解决油管线水击问题的探讨.doc

解决油管线水击问题的探讨

摘要：为了消除发油时管道内的水击现象，本文在分析原有发油工艺水击现象产生原因基础上，结合现场实际情况，对发油工艺流程进行改造。实践表明，改造后的发油工艺流程自动化程度高，发油稳定，安全可靠性高，在保证发油结束阶段满足流量计精度的同时，有效减小管道的水击，达到了预期的改造效果。
关键词：水击 发油 工艺改造
Abstract：In order to avoid the water hammer in oil pipelines during the course of oil discharge, this paper analyzed the previous technological process, and then transform it connecting to practical situation. The practical application shows that the transformed technological process can reduce the water hammer with effect ,which have advantages of high automatist、nice safe reliability and so on.
Key Words：Water hammer oil discharge technological transformation

在油品的储运装车过程中，装车控制阀的突然开启和关闭、开大和关小，都很容易造成管道的不稳定流动，从而导致管道内油品压力在很短时间内发生大幅度波动，产生很高的压力峰值，这就是常说的“水击”现象。水击所引起的压力变化以压力波的形式沿着管道向上下游传播，使沿线的压力迅速上升或下降，水击波波峰经过后还要发生线路充装，使沿线压力继续上升或下降。由于水击产生的压力峰值往往比正常工作压力高好几倍，这就有可能引起压力超出管道强度所允许的范围，造成管路破裂或者设备损坏。此外，管道内的压力变化还必然会造成管道设备的振动和噪音，有时会使一些液压元件或管件损坏，并使某些液压元件（控制阀、流量计等）产生误动作，导致计量不准确。所以，了解水击现象的发生、发展和消失过程，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。
管路中当阀门迅速关闭时，管内流速急剧下降，压强迅速上升，称为正水击。而当阀门迅速开启时，管内流速急剧上升，压强迅速下降，称为负水击。水击的传播过程分：增压逆波、减压顺波、减压逆波、增压顺波四个阶段。

一般情况下，要控制水击产生的压力，可以通过控制水击波传播速度和液流变化量着手。本文根据原有发油台工艺流程的实际情况，对其进行改造，以达到减小水击的目的。
现将我库处理水击问题的方法介绍如下
一、原发油工艺简介
发油泵功率18.5Kw 流量100m3/h、输油管径DN100、电液阀直径DN100（最大额定流量800L/min）、D300型罗斯蒙特质量流量计、发油泵与电液阀距离为130m。

V

1500(l/min)

300(l/min)

t

(DN100电液阀流速时间图)
原有的发油工艺流程如图所示，油品流经电液阀、恒流阀、质量流量计和球阀后，由鹤管装车发油。发油控制系统由发油定量控制仪、质量流量计、电液阀、油泵电机、静电溢油保护器等组成。这个发油工艺流程主要存在以下问题：
（1）电机与电液阀之间的距离过大。油库采用的是罗斯蒙特质量流量计，这种流量计是振动式仪表，在振动环境下工作就会造成测量误差。因此，发车泵安放在距离发油台(电液阀)100米以外的发车泵房。此外，为了保证发油速度和作业效率，同时保证安全，发油速度一般在1400L/min到1600L/min之间。在这样高流速作业环境下，突然关闭阀门时，电液阀与发车泵之间高速流动的油品突然停止，油品的动能转化成压力能，就会对设备及管道造成很大的冲击，严重时可以损坏设备，造成安全隐患。
（2）电液阀关阀时难以受控。电液阀超流量运行，在关阀的时候难以控制，而且DN100电液阀由于本身的缺陷，在发油结束流速在300L/min左右，阀门不受控一下关闭，造成严重的水击现象。
（3）电机功率较大。由于电机的功率较大,流体流速过大,在最后加油机做恒流时,电液阀的开度难以控制,造成电液阀的开关过程中产生很大声音。
如前面所述，降低水击波传播的速度或控制液流的变化可以降低水击压力。降低水击波传播速度又可以通过向液流掺空气或者使用柔性管，但是向液流中掺空气会使设备运行不稳定，用柔性管的强度又不高。所以控制液流的变化来控制水击才是符合实际的，实际应用也最为广泛。
二、改造后的发油工艺
针对原管线水击现象比较严重的问题，对原管线工艺作如下改动：在原发油工艺基础上加装一个DN80闸阀、一个DN80电液阀（最大额定流量800L/min）。

V

500(l/min)

10(l/min)

t

(DN80电液阀流速时间图)
改造后的工艺说明:
1、改动后的工艺是在原工艺上加装一个DN80闸阀和DN80的电液阀。事先调节DN80的闸阀开度，控制其流体流经DN80闸阀和DN80电液阀时的流速在500L/min。
2、设定付油控制系统的控制程序：
（1）设定启动程序：
开启DN80电液阀、启动油泵，待DN80管内流体流速接近500L/min时，缓慢开启DN100电液阀。
（2）设定关闭程序：
先缓慢关闭DN100电液阀，再关闭DN80电液阀。
在新的工艺条件下，由于事先调节DN80闸阀开度,控制流体经DN80电液阀的流速在500L/min，利于电液阀的控制，且DN80电液阀可控制最小流量在10L/min。由此，既保证了在发油即将结束阶段质量流量计的精度,同时又能保证控制DN80电液阀。这样在低流速下通过控制DN80电液阀，从而有效减小了水击。
三、水击压力防护措施
为确保管线安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强运行中的管理。影响水击压力的主要因素有阀门启闭时间、管道长度和管内流体流速。因此，可针对以上因素在管道的运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害：
1、 设置空气室，或安装具有安全阀性质的水击消除阀；
2、 设置调压塔，减小水击压力及缩小水击的影响范围；
3、 延长阀门关闭时间；
4、 缩短有压管路的长度；
5、 减小管内流速；
6、 采用新设备，使用变频电机。
6