基于SPS的水击超前保护方案分析与优化

成品油管道发生泵站甩泵等事故工况后通常执行水击超前保护方案,该保护方案对管道的安全性有着决定性作用。研究人员基于仿真软件SPS,对某成品油管道设计阶段制定的首站甩泵和中间站甩泵的水击超前保护方案进行了瞬态模拟,经分析该设计方案存在负压汽化等问题,需要进行首站甩泵全线停输和中间站甩泵降量输送的优化。在中间站甩泵降量输送中,基于可靠性和经济性原则制定了相应的优化控制逻辑,并根据仿真结果对安全性和经济性进行了详细的比较说明。通过SPS仿真验证表明,该水击超前保护优化方案过渡过程安全平稳,控制逻辑合理可靠,对管道安全运行具有指导意义。     

成品油管道高点泵站泵机组停运的应急处理措施

以西南成品油管道为例,介绍了高点泵站泵机组停运产生原因及其对管道安全运行的危害,并对高点泵站泵机组停运产生的水击压力进行了定量分析,提出了中控调度员应对泵机组停运的应急处理措施,一是降低上游泵站的出站压力和流量,二是控制下游站场的进站压力和流量,从而将主点泵站机组停运产生的水击压力危害降至最低,以确保成品油管道的安全运行。     

长输管道启泵正压水击持续时间规律研究

基于负压波法的管道泄漏监测系统误报警率较高,影响了其应用效果。生产现场的误报警数据表明,近30%的误报警来自泵站内的启泵操作,因此掌握启泵水击持续时间规律可以帮助监测系统降低误报警率。首先以启泵正压水击持续时间为因变量,以管道相关参数和流体的物性参数为自变量,假设了启泵正压水击持续时间在生成和传播阶段的数学模型;其次建立SPS管道仿真模型,获取了在不同参数组合下启泵正压水击持续时间的数据,并用单因素分析法和非参数统计法剔除了对启泵正压水击持续时间影响较小的参量;随后用多元线性回归方法对仿真数据进行拟合,求解了长输管道启泵正压水击持续时间的生成和传播阶段数学模型;最后根据现场试验数据验证了模型的有效性,并讨论了研究中存在的不足之处。研究结果有助于提高长输管道负压波泄漏检测技术的应用效果。     

成品油管道控制逻辑仿真分析与改进

成品油管道的安全控制系统根据不同层次工况的需要,从控制措施配置到控制逻辑确立,分级设立相应的保护措施,确保管线安全平稳运行。某成品油管道海拔落差大、运行压力高,控制难度较大,为准确掌握该管道执行相应控制逻辑对安全运行的影响,利用仿真软件SPS,以泵切换、甩泵和甩站三种具体工况的控制为例,对管道现有的控制逻辑进行仿真分析。分析结果表明,泵切换控制逻辑合理,管道系统在正常压力范围内运行,但仍有优化空间;甩泵和甩站控制逻辑均触发上下游一系列主输泵联锁停泵事故,危害管道运行安全。遵循管道操作原则,对甩泵和甩站控制逻辑进行了合理改进,改进结果表明管道过渡过程平稳,控制逻辑安全可靠,研究内容对该管道和类似管道工程的安全经济运行具有参考价值。     

管道水联运中气的危害与防治措施

管道水联运过程中,干线管道落差大、站内工艺管道注水排气不彻底以及经常性停输将导致离心泵入口管道聚集大量气体,从而引起泵气蚀或气缚,造成全线停输或泵损坏等严重事故。在输油泵站水联运初期,气缚为主要危害形式。中缅原油管道水联运投产初期,马德首站和新康丹泵站输油泵气缚故障处理的经验表明,仅仅通过启泵前灌泵不能根除气缚危害,需要多措并举,持续排气,直到管道系统平稳运行。提出的气的防治措施可保障人员及设备安全,可为长输管道水联运提供一定的理论基础及经验指导。     

管道停输多水击持续时间融合规则及其应用

长输管道全线停输作业需进行多次停泵操作,泵出、入口所产生的负、正压水击会沿管道传播,并在管内产生融合,导致泄漏检测系统误报警频繁。如果从时间维度对水击融合的行为特征进行分析并将融合规则应用到泄漏检测系统中,将能降低误报警率。为此,以多停泵水击持续时间为研究对象,在计算经验公式的基础上,对其在长输管道内的融合特性展开研究。首先对全线停输过程中水击的持续时间特征做出分析,然后借鉴区间分析相关理论,定义了水击区间的表示方法,并提出多水击持续时间区间的融合规则与计算步骤,再将该融合规则应用到常规负压波泄漏检测系统中,提出了一种误报警排除方法,并描述了具体的应用步骤。最后,通过开展现场应用,验证了该融合规则的正确性以及该误报警排除方法的有效性。     

湖南长岭─株洲成品油管道泵机组优化配置的探讨

以长岭─株洲成品油管道泵站和机泵设置为例,介绍了离心泵串并联的特点,并对某单批次管输任务的三种配泵方案进行了水力计算和计算结果的比较,提出了成品油管道泵机组配置的一些要点,以供长输管道运行与管理人员参考。     

阀门渗漏的原因分析及对策

各个输油泵站是长输管道的灵魂,阀门渗漏是输油泵站经常遇到的问题,渗漏不仅污染环境,还可能引起跳泵,造成全线停输,甚至引发火灾.由于输油泵站阀门管径大、承压高、输油管线不能长时间停输及原油易燃易爆等特点,渗漏问题很难根治,长期以来影响安全输油生产.文章阐述了解决阀门渗漏的管理新思路和工艺新方法,有效攻克了阀门渗漏这一难题.     

管道安全保护系统在兰郑长成品油管道的应用

在管道发生事故工况时,管道安全保护系统是管道输送整体安全受控的主要保障,在保护过程中该系统能够自动触发并执行,不需人工干预,可大大降低管道事故引发的次生灾害。常用的管道安全保护措施包括水击超前保护、进出站泄压保护、自动压力越站保护、压力超限保护、紧急停车保护等。针对兰郑长成品油管道,通过离线仿真软件计算得出设计输量下全线水力坡降。在中间泵站用泵情况下,10 s内采取水击超前保护程序,管道全线不会超压,三门峡分输泵站压力越站,实现管道降量输送,管道输量为1 223 m~3/h。在末站罐前阀门误关断时,郑州站关闭信号发出后,10 s内采取水击超前保护程序,管道全线需停输才不会超压。目前管道安全保护设计依托SCADA系统,已经越来越智能化,并形成了一套成熟、完整的系统工程。     

裸露管线停输温降规律数值模拟

热油管道在运行过程中难免遇到停输,裸露管线因为没有土壤的保温作用,往往成为停输的关键。针对裸露管线的热力特性,利用CFD软件进行了停输模拟,为了更真实地模拟停输过程,先进行了停输前管道内的温度场计算,在此基础上进行停输模拟。分别针对环境温度不变和变化进行了两次模拟。模拟结果显示,不考虑环境温度变化时,停输时间为8d,考虑环境温度变化时,管内温度场比不变时要高,停输时间要长。研究结果为实际管道间歇输送方案提供指导依据。     

轻烃管网顺序输送的可行性研究

某油气田轻烃管网系统目前采用间歇混合输送的方式将原稳烃、浅冷烃和深冷烃混合输送至下游,存在管网压力偏高且波动大、管输轻烃质量差、外输泵能耗偏大、管网运行操作难度大等问题。为此,借鉴成品油管道顺序输送原理,综合考虑各站场产烃类型、产烃量、泵机组外输量、启泵时间需求、管道承压能力、输烃顺序、混烃界面等,计算得出轻烃管网的顺序输送方案,并提出了顺序输送时应遵循的原则:①所有站场采取集中注入方式进行轻烃注入作业;②应尽量避免各站场同时注入轻烃,采取相邻站场相继注入的方式,确保管道稳定运行;③各站场注入轻烃时应避开混烃段;④各站场注入轻烃管网时,必须满足各注入支线的管输能力及外输泵的工作流量要求。最后验证了该方案的水力可行性和经济性。结果表明:轻烃管网采取顺序输送方案,可节省泵站运行费用19.4万元/a,减少混烃量约133.3×104 m3/a,对现场减少管网压力波动和混烃损失量等具有重要意义。     

成品油管道顺序输送调度运行优化模型及应用

基于成品油管道顺序输送过程中损耗费用较多、运行调度复杂等问题,主要从运行总费用(包括泵运行电费、混油贬值费用、设备与管线维检修费用以及工作人员管理费用)组成方面入手,以其中最主要的混油贬值损失费用与泵运行电费两者之和最小作为目标函数,建立管道调度与运行优化数学模型,并编制相应软件,可快速优化出总运行费用最小的流量方案,方案下的泵运行参数即为最优开泵运行方案指标。该套运行优化模型在西部某成品油管道进行了应用,软件计算结果与实际管道运行数据基本一致,最高误差不到5%,输送时间对泵运行费用增加最为敏感,较大的管道输量可以有效降低混油量,实现了对成品油管道顺序调度与运行优化的目的。     

水击预防机制在油田建设项目中的应用

密闭管道在输送原油过程中,一旦出现停泵、紧急切断等意外可能出现水击现象,水击波沿管线传递,易造成局部管段超压而使管道破裂,因此水击保护成为输油管道建设过程中的重点考虑对象。陕西省榆林市靖边原油库建设项目建设过程中,原油外输管线采用了进出站紧急切断系统、进出站压力调节系统、进出站超压泄放保护系统等措施减少水击现象的危害,确保原油管道的正常运行。     

冻土区埋地热油管道停输温降数值模拟

针对多年冻土区埋地热油管道运行环境特点,建立管道停输时非稳态传热模型,利用FLUENT软件数值模拟了不同季节管道停输过程中大地温度场及管内油温随时间的变化规律,结合"焓-多孔度"技术,考虑了凝固潜热和自然对流换热对温降的影响,对管内原油凝固演化过程进行仿真。确定了合理停输时间,为管道安全启动提供理论指导。     

埋地湿天然气管道安全停输时间计算方法研究

为了防止湿天然气管道在停输过程中水合物的形成,有必要对管道的安全停输时间进行计算。湿天然气管道在停输过程中,管内介质与周围环境进行热交换,停输时间过长可能会导致水合物形成,造成再启动困难。采用多相流模拟软件对安全停输时间计算方法进行了研究,利用有限元方法分析停输时埋地管道及周围土壤温度变化情况,将天然气温度与水合物形成温度进行对比,计算湿天然气管道安全停输时间,并研究了不同输送工况下安全停输时间变化规律。一般说来,安全停输时间随着输量、起点温度、环境温度增加而延长。所以,准确计算湿天然气管道安全停输时间对于指导气田安全生产具有重要意义,可以为计划停输方案制定提供依据,防止事故停输工况下水合物的形成,提高输气管道操作安全性。     

应用负压波技术检测轻烃管道的泄漏

1.轻烃管道输送泄漏检测技术轻烃管线泄漏定位报警技术是油气储运的重要课题,它基于管道SCADA系统,运用现代分析方法和控制理论,对所采集的管道运行数据进行信号处理,结合管道流体流动的规律,实现管道实时在线泄漏检测和定位。大庆油田喇压至北压轻烃管道长20km以上,安装了一套负压波结合输量平衡的轻烃管线泄漏定位报警系统。当首末两站间输油管段内某一泄漏点压力突然降低,产生的负压力波将沿管道向两端传播,瞬时传播速度是介质粘度、温度、管道管径、弹性模量的函数。当负压波传播到管道两端时,引起首末两站压力降低,被设在两端的压力…     

不同倾角下成品油顺序输送混油数值模拟

为了能更好地认识管道成品油顺序输送停输时混油段变化特性,应用Fluent软件组分输送模型,对不同倾角下的成品油顺序输送停输进行了数值模拟,并对模拟结果和导出数据进行分析。研究结果表明:停输时,重力和油品间的密度差是造成混油段特性变化的主要因素,管道倾角越大,柴油在重力势能高处时产生的自然对流使混油段长度明显增大且所需时间更短,汽油在重力势能高处时,管道倾角的增大对混油段的增加有抑制作用且混油段浓度分层与管道倾角一致。研究结果对减少和预防停输时混油段的产生和增加有一定借鉴作用。     

含杂质超临界CO_2输送管道的停输影响因素

CO_2管道输送和安全运行相关技术的研究是CCUS技术推广的重要一环。在年生产36万吨CO_2的陕西延长油田CCUS项目基础上,对管道输运含杂质超临界CO_2的过程进行研究。在分析延长油田实际含杂质CO_2物性及相图的前提下,采用OLGA软件分析超临界CO_2稳态输送过程,进而研究超临界CO_2管道停输及安全停输的影响因素,分析停输过程中流体达到准临界区的脉动规律,及初始温度、流量参数对CO_2管道停输的影响,获得初始条件对脉动冲击的影响规律。     

管道积气对投产的影响及应对措施

我国某长输成品油管道沿途地形自然落差大,大落差管段水头翻越高点后易出现半管流并产生积气。本文对大落差管段的理论含气量进行了计算,并分析了长输管线投产试运阶段管道内气体的产生和积气对管道运行的不利影响。管道投产措施采用了单点注水、水隔离段后投油的方式,并在全线最高点处增设了1个排气点,将迷宫式减压阀临时改为节流截止阀等方案,彻底排除试运阶段管道内气体,并降低杂质堵塞阀芯的机率,保证了投产试运的顺利完成。     

液化天然气长输管道输送技术

各国对液化天然气(LNG)的重视使得LNG需求量逐年增加,为满足LNG长输管道建设需求,有必要对LNG长输管道输送技术进行研究。分析了LNG的应用现状和现行LNG管道面临的问题,阐明了LNG长输管道建设的必要性和可行性。对LNG长输管道的工艺设计标准和方法进行了介绍,阐述了LNG长输管道采用的密相输送工艺原理,对管道中间加设冷却站的方法进行了分析并给出了冷泵站间距的计算公式。管道需安装绝热保冷层,介绍了管材和绝热材料等绝热保冷技术以及保冷层厚度的计算方法。最后提出了LNG长输管道设计中可能遇到的管道预冷、冷收缩和停输以及LNG冷量利用等问题的解决方法。