1、等溫輸油管路實驗,主講：范軍領(lǐng) 機(jī)電工程學(xué)院 油氣儲運教研室,一、實驗?zāi)康模?學(xué)習(xí)測定管路的H-Q特性曲線。用圖解法求出管路與泵站配合工作時的工作點。了解“泵到泵”運行的輸油管路各站協(xié)調(diào)工作的情況。 觀察管線發(fā)生異常工況或突然事故時（如某泵站突然停電等）全線運行參數(shù)的變化。根據(jù)參數(shù)變化，分析事故原因、事故發(fā)生地點及應(yīng)采取的處理措施，并在實驗中加以驗證。 觀察翻越點實驗。 了解計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及運行情況。,圖1 等溫輸油管線 全線工藝流程圖,1#,2#,3#,4#,二、實驗架流程,實驗管線采用不銹鋼管材，管線內(nèi)徑25毫米，管線全長92米。全線建有四個泵站，每泵站設(shè)有兩臺離心泵，站內(nèi)采用串

2、、并聯(lián)輸送方式，全線采用泵到泵密閉輸送。 中間泵站流程中，在2站到3站之間，設(shè)置堵塞點和泄漏點；在末站之前，設(shè)置一個高點作為管線翻越點。 每臺泵的揚(yáng)程21.5米，工作流量1.3L/S。各站的離心泵工作參數(shù)如下 ：,三、等溫輸油管路的實驗原理,在等溫輸送管道實驗系統(tǒng)中，泵站和管道組成了一 個統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，管道所消耗的能量（包括終點 所要求的剩余壓力）等于泵站所提供的壓力能 。 全線的壓力供需平衡關(guān)系式如下：,四、實驗內(nèi)容和步驟,1、學(xué)習(xí)正常啟、停泵站的操作方法 打開操作臺上的電源開關(guān)，給泵站接通電源； 按下1#泵站1泵啟動開關(guān)，啟動1泵，啟動順序為 1# 3# 2# 4#，即隔站順序啟動。停運

3、時 的順序與此相反。 全線以四個泵站的1#泵全部投入運行作為正常工 況，規(guī)定各站進(jìn)站壓力不得低于-10kPa，出站壓力 不得高于230kPa。,四、實驗內(nèi)容和步驟,2、測定管路特性曲線，用圖解法求出正常工作 時管路系統(tǒng)的工作點 管路特性曲線是指管路摩阻損失和流量之間的關(guān)系，見圖。 測定管路特性的過程： 改變管線輸量，記錄各站 進(jìn)、出站壓力，測出各泵站 之間的管路摩阻損失； 用圖解法求出正常工作時管 路系統(tǒng)的工作點。,四、實驗內(nèi)容和步驟,3、異常工況及事故分析處理 1）模擬泵站突然停電 關(guān)停2#泵站，模擬突然停電； 記錄各站壓力及流量； 理論分析應(yīng)采取什么調(diào)節(jié)措施才能使管線重新恢復(fù)正常工作（即各

4、站的進(jìn)出站壓力處于規(guī)定范圍），并在實驗中加以驗證。 調(diào)節(jié)好管線的運行參數(shù)后，記錄各站的進(jìn)出壓力、流量。,四、實驗內(nèi)容和步驟,2）模擬管路堵塞 關(guān)小堵塞閥門模擬管路堵塞情況； 記錄各站壓力及流量； 理論分析應(yīng)采取什么措施才能使管線恢復(fù)正常工作，并加以驗證； 記錄采取措施調(diào)節(jié)后的壓力及流量數(shù)據(jù)。 3）管道泄漏檢測 實驗裝置恢復(fù)到正常運行工況后，打開泄漏閥， 記錄泄漏后各站進(jìn)出站壓力和漏點前后流量。,四、實驗內(nèi)容和步驟,4、翻越點演示實驗 正常情況下，打開閥1，關(guān)閉閥2 。 翻越點演示時，關(guān)閉閥門1，打開閥2； 記錄出現(xiàn)翻越點全線運行數(shù)據(jù)，并加以驗證。,五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由PLC+主機(jī)+

5、計算機(jī)組成，采用組態(tài) 軟件采集數(shù)據(jù) ，硬件采用西門子S7-200PLC。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在 每個泵站布置3個壓 力變送器，分別測 量泵站入口、1#泵 出口、泵站出口的 壓力。在1#泵站出 口布置1個流量計， 在4#泵站入口前布 置1個流量計，分別 測量管線泄漏點前后的流量。,五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),圖4 測試系統(tǒng)框圖,1、西門子PLC 選用西門子PLC 的CPU224作為主模 塊，用于和計算機(jī) 通訊，選用EM235 4AI 1O作為模擬量 輸入模塊，接入壓 力和流量傳感器。,五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),2、渦輪流量計 渦輪流量計由渦輪流量變送器、前置放大器、數(shù)字積算器、瞬時流量（頻率）指示表組成。當(dāng)流體流過變送

6、器時，變送器的葉片旋轉(zhuǎn)，將流體動能轉(zhuǎn)化成電能輸出，產(chǎn)生電脈沖信號，傳入數(shù) 據(jù)采集箱供計算機(jī)采集。,五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),3、壓力傳感器 本實驗共安裝了13個壓力傳感器，其中P1、P4、P7、P10四個傳感器為絕壓傳感器，接在各泵站的進(jìn)口處，其余傳感器為表壓傳感器，接在各站1#泵的出口和泵站出口處。各傳感器相對于起點的位置如下表所示： P13在實驗裝置末端，距離92米。,五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集流程界面,六、實驗報告要求,1. 將實驗數(shù)據(jù)整理列表,六、實驗報告要求,2. 在直角坐標(biāo)紙上繪出各站的泵特性，管路特性曲線。用圖解法求四個泵站運行時的工作點，求出各站進(jìn)、出站壓力，并與實測結(jié)果對比。 3. 比較各種事故工況和正常工況的數(shù)據(jù)，分析事故工況對運行參數(shù)的影響。討論應(yīng)采取的措施。 4. 從能量供求關(guān)系的角度討論事故工況1和2的運行參數(shù)有什么相同和不同之處。,七、思考題,1. 為什么要關(guān)閉泵出口閥后才能啟動離心泵？往復(fù)泵能否這樣做？ 2. 當(dāng)首站提供的能量不足以把相應(yīng)輸量的液體輸送到管路終點時，應(yīng)怎樣啟動長輸管線？這樣常發(fā)生在什么情況下？