复杂输油管道系统的水击控制：大庆至铁岭输油管道的研究

大庆至铁岭输油管道建于70年代,是一条复杂的双线、双泵机组互联的管道系统,由于工艺落后、设备陈旧、能耗大,目前正对其实施密闭输油工艺改造。为此,依据该系统现状,针对不同的工艺改造方案,运用计算机技术,对管道可能出现的各种水击事故工况进行了模拟,分析了管道改建的条件、通信能力和沿线允许操作压力等因素,建立数学模型,用特征线差分方程进行数值计算的水击模拟软件,对各种水击事故及控制保护措施进行了分析计算。控制保护措施主要有①输油泵站高、低泄压阀组成的自动保护装置,②泵站调节阀的开关、调速电机变速和部分泵机组停启组成的自动调节系统,③由通信系统向上下游泵站传递命令,进行阀调节,停运部分泵机组或调速电机降速,以拦截水击事故产生的正负压力波。水击控制的方法主要是超前保护辅之以各站自动调节和保护,最早拦截水击波措施的动作时间为事故后30s。     

介绍一种管道水击压力泄放系统

液体管道运行时,通常由于启、停某一泵机组,或开、关一个阀门,或因突然失去动力而使某一泵站停运,均可能产生水击压力,使管道或设备造成毁坏。为保护管道及设备免受水击破坏,通常需装设水击压力泄放阀。以往阀门的动作采用定值法,即当管道内的压力由于水击而上升到某一设定压力值时,泄放阀便开启,将液体泄放到储罐     

东临复线水击保护实例分析

东临复线配置有完善的水击压力保护系统,同时采取了压力泄放、顺序停泵、硬线停泵及水击超前保护等措施.通过对东临复线水击保护实例的分析,指出采取泵站独立压力保护系统和全线水击超前保护系统等多重保护措施,可有效防止严重水击工况对管道和设备的危害.     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。     

三塘湖原油管道水击保护措施

三塘湖输油管道两次翻越天山,落差较大,易发生水击,导致输油泵机组和进站阀门突然关闭,使泵进出口侧和阀前后产生高低压波。为了防止高压波超过最大允许工作压力而导致管道破裂,低压波使稳态运行时压力较低管道的液流分离而诱发输油泵汽蚀,基于三塘湖原油管道的实际情况,通过采取管道电动阀调节压力、安装泄压阀和全线超前水击保护等多重保护措施,可以避免水击危害的发生。     

日照-仪征原油管道水击分析与保护

长输原油管道在输油生产过程中,会因输油站的误操作而造成管道水击现象,使管道发生局部超压、液柱分离和泵机组汽蚀。介绍了输油管道产生水击的原因;分析了日照-仪征原油管道压力自动调节系统、压力超限保护系统和水击控制系统的构成;对仪征误关进站阀的事故工况进行了模拟,分析说明了该管道的水击保护过程。结果表明：日照-仪征原油管道水击保护系统的应用具有可行性,可有效防止严重水击工况对管道和设备造成危害。（图3,表4,参7）     

格拉输油管道水击分析与保护措施

输油管道运行中发生水击现象易造成管道局部超压、液柱分离和泵汽蚀.针对这一问题在格拉输油管道上采取了水击多重保护措施,即各站泵出口汇管处设置调节阀调节、机械式泄压阀保护及其紧急停泵措施.并对非正常停泵、意外关阀等事故工况进行了分析,阐述了该管道的水击保护过程.提出了增加水击超前保护系统,提高该管道的检测能力、具备可靠的控制和通讯手段,编制开发工况分析与水击保护的控制软件和专家诊断系统,防止和减少因设备误操作及设备故障引起的水击等项建议.     

成品油管道开泵方案统一优化模型

优化成品油管道沿线泵站开泵方案可以降低管道运行能耗。以包含泵机组并联运行模式及配备变频泵的成品油管道为研究对象,考虑沿线节点压力、过泵流量等约束,基于已有批次输油计划,建立以运行时间内管道全线运行能耗总和最小为目标的混合整数线性规划模型(Mixed Integer Linear Programming,MILP),并利用分支定界算法求解。利用该模型求解了中国某条成品油管道的优化配泵方案,计算耗时213.76 s,所得结果符合约束限制,具有较强的实用性,可为中国成品油管道优化运行提供指导。     

并联系统中某台泵事故停机对系统的影响

本文对并联系统中某台泵事故停机泵端边界条件方程的数学模型及求解方法进行了探讨，并结合某泵站边界条件对水力过渡过程作了计算，分析机组参数的变化及其对系统的影响。     

输油泵进出口管道安装方式比选

输油泵进出口管道安装的合理性对输油泵的正常运行起着重要作用,设计不当可能引发泵的变形、振动、噪声和负压气蚀等一系列问题。为此,基于某工程实例,综合考虑管道应力和泵的水力特性,对输油泵进出口管道的安装方式进行研究。结果表明:输油泵进出口管道的任何一种安装方式,都必须同时满足管道应力和泵的吸入要求。在此基础上,提出当泵站进站压力较高时,宜选用地上安装方式,即以管道应力分析为选择原则;当泵站进站压力较低时,宜选用埋地安装方式,即以泵吸入分析为选择原则。     

某液化石油气管道压力保护系统评价

鉴于液化石油气的物理特性,在液化石油气管道在压力保护方法的设计过程中,既应按照常规液相油品管道考虑稳态压力、水击压力等问题,还应进一步关注液化石油气管道特殊工况下的压力保护问题。以某液化石油气管道为研究对象,借助商用软件TLNET分析了正常输送、水击等工况下管道的压力水平,并深入探讨了停输工况下管道的压力变化情况,评估了已有压力保护系统的安全性。研究成果表明:常规液相油品管道的压力工况分析思路可能无法完全覆盖液化石油气管道极端压力工况,冬季停输升温将造成液化石油气管道压力增高,必须制订相关预案并采取相应的压力保护措施,从而为相关学者和工程设计人员提供参考与借鉴。     

采用调节阀系统控制管道的水击

介绍了我国几条输油管道水击试验的基本情况，对管道调节阀系统的功能作了一般性叙述，对水击控制试验进行了详细的分析。强调调节阀系统在水击控制中必须反应灵敏、关阀速度快。指出调节阀的另一重要作用就是启泵保护。启泵和停泵一样，会产生一个水击波，启泵过程也是一个很强的水击控制过程，而调节阀就位于波源处进行控制。在密闭输油中，调节灵敏、动作可靠稳定的调节系统是优化运行和安全运行的根本保障，它的调节速度与压力变     

新民站1号机组出水压力管道振动的原因及解决措施

新民站1号机组在2019年冬灌运行中,机组出水压力管道1号镇墩至2号镇墩之间的部分管道无预兆的振动,同时伴有哒哒和嘀嘀的声响。本文对1号机组压力出水管道振动现象进行详细描述,并对机组压力管道的振动现象逐步调查、研究、分析原因,根据多年的工作经验提出了切实可行的处理方法和措施,通过对机组的伸缩节、环形钢支架螺栓等附件全面进行检查并紧固,清除各类杂物,使进水流道畅通后,泵和管道充水并排气,启动1号机组,巡视机组各类运行技术参数在正常范围内,机组运行稳定可靠,压力管道振动现象消失。本文可为同类高扬程电力提灌工程泵站运行提供参考。     

泵站意外停电超前保护控制方案优选

长输管道控制系统对意外停电和突然关阀等水击事故一般采取超前保护控制,对泵站意外停电水击事故状态进行了研究,以达到新稳态时管输量最大,全线总节流压力最小为最优原则确定目标函数,在稳态和瞬态模型的基础上,建立了选择水击事故超前保护最佳方案的数学模型,以实例求解管道中间泵站意外事故工况下超前保护的最优控制方案,并对其最优性进行了检验。     

基于SPS的输油管道典型事故瞬态工况分析

为准确掌握输油管道事故工况变化对安全运行的影响,基于SPS管道仿真模拟软件,对输油管道典型事故发生时的瞬态工况进行模拟分析,得出了输油管道瞬时压力和流量的变化规律。结果表明：管道沿线泵站停运时,流量减小,进站压力升高,出站压力降低;泵站启动时,流量增加,进站压力降低,出站压力升高;阀门突然关闭时,阀门通过流量迅速降低为0,上、下游流量下降,上游压力上升,下游压力降低;管道发生泄漏时,泄漏点压力迅速降低,上游流量增加,下游流量减小,上、下游压力均降低。分析结果对制定输油管道事故应急预案具有一定的指导意义。（图6,参10）     

南输管道泵机组的优化配置

抚顺至营口鲅鱼圈港成品油管道（简称南输管道），长２４０ｋｍ，有三个输油站，为了实现泵机组的优化运行，通过调整机泵数量和型号的合理配置，达到节能降耗的目的。分析了冬、夏季管道内油品的平均输量，根据雷诺数确定油口的流态区间，计算出了不同油口的平均摩阻损失。泵机组的配置要求是：①应保证输量；②各输油站的出口压力不大于５．８８ＭＰａ；③入口压力控制在０．１９６￣０．８８２ＭＰａ。通过管路和泵站压力损失计算     

西南成品油管道泵站优化运行

以管道全线动力费用最低为目标函数,以泵站在实际运行过程中需要完成的油品输量为约束条件,同时满足管道水力、工艺及强度等约束条件,建立优化过程的数学模型,编制计算机程序实现泵性能参数的处理和计算,设置合理间距,将调速泵离散化为不同转速的固定转速泵,进而确定全线泵站的开泵方案。以西南成品油管道泵站为例,在N=300,G=300,Pc=0.25,Pm=0.03的情况下,采用遗传算法对其进行优化计算,优化后的开泵方案,可使动力费用降低30.7×104元。遗传算法可以有效应用到已经建成且配有调速泵的常温输油管道泵站优化的数学模型中,进而得到泵站的最佳经济运行调度方案。     

管道顺序输送动态分析

本文指出在管道顺序输送工况分析中一直存在的错误:用系统工作点跃变来解释和描述混油经过泵时的水力状态。作者提出按流动变化性质和程度的不同,顺序输送工序分为:混油进入首泵站后的一段时间为水击区,经过中问泵站时为渐变区,在管内移动的过程为缓变区。本文按水击特征线解法给出混油经过泵时的边界条件,并提供了分析实例。     

变频调速泵并联运行最优调度策略分析

为降低同型号变频调速泵并联运行的能耗,对泵并联运行的功率进行了分析:若水泵并联运行时各调速泵的流量和转速相等,则泵机组总的轴功率最小。依据泵工况点愈接近最高效率下的相似工况抛物线其效率愈高的原理,导出了泵机组功率最小时的开启台数及其调速率的计算方法,并以4台350S44A型离心泵组成的某取水泵站为例,对水源水位变化下的多泵运行能耗进行计算,计算结果表明,该方法可简单方便地实现配置有同型号调速泵泵站的优化调度。     

成品油管道的水击及其防护措施

分析了长输成品油管道水击的形成过程、水击特点及其危害.为保证成品油管道的安全稳定运行,提出了水击波拦截、自动泄压保护、自动调节保护、顺序停泵保护及加强成品油管道运行管理等防止水击的措施.