石大060109输油管道设计与管理期末复习题.docx

输油管道设计与管理课程综合复习资料一、单选题1.小直径的轻质成品油管道输送中遇到的流态一般为（）。A.水力光滑区B.混合摩擦区C.层流答案：B2.考虑摩擦热时的轴向温降计算公式又叫（）。A.列宾宗温降公式B.苏霍夫公式答案：A3.含蜡原油由牛顿流体转变为非牛顿流体的临界温度称为（）。A.析蜡点B.反常点C.胶凝点答案：B4.当油温高、热流强度大、油壁温差大、油流粘度小时，下列哪种机理对沉积速率起主要影响？OA.冲刷作用B分子扩散C.剪切弥散D.布朗运动答案：B5.与层流相比较，紊流状态下产生的混油量（）。A.更多B.更少答案：B6.在管道纵断面图上，横坐标表示管道的（）、纵坐标表示管道的（）.A.实长、海拔高程B.海拔高程、实长答案：A7.下面的说法是否正确：顺序输送过程中，输油顺序的安排一般要考虑使性质相近的两种油品相邻、油品互相不产生有害影响。A.正确B,错误答案：A8.按油温从高到低，大致可将原油流变性归为O三类。A.非牛顿流体、假塑性流体、粘塑性流体B.牛顿流体、塑性流体、粘塑性流体C.牛顿流体、假塑性流体、粘塑性流体答案：C9.下面的说法是否正确：泵站内多泵并联使用，并联泵的台数并不是由输量确定的，而泵的级数（扬程）则要根据管路的设计工作压力或管道承压确定。A.正确B.错误答案：B10.在顺序输送管道终点，混油的主要切割方法有两段切割、三段切割和（）切割。A.五段B.四段答案：A11.混油段实现两段切割的充要条件是（）。A.末站有足够大的管容B.快速切换C.两种油品的性质比较接近，允许的混油浓度较高，或二者的储罐容量较大，允许混入的另一种油品较多D.两种油品的性质相近答案：C12.当管道系统的工况发生变化时，调节措施可以从能量供应和（）两方面考虑。A.泵站特性B.能量消耗C.加热站特性D.管路特性答案：B13.对于顺序输送管线，紊流时，O是造成混油的主要原因。A.密度差B.紊流扩散混油C.停输D.流速分布不均造成的几何混油答案：B14.平均温度摩阻计算法适用于（）。A.任何热油管道B.高粘原油管道C.以层流流态运行的热油管道D.以紊流流态运行且进出站温度下的油品粘度相差不超过1倍的热油管道答案：D15.热油管道的启动投产方法主要有冷管直接启动、掺稀油或加降凝剂启动和（）。A.半预热启动B.掺水启动C.掺汽油启动D.预热启动答案：D16.热油管道摩阻计算的特点是（）。A.可以按全线平均油温计算摩阻B.需要判断翻越点C.需要考虑温度对摩阻的影响D.沿程水力坡降不是常数，应按一个加热站间距计算摩阻答案：D17.顺序输送一般用于输送性质相近的成品油和（）。A.天然气与原油B.原油和汽油C.输送性质不同的原油D.润滑油和汽油答案：C18.为确保热油管道的运行安全，应严格控制其输量大于（）。A.管道的设计输油能力B.管道允许的最小输量C.管道的盈亏平衡输量D.管道的平均输量答案：B19.长距离输油管线一般由线路和O两大部分组成。A.输油站B.压气站C.联合站D.接转站答案：A20.长输管道工况变化的原因分为正常工况变化和（）。A.事故工况变化B.泄漏引起的工况变化C.停电引起的工况变化D.堵塞引起的工况变化答案：A21.当线路上存在翻越点时，全线所需总压头应按O的距离计算。A.起点到终点B.起点到翻越点C.翻越点到终点答案：B22.对于顺序输送管线，一般来说，层流时，O是造成混油的主要原因。A.密度差B.紊流扩散混油C.停输D.流速分布不均造成的几何混油答案：D23.解决翻越点后管道不满流的措施有在翻越点后采用小管径和（）。A.增大壁厚B.降压输送C.在中途或终点设减压站节流D.提高输量答案：C24.热泵站上，根据输油泵与加热炉的相对位置可分为先泵后炉流程和O流程。A.倒罐B.反输C.先炉后泵D.旁接油罐答案：C25.热油管道的总能耗费用包括电力费用和（）。A.行政管理费用B.热能费用C.修理费用D.输油损耗费用答案：B26.热油管路当U（TR-TO）3时，管路特性曲线出现不稳定区，该结论的前提条件是（）。A.紊流，维持出站油温不变运行，粘温指数U为常数B.紊流，维持进站油温不变运行，粘温指数U为常数C.层流，维持出站油温不变运行，粘温指数U为常数D.层流，维持进站油温不变运行,粘温指数U为常数答案：C27.顺序输送中的起始接触面是两种油品刚接触时的平面，它以（）向前移动。A.平均流速B.管中心流速C.最小流速答案:A28.先炉后泵流程的优点是（）。A.泵效高、加热炉运行安全、站内管道结蜡轻B.首站不需要给油泵C.中间站不需要设旁接油罐D.流程简单答案：A29.长输管道的输油工艺分为旁接油罐输油工艺和（）。A.油气分离工艺B.密闭输油工艺C.轻煌回收工艺D.原油稳定工艺答案：B30.长输管道停输的原因分为事故停输和（）。A.计划停输B.因首站停电而停输C.泄漏停输D.人为破坏停输答案：A二、填空题1.对一项管道工程进行经济评价，评价指标很多，较常用的有内部收益率、净现值、费用现值、投资回收期和输油成本等，在进行方案比较时，多用（）。答案：费用现值法2.输油管道流态划分的标准是：层流Re2000,过渡流2（）OO<ReW3OOO,紊流光滑区3000<ReRel,混合摩擦区（）。答案：Rel<ReRe23.对于埋地管道，To则取管道埋深处O自然温度。答案：土壤4.改变离心泵站特性的主要方法有切削叶轮、改变转速、（）。答案：拆级、改变运行的泵机组数、改变运行的泵站数（任选1个）5.影响热油管道沿程摩阻损失的因素有管道直径、（）。答案：、输量、油品粘度（温度）、管道长度（任选1个）8.减轻管内壁石蜡沉积的措施有提高油温、缩小油壁温差、（）。答案：提高流速、采用不易结蜡的管材、定期清管（任选1个）7.热油管道的三部分热阻为流至管壁的放热热阻、钢管壁、防腐绝缘层或表稳层的导热热阻和O的热阻。答案：管外壁至周围土壤8.在混合摩擦区，水力摩阻系数入即粗糙度又与雷诺数Re有关；在（）区，水力摩阻系数人只与粗糙度有关。答案：粗糙9.油气长距离输油管道（钢制管道）的腐蚀主要是电化学腐蚀，管道常用的三层PE外防腐层的结构组成是环氧粉末底漆、胶黏中间层、（）。答案：聚乙烯外防腐层10.热油管道的摩阻计算的方法有平均温度计算法、基于粘温关系的方法、（）。答案：分段摩阻计算11.两台离心泵串联时，流量等于单泵流量，扬程等于（）。答案：单泵杨程叠加12.管道行业中HSEMS的含义是（）、安全与环境管理体系。答案：健康13.影响等温输油管道水力坡降的主要因素是流量,粘度、管径和（）。答案：流态14.输油管道按所输油品的种类，可分为原油管道和O管道。答案：成品油15.蜡晶开始析出的温度，称为O点。答案：析蜡三、问答题1、如果一条长输管道存在翻越点但设计中没有考虑，投产后管道的输量会怎样变化？为什么？答案：流量会变小。设翻越点/处的高程为Zf,距起点的距离为Lf,则将规定流量的液流输送到该点所需要的起点压力为M=z+4-Z而起点到终点所需要的压力H<Hf,所提供的能量不足，为提高泵的扬程，导致流量变小,扬程增加。2、简述用水力坡降线法判断翻越点的步骤。答案：在管道纵断面图右上角作水力坡降线的直角三角形，将水力坡降线向下平移，如果水力坡降线与终点相切之前首先与某高点F相切，则F点即为翻越点。3、热油管道摩阻计算时，为什么要按一个加热站间距计算？答案：因为在加热站进出口处油温发生突变，粘度也发生突变，从而水力坡降也发生突变，只有在两个加热站之间的管路上，水力坡降，的变化才是连续。4,热油管道运行中反算总传热系数的目的是什么？如何根据总传热系数的变化判断管道散热和结蜡情况？答案：（1）积累运行资料,为以后设计新管线提供选择K值的依据；（2）通过K值的变化,了解沿线散热及结蜡情况,帮助指导生产。若KJ,如果此时QJ,H,则说明管壁结蜡可能较严重，应采取清蜡措施。若KT，则可能是地下水位上升，或管道覆土被破坏、保温层进水等。5、如何根据管道的运行参数反算热油管道的总传热系数？答案:K = DLIiTz-TQb由于温降公式是按照稳定工况导出的，因此反算K值时，应取水力和热力参数比较稳定情况下的数据。如果输量波动较大，油温不稳定或有自然现象影响（如冷空气前后,大雨前后等），管线的传热相当不稳定，按稳定传热公式反算出来的K值误差较大。当然生产管线的参数波动总是存在的，只能相对回言。6、简述泵站上热力越站流程的用途。答案：热力越站流程：上站来油-阀组一泵一阀组一下站。用途：（1）停炉检修:（2）地温高，输量大，热损失小，可不加热；（3）加热炉系统发生故障，但可以断油源。7,简述输油站上全越站流程的用途。答案：（1）上站来油-阀组一下站。（2）应用范围：加热炉管破裂着火，无法切断油源;加热炉看火间着火，无法进入处理;非全越站不能进行站内管道、设备施工检修或事故处理。8,在热含蜡原油管道的输送过程中，管道内壁石蜡沉积是一种常见现象。试分析随着管内油温的降低，石蜡发生沉积的机理有什么变化？答案：在结蜡高峰区，析出的是含量较高的中等分子量石蜡，在此温度范围内，管截面上浓度梯度大，油流粘度却不大，因而分子扩散作用强。由于蜡晶颗粒的大量析出，一方面碰撞的机会增多，容易互相粘结而沉积在管壁上；另一方面，蜡晶颗粒浓度的迅速增大使剪切弥散作用加强，故形成了结蜡高峰区。低温时，油流粘度大，分子扩散作用很弱，虽然此时剪切弥散作用较强，但管壁处的剪应力较大，且此时形成的凝结层的附着强度不大,凝油层又会被剪掉一部分，故低温时凝油层较薄。9、简述顺序输送时粘度差产生混油的特点及原因。答案：混油特点：粘度差对混油量的影响与顺序输送油品的次序有关：粘度小的油品后行时的混油量比粘度小的油品前行时的混油量多10%15%。混油产生原因：由于高粘油品在管壁处的层流边层较厚，后行的低粘油品（如汽油）很难在湍流混合强度低的近壁处“冲刷”掉高粘油品（如柴油）所留下的层流边层，柴油膜全部被冲刷需要的时间长，差不多要到混油段的一半通过所选截面之后柴油膜才被冲刷掉。因此柴油前行、汽油后行时，形成了柴油浓度不很大的混油尾痕。在输送次序相反即当汽油前行、柴油后行时，汽油膜在短时间内被冲掉，从而形成的混油量比柴油前行、汽油后行的混油量小。10、维持进站油温不变运行的管道会不会出现不稳定区，为什么？答案:维持进站油温不变运行的管线不会出现不稳定区。因为：Q变化时，影响摩阻H的因素有两个方面：QTvf"T（与等温管相似）0T八工IG总的趋势是Qt"t,即"=Q）是单调上升的曲线。11、简述含蜡原油流变性随温度变化规律的内在机理。答案：（1）较高温度（析蜡点以上），蜡溶解于原油中，原油可看作单相流体。（2）蜡结晶析出今导致粘温关系发生转折（析蜡点）。（3）析蜡量增多今转变为非牛顿流体（反常点）。（4）析蜡量继续增加少形成海绵状网络结构-原油胶凝、粘度急剧上升，并具有粘弹性、屈服应力等非牛顿流体特性。12、简述对热油管道“允许最小输量"的理解。答案：对于热油管道来说，存在两个"允许最小输量"。根据管道允许最高出站温度和允许最低进站温度，有轴向温降公式确定的最小输量是“热力条件允许的最小输量”。对于出站温度一定的热油管道，其工作特性存在不稳定区，不稳定区与大流量区的分界流量是'、管路特性允许最小输量"。某一条热油管道的允许最小输量是它们的较大值。13、简述顺序输送管道的特点。答案：（1）对所输产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要求。（2）成品油管道依托市场生存，要能适应市场的变化。（3）成品油管道大都是多分支、多出口、多入口，输送的油品种类多，运行调度难度大。（4）产生混油，混油段的跟踪和混油的控制是成品油管道的关键技术，混油处理存在经济损失。（5）首、末站，分输、注入站需要的罐容大、数量多。（6）顺序输送时管道的水力特性不稳定。14、简述热泵站上先泵后炉流程的缺点。答案：（1）进泵油温低，泵效低。进泵油温即为上站来油的进站油温，是站间最低温度。由于原油粘度高，使泵效下降。（2）站内油温低，管内结蜡严重，站内阻力大。站内管线常年在低温下运行，又无法在站内清管，结蜡层较后，流通面积减小，使站内阻力增加，造成电能的极大浪费。（3）加热炉承受高压，投资大，危险性大。加热炉内压力为泵的出口压力，高达6.0MPa,炉管及附件都处于高压下工作，钢材耗量大，投资增加，加热炉在高压下工作,易出事故，且难以处理，严重时可能引起加热炉爆炸。15、简述热油管道节能降耗的主要措施。答案：（1）提高输油泵的效率:以高效泵代替低效泵、加强输油泵的维护保养与检修，减少泵内损失；（2）提高电机的负载率；（3）提高加热系统的效率：用高效加热炉替代效率低下的加热炉可大幅度降低原油加热的燃料消耗。也可对现用加热炉进行技术改造，增加烟气余热回收装置，降低加热炉的排烟温度，在运行中加强调节，降低过剩空气系数，加大油盘管的换热面积，改造油盘管使其容易清垢等；（4）保证管道系统始终处于最优运行状态：利用信息网络和自动化技术以及优化运行技术，优化运行参数，确定合理的优化运行方案，可大幅度降低热油管道运行的总能耗费用，提高管输效率；（5）减少管输过程中原油泄漏。四、论述题1、某等温输油管线，沿线设有4座离心泵站，采用“从泵到泵”方式工作，管线纵断面及稳定时的水力坡降线如图示。首站进站压力不变。如果第2站突然停运，根据能量平衡原理试分析第2站停运后，全线输量及各站进、出站压力的变化趋势。答案：第二站停运后，全线能量供应减少，从而导致全线输量下降。由于输量下降，泵站提供的扬程会升高，所以首站的出站压力升高，进站压力保持不变;第二站停运后，首站负担两个站间的能量消耗，能量消耗的增加量大于首站出站压力的增加量，故第三站的进站压力下降，由于第三站扬程的增加量小于进站压力的下降量，故第三站的出站压力下降；由于第三站的出站压力下降，导致第四站的进站压力下降，第四站扬程的增加量小于进站压力的下降量，故第四站的出站压力下降，但比第三站出口压力下降量小，末站的进站压力保持不变。2、某等温输油管道，四个泵站等间距布置，每站四台相同型号的离心泵并联，“从泵到泵”方式工作，第二站与第三站之间有一分支管路间歇分油，管道布置如图。不分油时，各站三台泵运行，输量为270m3/h,分油时，分油量为90rn3h,输往末站180rVh(,问分油时，应对运行的泵组合及泵站出口阀进行哪些调节？哪种方案最好？说明理由(己知管道流态为水力光滑区)。h (9OO36OO)i75v025压降将变为原来的0.49倍，故可停开4号站，同时3<600V7'=0.49l95j号站输量减小1/3,故3号站可停开一答案：分油时，第一站间输量不变，故首站不需要调节，第二站间压降减小，但第二站 的输量未变，故需要对第二站进行节流调节，分油点后输量减小1/3,(6003600)'75V025台泵，且还需要对3号站进行节流调节。3、某426X7的等温输油管道，全线设有2座泵站，每站两台同型号的离心泵并联运行，采用密闭输送方式输油。管道全长150km,管路纵断面数据如表所示，计算该管道输量可达多少？里程（km）03060100140150高程（m）20482113814558己知：全线为水力光滑区，站内阻力忽略不计。翻越点和终点的动水压力按0计算，首站进站压力"s=20米油柱。油品计算粘度y=7.2l（）Ym2/s。首站和中间站每台泵的特性方程为：H=650-2080C175m（Q单位为ts）答案：泵特性方程："=650-2080QSin,因是并联2台泵运行:泵站特性方程："=A-BQ3j4=65OS=翠=618.4单位流量的水力坡降：/=力二一=0.（）246（721?）=0（）86/"，（）.412有管路纵断面图可知：14Okm处可能为翻越点，且出=0Hm=O;则Qx650 * 2-(145 - 20) + 20 s618.4 * 2 + 0.086*140*1000=0.2526 m3/5 = 909.4/' /QZ =650 * 2-(58 - 20) + 20618.4*2 + 0.086 *150*I(XX)= 0.2537 W3 Zft = 913.4w5Qmo<Cz因此管线有翻越点，管线输量为909.4m3h。4、一条5087的埋地热油管道，年输量为850万吨（一年按350天计算），加热站间距为60km,维持进站油温7=35。C不变运行。站间管道总传热系数1.95W（m2。C）（按钢管外径计），管道中心埋深处的自然地温为5C,计算温度范围内原油平均比热为2100J/（kg。C）、平均密度为859kgm3:原油60C时的运动粘度为17xl0Wn12/s,粘温指数为0.036（原油粘度按粘温指数公式匕=吗e-WM）计算），摩擦升温忽略不计。根据进站油温计算该站间的出站油温7«用平均温度法计算该站间的摩阻损失（己知流态为水力光滑区）；计算该站间允许的最小输量（管线允许的最低进站油温为30,最高出站油温为65°C)o答案：管道输送流量为：G = 850xl°4l°3 = 281.08kg/s350 X 24 X 3600kD1.950.508281.0817x2100=5.27219lTm维持进站温度一定运行，所以7； =7+(, -7)exp() = 5 + (35-5)exp(5.27219 × 106x60000 ) = 46.16 C(2)7；,. =+-K =-×46.16+-×35 = 38.72°C 1 3333% = v0 exp-0) = 17×10 exp-0.036× (38.72 - 60) = 3.65713×1O5 (m2s)C G 281.080 =一= p 8590.3272 3s因为流态为水力光滑区，所以严产儿=So246 V 二 Lli0.3272l 7½（3.65713 X 105f2'=0.0246i一亦i × 60000 = 463.07 m0.49 产该站间允许的最小输量为：Gmin1.95, X 0.508 ×60× 1000KTtg21()01n65-530-5= 101.56 kg/s5,试述成品油管道摩擦温升造成的影响有哪些？答案：（1）增加油品蒸发损耗、降低油品质量；（2）热应力增大，使管道变形或由于承受过高的应力而破裂；（3）轻质油品抽吸时易发生汽蚀现象；（4）油温升高后液体膨胀大于钢管容积的增量，使混油段的实际界面与界面跟踪计算值不同，这将使界面跟踪预测结果与实际产生偏差，从而影响界面跟踪的准确性；（5）在线计量油品时，若温升使油品压力低于油品的饱和蒸气压，则会产生气泡，这将会使计量误差增大：（6）油品升温使煤油、柴油、燃料油的粘度降低。因此，站间的摩阻也相对减小，这将缩小输送燃料油与输送汽油之间耗用动力的差异；（7）如果管道中总有很多批次的燃料油，燃料油的温度升高，较大地降低了油品的粘度，可以增加全线的输量，这是油品温度升高的有利方面。但对汽、柴等轻油，粘度变化并不明显，此项作用不大。