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【石油百科】输油管道的水击及控制

溢家能源2018-06-20 19:54:58

输油管道密闭输送的关键之一是解决“水击”问题。“水击”是由于突然停泵(停电或故障)或阀门关闭造成管内液流速度突然变化,因管内液体的惯性作用引起管内压力的突然大幅度上升或下降所造成的对管道的冲击。水击压力的大小和传播过程与管道条件、引起流速变化的原因及过程、油品物性、管道正常运行时的流量及压力等有关(对于输油管道,管道中液流骤然停止引起的水击压力上升速率可达1兆帕/秒,水击压力上升幅度可达3兆帕)。

水击对输油管道的直接危害是导致管道超压,包括两种情况:一是水击的增压波(高于正常运行压力的压力波)有可能使管道压力超过允许的最大工作压力,使管道破裂;二是减压波(低于正常运行压力的压力波)有可能使稳态运行时,压力较低的管段压力降至液体的饱和蒸气压,引起液流分离(在管路高点形成气泡区,液体在气泡下面流过)。对于建有中间泵站的长距离管道,减压波还可能造成下游泵站进站压力过低,影响下游泵机组的正常吸入。

通常采用以下两种方法来解决水击问题,即泄放保护及超前保护。泄放保护是在管道上装自动泄压阀系统,当水击增压波导致管内压力达到一定值时,通过阀门泄放出一定量的油品,从而削弱增压波,防止水击造成危害。超前保护是在产生水击时,由管道控制中心迅速向有关泵站发出指令,各泵站采取相应的保护动作,以避免水击造成危害。例如,当中间泵站突然停泵时,泵站进口将产生一个增压波向上游传播,这个压力与管道中原有的压力叠加,就可能在管道中某处造成超压而导致管道破裂。此时,若上游泵站借助调压阀节流,或通过停泵产生相应的减压波向下游传播,则减压波与增压波相遇时压力互相抵消,从而起到保护作用。


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