最优工况点计算.docx

3.2.8最优方案工作点参数计算
按最优方案的参数（管径、泵机组型号及组合、泵站数等），计算求解工作点。
求泵站——管道系统的工作点，除了图解方法以外，也可以根据压头供需平衡的原则，列出管道的压力供应特性方程和压力需求特性方程，使两者相等求解工作点。假设一条管道上有座泵站，全线管径相同，无分支，首站进站压头和各站内摩阻均为常量，可写出全线的压力供需平衡关系式如下
（3-25）
由公式（3-25）可求出管道的工作流量
（3-26）
式中——全线工作流量，；
——全线工作站泵数；
——单位流量的水力坡降，；
——管道首站进站压头，液柱；
——管道终点剩余压力，液柱；
——管道总长度，；
、——管道起点和终点的高程，；
——每个泵站内的站内损失，液柱。
对于本设计的工作点，有
（3-27）
——主管单位流量的水力坡降，；

——副管单位流量的水力坡降，。

由公式（3-27）可求出管道的工作流量

确定工作点之后的泵站扬程为：
m
水力坡降（最大值）为：

确定水力摩阻系数：

求出工作流量后，即可根据站间压力供需平衡的原则，确定各站的进出站压力，第一站间
（3-28）
（3-29）
式中、——第一站间管道长度及高差，；
——首站出站压头；
——首站进站压头，
——泵站扬程。
将本设计的首站进站压头定为30m，通过一系列的试算可将一二站之间的站间距定为127km，此时两站之间的高差为31.7m。若此段不铺设变径管，则依据上述公式可计算出：

其它站间参数计算依次类推。
可对布站编程，输入站间距和高差后计算进、出站压头然后对下一站进站压头作出判断，看是否在合理范围，否则重新调整站间距。

表3-18布站相关参数表

首站第二站第三站第四站第五站末站进站压头（m）3026.8626.8627.0226.3998.2首站第二站第三站第四站第五站末站出站压头（m）659.62656.48656.48656.64656.01——站间距（km）12711913611187站里程数（km）0127246382493580
3.2.9布站
按水力坡降和工作点的压头在纵断面图上布置泵站，确定泵站的位置。
（详见图纸）
3.2.10工况校核
取边界条件，即最高温度（22.4）下的汽油和最低温度（3.7）下的柴油运行工况校核。
1）进出站压力的校核：
（1）最低温度（3.7）下的柴油运行工况：
由于本设计的布站是按耗能最高（即最低温度（3.7）下的柴油运行工况）来计算设计的，所以该工况校核符合要求。
（2）最高温度（22.4）下的汽油运行工况：

由公式（3-24）可求出管道的工作流量：

确定工作点之后的泵站扬程为：
m
水力坡降（最大值）为：

求出工作流量后，即可根据站间压力供需平衡的原则，确定各站的进出站压力，第一站间
m

即，将本设计的首站进站压头定为30m，将一二站之间的站间距定为127km，此时两站之间的高差为31.7m。若此段不铺设变径管，可计算出：

其它站间参数计算依次类推，具体校核结果见下表：
表3-19工况校核结果
首站第二站第三站第四站第五站末站进站压头（m）3034.2527.1538.6930.63109.7出站压头（m）568.7573565.9577.4569.4——站间距（km）12711913611187站里程数（km）0127246382493580
本设计的设计压力为5.83MPa，由于汽油22.4下的密度，化成最高温度（22.4）下的汽油的压头值即为791m，上表中各站的出站压头均小于设计压力下的压头换算值，所以安全。而首站、中间站进站压头的最理想值为30m，表中的进站压头值与其相差不大，末站的进站压头能量也可被合理利用。所以进出站压力校核满足要求。
2）动、静水压力的校核：
管道沿线任一点水力坡降线与纵断面线之间的垂直距离，表示液体流至该点时管内的剩余压头，又称动水压力。
（3-30）
原油及成品油的最底动水压力应高于0.2（本设计中换算为最低地温下的柴油液柱即为22.9；换算为最高地温下的汽油液柱即为27.14），最高动水压力应在管道强度的允许值范围内（本设计中管线的设计压力为5.83，换算为最低地温下的柴油液柱即为667.1；换算为最高地温下的汽油液柱即为791）。
静水压力指油流停止流动后，由地形高差产生的静液柱压力。
（1）最低地温下的动、静水压力校核
最低动水压力，由公式（3-30）得：

故最低动水压力满足要求。
最高动水压力，由公式（3-30）得：

故最高动水压力在管线设计压力范围内。
静水压力，根据线路纵断面图可以看出油流停止流动后，最大地形高差为：

故最高动水压力在管道允许强度范围内。
（2）最高地温下的动、静水压力校核
最低动水压力，由