全线工艺流程图-.ppt

等温输油管路实验 主讲：范军领机电工程学院 油气储运教研室1一、实验目的：n n学习测定管路的学习测定管路的H-QH-Q特性曲线。用图解法求出管特性曲线。用图解法求出管路与泵站配合工作时的工作点。了解路与泵站配合工作时的工作点。了解“泵到泵泵到泵”运行的输油管路各站协调工作的情况。运行的输油管路各站协调工作的情况。n n观察管线发生异常工况或突然事故时（如某泵站观察管线发生异常工况或突然事故时（如某泵站突然停电等）全线运行参数的变化。根据参数变突然停电等）全线运行参数的变化。根据参数变化，分析事故原因、事故发生地点及应采取的处化，分析事故原因、事故发生地点及应采取的处理措施，并在实验中加以验证。理措施，并在实验中加以验证。n n观察翻越点实验。观察翻越点实验。n n了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。2图1 等温输油管线全线工艺流程图1#2#3#4#3二、实验架流程n n实验管线采用不锈钢管材，管线内径实验管线采用不锈钢管材，管线内径2525毫米，管线毫米，管线全长全长9292米。全线建有四个泵站，每泵站设有两台离米。全线建有四个泵站，每泵站设有两台离心泵，站内采用串、并联输送方式，全线采用泵到心泵，站内采用串、并联输送方式，全线采用泵到泵密闭输送。泵密闭输送。n n中间泵站流程中，在中间泵站流程中，在2 2站到站到3 3站之间，设置堵塞点和站之间，设置堵塞点和泄漏点；在末站之前，设置一个高点作为管线翻越泄漏点；在末站之前，设置一个高点作为管线翻越点。点。n n每台泵的扬程每台泵的扬程21.521.5米，工作流量米，工作流量1.3L/S1.3L/S。各站的离。各站的离心泵工作参数如下心泵工作参数如下 ：4三、等温输油管路的实验原理n n在等温输送管道实验系统中，泵站和管道组成了一在等温输送管道实验系统中，泵站和管道组成了一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括终点个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的压力能所要求的剩余压力）等于泵站所提供的压力能 。n n全线的压力供需平衡关系式如下：全线的压力供需平衡关系式如下：5四、实验内容和步骤1、学习正常启、停泵站的操作方法n n打开操作台上的电源开关，给泵站接通电源；打开操作台上的电源开关，给泵站接通电源；n n按下按下1#1#泵站泵站1 1泵启动开关，启动泵启动开关，启动1 1泵，启动顺序泵，启动顺序为为1#3#2#4#1#3#2#4#，即隔站顺序启动。停运，即隔站顺序启动。停运时时的顺序与此相反。的顺序与此相反。n n全线以四个泵站的全线以四个泵站的1#1#泵全部投入运行作为正常工泵全部投入运行作为正常工况，规定各站进站压力不得低于况，规定各站进站压力不得低于-10kPa-10kPa，出站压，出站压力力不得高于不得高于230kPa230kPa。6四、实验内容和步骤2、测定管路特性曲线，用图解法求出正常工作时管路系统的工作点n n管路特性曲线是指管路摩阻损失和流量之间的关系，管路特性曲线是指管路摩阻损失和流量之间的关系，见图。见图。n n测定管路特性的过程：测定管路特性的过程：改变管线输量，记录各站改变管线输量，记录各站进、出站压力，测出各泵站进、出站压力，测出各泵站之间的管路摩阻损失；之间的管路摩阻损失；n n用图解法求出正常工作时管用图解法求出正常工作时管路系统的工作点。路系统的工作点。7四、实验内容和步骤3、异常工况及事故分析处理1）模拟泵站突然停电n n关停关停2#2#泵站，模拟突然停电；泵站，模拟突然停电；n n记录各站压力及流量；记录各站压力及流量；n n理论分析应采取什么调节措施才能使管线重新恢理论分析应采取什么调节措施才能使管线重新恢复正常工作（即各站的进出站压力处于规定范围）复正常工作（即各站的进出站压力处于规定范围），并在实验中加以验证。，并在实验中加以验证。n n调节好管线的运行参数后，记录各站的进出压力、调节好管线的运行参数后，记录各站的进出压力、流量。流量。8四、实验内容和步骤2）模拟管路堵塞n n关小堵塞阀门模拟管路堵塞情况；关小堵塞阀门模拟管路堵塞情况；n n记录各站压力及流量；记录各站压力及流量；n n理论分析应采取什么措施才能使管线恢复正常工作，理论分析应采取什么措施才能使管线恢复正常工作，并加以验证；并加以验证；n n记录采取措施调节后的压力及流量数据。记录采取措施调节后的压力及流量数据。3）管道泄漏检测n n实验装置恢复到正常运行工况后，打开泄漏阀，实验装置恢复到正常运行工况后，打开泄漏阀，n n记录泄漏后各站进出站压力和漏点前后流量。记录泄漏后各站进出站压力和漏点前后流量。9四、实验内容和步骤4、翻越点演示实验n n正常情况下，打开阀正常情况下，打开阀1 1，关闭阀，关闭阀2 2。n n翻越点演示时，关闭阀门翻越点演示时，关闭阀门1 1，打开阀，打开阀2 2；n n记录出现翻越点全线运行数据，并加以验证记录出现翻越点全线运行数据，并加以验证。11五、数据采集系统n n数据采集系统由数据采集系统由PLC+PLC+主机主机+计算机组成，采用组态计算机组成，采用组态软件采集数据软件采集数据 ，硬件采用西门子硬件采用西门子S7-200PLCS7-200PLC。n n数据采集系统在数据采集系统在每个泵站布置每个泵站布置3 3个压个压力变送器，分别测力变送器，分别测量泵站入口、量泵站入口、1#1#泵泵出口、泵站出口的出口、泵站出口的压力。在压力。在1#1#泵站出泵站出口布置口布置1 1个流量计，个流量计，在在4#4#泵站入口前布泵站入口前布置置1 1个流量计，分别个流量计，分别测量管线泄漏点前后的流量。测量管线泄漏点前后的流量。12五、数据采集系统图4 测试系统框图1、西门子PLC 选用西门子选用西门子PLCPLC的的CPU224CPU224作为主模作为主模块，用于和计算机块，用于和计算机通讯，选用通讯，选用EM235 EM235 4AI 1O4AI 1O作为模拟量作为模拟量输入模块，接入压输入模块，接入压力和流量传感器。力和流量传感器。13五、数据采集系统2、涡轮流量计 涡轮流量计由涡轮流量变送器、前置放大器、涡轮流量计由涡轮流量变送器、前置放大器、数字积算器、瞬时流量（频率）指示表组成。当流数字积算器、瞬时流量（频率）指示表组成。当流体流过变送器时，变送器的叶片旋转，将流体动能体流过变送器时，变送器的叶片旋转，将流体动能转化成电能输出，产生电脉冲信号，传入数转化成电能输出，产生电脉冲信号，传入数 据采集箱供计算机采集。据采集箱供计算机采集。14五、数据采集系统3 3、压力传感器、压力传感器 本实验共安装了本实验共安装了1313个压力传感器，其中个压力传感器，其中P1P1、P4P4、P7P7、P10P10四个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处，其余传感四个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处，其余传感器为表压传感器，接在各站器为表压传感器，接在各站1#1#泵的出口和泵站出口处。各传泵的出口和泵站出口处。各传感器相对于起点的位置如下表所示：感器相对于起点的位置如下表所示：n nP13P13在实验装置末端，距离在实验装置末端，距离9292米。米。15五、数据采集系统n n数据采集流程界面16六、实验报告要求1.1.将实验数据整理列表将实验数据整理列表 状态P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13Q1Q217六、实验报告要求2.2.在直角坐标纸上绘出各站的泵特性，管路特性曲在直角坐标纸上绘出各站的泵特性，管路特性曲线。用图解法求四个泵站运行时的工作点，求出线。用图解法求四个泵站运行时的工作点，求出各站进、出站压力，并与实测结果对比。各站进、出站压力，并与实测结果对比。3.3.比较各种事故工况和正常工况的数据，分析事故比较各种事故工况和正常工况的数据，分析事故工况对运行参数的影响。讨论应采取的措施。工况对运行参数的影响。讨论应采取的措施。4.4.从能量供求关系的角度讨论事故工况从能量供求关系的角度讨论事故工况1 1和和2 2的运行的运行参数有什么相同和不同之处。参数有什么相同和不同之处。18七、思考题1.1.为什么要关闭泵出口阀后才能启动离心泵？往复泵为什么要关闭泵出口阀后才能启动离心泵？往复泵能否这样做？能否这样做？2.2.当首站提供的能量不足以把相应输量的液体输送到当首站提供的能量不足以把相应输量的液体输送到管路终点时，应怎样启动长输管线？这样常发生在管路终点时，应怎样启动长输管线？这样常发生在什么情况下？什么情况下？3.3.流程操作时，为使管线不至于憋压应注意些什么？流程操作时，为使管线不至于憋压应注意些什么？4.4.根据哪些管线数据来判断输油管线工况是否正常？根据哪些管线数据来判断输油管线工况是否正常？5.5.若漏油发生在首站出口处或第四站末端，各站运行若漏油发生在首站出口处或第四站末端，各站运行参数会怎样变化？如何根据参数变化来判断漏点位参数会怎样变化？如何根据参数变化来判断漏点位置？置？19