输油管线的水击保护.pdf

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1、安全管理输油管线的水击保护张涛（北京中航油工程建设有限公司）摘要：本文首先说明水击现象在管道输油的产生原因及危1.水击保护工艺措施害，然后从水击分析、工艺设备布置、在线管道参数监测、水击保（1）在泵出口处设泄压阀，当水击产生的压力过大采用被动护措施等多方面介绍如何在工程建设中对水击现象进行保护，最的泄压方式释放多余压力，从而保护管道和泵体。后对管线工程建设提出建议及展望。（2）在循环泵前、后安装带止回阀的旁通管，可有效阻止突然关键词：水击现场；输油管线；水击保护停泵引起的水击现象。（3）在管线上采用缓闭单

2、向阀，延长阀门关闭所需的时间，减一、水击产生原因少由于误操作引起阀门关闭时产生的瞬时压力。封闭的输油管道流程使全线管道成为一个水力系统，封闭输（4）在较长管道中增设调压室，相对的减少管道长度，缓和水油管线任何一点的流动参数变化都会使输油管线产生瞬时变化击压力。压力脉动。压力脉动从该干扰点沿输油管线上游、下游同时传（5）在输油管线上安装排气阀，可以有效的避免输油管道局播，将引起管线的瞬变流动，管线瞬变流动引起的压力波动称为部产生集气现象。水击。（6）适当加大输油管道管径，减少管道流速可有效减少瞬时管线在瞬间

3、产生的流量变化量越大，变化越短暂，产生的瞬压力的变化，减少水击强度。变压力波越强烈。输油管线事故引起的流量变化是管线产生水（7）建立合理的安全操作规则击主要原因。有很多种因素可以是管道流量突然变化，大致分为2.水击保护自控系统措施两类：一类是有合理的进度安排调整输油量或改变输油流程；另（1)分析所需基础数据一类是突发事故产生的流量变化，比如泵站突然停泵、输油泵故自控系统对管道瞬间变化流动分析需要利用管道各种特征障停泵、输油管线阀门故障关闭、出口调节阀调节失灵引起阀门的一系列数据。所需要的数据一般如下所列：

4、关闭等等。同时，输油管线更换油品也会在管道内产生瞬变流①管道输送量动。规定设计管道油料输送量、计算输送量。对于有合理的进度安排调整输油量或改变输油流程，可以人②原油物性为地提前根据制定好的措施采取行动，预防或减少介质压力的波密度、凝点、运动粘度-温度数据组、反常点、流变指数、稠度动，使产生的压力波动控制在合理的范围之内。系数等。对于突发事故产生的流量变化，产生的瞬变流动变化是否产③管道参数生需要采取措施，取决于是否压力变化引起的瞬变压力超过输油线路纵断面(高程-里程)数据组，各泵站间距、管径、壁厚、管管线

5、允许的工作范围，如果压力变化超过范围，需要对管道系统壁粗糙度，钢材屈服极限，保温层厚度、保温层导热系数，地温、管采取相应的保护措施。道总传热系统等。二、水击的危害④管道主要设备布置简图当发生水击现象时，输油管线会有一个急剧的压力波动，其输油泵台数及工作方式（并、串联），加热炉台数，全线各泵站压力数值可能超过额定工作压力的几十倍甚至几百倍，使管道及输油泵、调节阀、加热炉及泄放阀的相互连接关系图，泵站内部局管道上的工艺设备承受很大的压力，强大的压力会使管壁发生扩部摩阻值及其分布。张和收缩，并伴有强烈的振动和噪

6、音，就像管道受到锤击所发出⑤设备特性的声音。同时，高频不断变化的压力作用在管壁上，加上强烈的输油泵型号，泵额定流量、扬程与效率，泵转矩与转速惯性管道振动和介质流体的冲击，使金属表面产生很多微小的破坏。矩。如果此输油管线存在缺陷，则有可能对管线或工艺设备造成破加热炉额定流量时压降。坏。水击现场的产生严重危及输油管线及相关工艺设备的安全调节阀型号、阀额定流量时压降、全行程时间、调节特性、调运行。节器的特性系数。三、水击分析泄放阀给定压力值、不同超压百分数时的流量系数。输油管道中发生的水击，从产生的原因有许多种

7、，但对管道f.设计给定值与设备安全构成威胁的有两种：泵站进、出站压力给定值，越站输送时各泵站的压力限制。1.中间泵站因动力中断，输油泵突然关闭，在泵站进口侧产泵站进站油温。生高压波，泵站出口侧产生低压波；（2)输油管线在线监测2.干线截断阀或中间泵站因误操作进站阀门突然关闭，阀前①沿管线布置一条光纤，将管线的首站、末站、中间泵站、中产生高压波。水击时的高压波、低压波分别沿管道传播，高压波间阀室串联起来，同时为了保证自控系统的可靠性，在各个站布与管道中原有输油压力叠加产生异常的正压，低压波则可能在管置GPR

8、S或者租用外部电信运营商，建立备用通讯回路，但发生道造成负压。以上两种水击是密闭输送输油管道需要重点进行故障的时候，快速切换着另一路通讯回路，同时不断监测两条通分析和保护的。讯回路的可靠性，一旦其中一条发生故障，马上报修进行恢复。分析的主要目的②管线上各个阀门的开闭状态，手/自动控制权限。（1）在上述两种水击状态下，无任何水击保护措施时，分析输③输油泵状态信号，手/自动控制权限。油管道可能发生的最高与最低压力，以确认是否需要采