小为 ，当石蜡不变时，摩阻升高，另一方面，由于结蜡层的保温作用，当温差不变运行时，沿程油温会升高，粘度减小，摩阻减小，当然结蜡层引起的摩阻升高还是主要的原因

影响石蜡沉积的因素：周围介质温度，油流至周围介质的总传热系数，输量

含蜡原油管道，防止结蜡和清蜡的措施：1保持沿线油温均高于析蜡点，2缩小油壁温差，3保持管内流速在1.5m/s以上，避免在低输量下运行，4采用不吸附蜡的管材或内涂层，5化学防蜡，6清管器清蜡

影响热油管道轴向温降的因素：周围介质的温度TO，油流到周围介质的总传热系数， 热输含蜡原油的特点：随着管道中沿程油温降低，在析蜡点以下，原油中石蜡逐渐析出并沉积在管壁上，使得流通截面减小摩阻增大管道输送能力降低，同时又增加了油流与管内壁的热阻，使总传热系数下降

热油管道挺输后管内的传热过程：自然对流传热阶段，自然对流与热传导共同控制阶段，纯导热阶段

热油管道散热的传递过程：1油流至管壁的放热，2钢管壁，沥青绝缘层或保温层的热传递，3管外壁至周围土壤的传热

先泵后炉的正输过程：先泵后炉流程：罐---阀组---泵---炉---阀组---下站（首站）上站来油--阀组---炉--泵---阀组----下站（中间站）。

先炉后泵流程：罐---给油泵---阀组---炉---泵---阀组--下站（首站）---上站来油--阀组---炉---泵---阀组----下站(中间站)，用于管线的正常输油。

热油管道先炉后泵的缺点：1进泵油温低，泵效低，2站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大，3加热炉承受高压，投资大，危险性大。

埋地管道挺输后温降分两个阶段：1管内油温较快地冷却至略高于管外壁土壤温度，2管内存油和管外土壤作为一个整体缓慢冷却

顺序输送工艺特点：1顺序输送时产生混油，2混油的处理与销售，3批量与最优循环次数，4首末站批量油品的储存，5顺序输送的管道水力特性不稳定

沿程混油机理：对流扩散，分子扩散，紊流扩散，密度差引起的混油，扩散混油，流速分布不均匀引起的几何混油

扩散混油的基本特点：随着时间的增加，混油段长度也增加，任意截面上KA+KB=1，。对于某一时刻t，混有段内的B油的浓度时位置距

热油管道摩阻的计算公式

出现不稳定区的条件:1粘度小时不出现不稳定区，2在紊流状态下不会出现不稳定区，3在层流状态下会出现不稳定区，在实际工程中井场遇到

埋地管道挺输后温降特点：埋地管道周围土壤的蓄热量很大，比管内存油的热容量大几十倍甚至上百倍，因此埋地管线温降主要取决于土壤的冷却

影响管壁结蜡强度的因素：1油温，2原油与管壁的温差，3流速的影响，4原油组成的影响，5管壁材料的影响，6蜡沉积厚度与运行时间的关系

改变泵站工作特性的方法：1切削叶轮，2改变泵的级数，3改变运行泵的机组数，4改变运行的泵站数，5改变泵的转速，6泵进口负压调节

造成油品管道升温的原因:泵的轴功率不可能全部转化为油流的压力能，有一部分要克服流体与泵间的摩擦转变为热能，油品经过节流装置时，一部分压力损失会转化为热能，油品经过泵的压缩产生热量，油品沿管道流动过程，会由于克服沿程和局部摩阻损失，使一部分机械能转化为油品内能

油品管道油流升温的影响：增加油品增发损耗，降低油品质量，热应力增大，使管道变形甚至破裂，轻质油品抽吸时易产生气蚀现象

1可行性研究：是一种分析、评价各种建设方案和生产经营决策的一种科学方法。、

3原油凝固点：它是在规定的试验条件下，当原油在试管中被冷却到某一温度，将试管倾斜45℃，经一分钟后，液面未见有位置移动，此种现象即称为凝固，产生此现象的最高温度称为原油凝固点。

7、工作点：管路特性曲线与泵站特性曲线的交点，称为工作点。

9、水力坡降线：就斜率为水力坡降数值的直线。

10、翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。

13、析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。

14、反常点：牛顿流体转变为非牛顿流体的温度，称为反常点。

16、失流点：含蜡原油形成网络结构，出现屈服值的温度。

17、含蜡原油的热处理：是将原油加热到一定温度，使原油中的石蜡、胶质和沥青质溶解，分散在原由中，再以一定的温降速率和方式冷却，以改变析出的蜡晶形态和强度，改善原油的低温流动性。

18、热处理输送：利用原油热处理实现含蜡原油的常温输送或延长输送距离。

20、压力越站：指油流不经过输油泵流程。

21、热力越站：指油流不经过加热炉的流程。

22、水悬浮输送：是将高凝点的原油注入温度比凝点低得多的水中，在一定的混合条件下，凝成大小不同的冻油粒，形成油粒是分散项、水是连续项的悬浮液。

23、液环输送：是利用稀的高聚物粘弹性水溶液在管道中形成壁面水环，高粘原油在管中心部分流动，使原油与管壁隔开。

24、纵向紊流扩散：紊流速度场内局部流速不均匀，紊流脉动以及在浓度差推动下沿管长方向的分子扩散而造成混油的原因，统称为纵向紊流扩散。

26．起始接触面：前后两种（或A、B）油品开始接触且垂直于管轴的平面。

28、相对混油量：混油量与管道容积之比。

二、填空题

1、由于在层流状态时，两种油品在管道内交替所形成的混油量比紊流时，因而顺序输送管道运行时，一般应控制在 紊流 状态下运行。

2因。

3

4

5

6。

8、雷诺数标志着油流中惯性力与粘滞力之比，雷诺数大时，惯性 损失起主要作用。

9、管路特性曲线反映了当管长L，管内径D和粘度μ一定，与的关系。

10、若管路的管径D曲线变陡 ，并且上升 。

11、线路上有没有翻越点，除了与地形起伏有关，还取决于水力坡降的大小，，愈易 出现翻越点。

12、泵站总的特性曲线都是站内各泵的特性曲线叠加起来的，方法是： 下的流量相加 ；串联时，把相同流量 下的扬程相加 。

13、短期停输后管内油温计算公式TLTO(TRTO)e(aLb)中的

bK2D

D12

4Cyy2D2D12

4Cgg，aKD。 GC

14

15、泵站-管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下，管道流量与泵站进、出站压力等参数之间的关系。

16、有多个泵站的长输管道，中间站C停运后的工况变化具体情况是：在C以前各站的进出站压力均上升，在C以后各站的进出站压力均下降，且距C站愈远，变化幅度愈小。

17、在长输管道中C站压力也都下降，且距漏点愈近的站，压力下降幅度愈大。

18、热油管道中，对温降影响较大的两个参数是总传热系数K和流量G，K值增大，温降将加快，随着流量减小，温降将加快。

219、某油品20℃的粘度为2510ms，粘温指数u0.04，则出站温度TR60℃，进62站温度TZ30℃时，热油管道中的平均粘度为11.2310ms。

20

21、热油管道中，在m=0.25

22、由于粘度对摩阻的影响，当Lc/C＞小粘度确定允许最大进站压头。

1、 输油站的主要作业区由哪几部分组成？简述输油站的主要功能（或操作）。

主要作业区包括：输油泵房；阀组间；清管器收发装置；计量间；油罐区；加热系统；站控室；油品预处理设施。输油站的主要功能（或操作）包括：来油与计量；正输；反输；越站输送（包括全越站、压力越站、热力越站）；收发清管器；站内循环或倒罐；停输再启动。

2、 简述顺序输送管道有哪几个特点？

顺序输送时会产生混油；混油需要采用合理的工艺进行处理和销售；批量和最优循环次数；首末站批量油品的储存；管道的水力特性不稳定。

3、 简述管道输送的特点？

管道输送的优点：运费低，能耗少；运输量大、劳动生产率高；建设投资低，占地面积少；受外界影响小，安全性高。

管道输送的缺点：管道输送量的经济范围小、极限范围小；起输量高。

4、 热油管道的泵站布置与等温管道相比有何特点？

①加热站间管道的水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线。可根据各段油温对应的摩阻值在纵断面图上按比例画出，连成曲线。②在加热站处，由于进、出站油温突变，水力坡降线的斜率也会突变，而在加热站之间，水力坡降线斜率连续变化。

5、 热油管道在中等流量区时，为什么随流量减小，摩阻反而增大？进入不稳定区的条件是

什么？

在中等流量区，一方面随着流速的增大而使摩阻增加，另一方面随着流量的增加，终点油温TZ显著上升，对于µ或B值较大的含蜡原油和重油，当油温较低时，粘度随温度的变化是较剧烈的。因此T的上升会使油流的粘度显著下降，而使摩阻减小。加之层流时粘度对摩阻的影响较大，故可能出现随流量减小，摩阻反而增大的现象。进入不稳定区的条件是：在m=0.25的紊流情况下,(TRT0)20;在层流情况下, (TRT0)3。

6、 简述顺序输送时，影响混油的因素有哪些？

答：管内流动状态、管径、混油界面所经过的管道长度（或时间）；此外还有输送次序、首站初始混油量、中间泵站、停输等对混油量均有影响。

7、 两种油品在管内交替时，产生混油的主要原因是什么？

答：一是管道横截面沿径向流速分布不均匀使后行油品呈楔形进入前行的油品中；二是管内流体沿管道径向、轴向造成的紊流扩散作用；三是两种油品的密度差而引起的混油。

8、 影响混油量多少的因素有哪些?

答：影响混油量的因素有管内流动状态、管径、混油界面所经过的管道长度、输送次序、首站初始混油量、中间泵站、停输对混油量的影响。

9、简述怎样用图解法判断翻越点？

在接近末端的纵断面的上方，按其纵横坐标的比例作一水力坡降线，将此线向下平移，直到与纵断面线相切为止。如水力坡降线在与终点相交之前，不与管道纵断面线上的任一点相切，即不存

在翻越点，如水力坡降线在与终点相交之前，与管道纵断面线相切，第一个切点就是翻越点。

10、为什么外伴随加热可以避免石蜡沉积？

答：（1）分子扩散方向从管壁向中心扩散；（2）剪切弥散被热运动削弱

六、判断题

1、一般情况下，紊流时，扩散混油是主要的；层流时，流速分布不均而形成楔形油头造成的混油是主要的。因此，对于长距离顺序输送管道，一般都在紊流区工作，主要是扩散混油。（√）

2、有一条顺序管道，设计输送n种油品，在一个循环内，形成混油段的数量m为：m=n-1。

（×）

3、对于大直径的热含蜡油管道，加热站间常见流态变化顺序为：从加热站出口处的牛顿紊流→牛顿层流→非牛顿紊流→非牛顿层流。（×）

4、热油管道中，在m=0.25（×）

5

6、如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕，且在所有的高点中该点的富裕量最大，则该高点就是翻越点。（√）

7、热油管道的运行方式是导致是否出现不稳定工作区的首要条件，当流态为层流时，维持进站温度TZ一定运行时，易出现不稳定工作区。（×）

8、我们知道只要铺设副管总有减阻效果，并且随雷诺数的升高，铺副管和变径管的减阻效果增强。（×）

9、管道某点堵塞后由于流量减小，因此堵点前后的压力均下降。（×）

10、在管道运行中反算总传热系数K时，若发现K减小，如果此时输量Q降低，摩阻Hl增大,则说明管壁结蜡可能较严重，应采取清蜡措施。（√）

七、多项选择题

1、评价含蜡原油流变特性的主要指标有：（A B D）

A 粘度，B 凝点，C 含蜡量，D 静屈服值。

2、含蜡原油管道中的蜡沉积机理主要包括：（B C D）

A 蜡晶吸附，B 分子扩散，C 布朗运动，D剪切弥散。

3、输油管道的勘察工作是设计工作的基础，勘察一般按以下哪几个阶段进行：（A C D）

A 踏勘，B 选线勘察，C 初步设计勘察，D 施工图勘察。

4、改变泵特性的方法主要有：（A B C）

A 切削叶轮，B 改变泵的转速，C 进口负压调节，D 调节泵的出口压力。

5、影响热油管道结蜡量的主要因数有：（A B C D）

A 油温和管壁温差，B 油流速度，C 原油的组成，D 管壁材质。

6、影响热油管道温降的因素包括：（A B C D）

A 土壤温度场，B 土壤湿度，C 大气温度，D 管道运行参数。

7、铺设副管的目的主要是为了：（B C D）

A 增大散热面积，B 降低摩阻，C 增大泵站布置范围，D增加输量。

8、影响管道特性曲线起点高低的因素是：（C）

A 流量，B 管径，C 地形高差，D 油流粘度。

9、影响管道特性曲线陡缓的因素是：（A B D）

A 流量，B 不同管径，C 地形高差，D 油流粘度。

10、热油管道的运行启动方法有：（A B C D）

A 冷管直接启动，B 预热启动，C 加稀释剂启动，D 加降凝剂启动。