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输油管道泄漏事故分析

文档作者：唐秀岐文档来源：中国石油天然气管道局职教中心		点击数：	更新时间： 2021年09月27日
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经验介绍 石油规划设计 2001 年9 月 41
* 唐秀岐女1964 年生讲师1987 年毕业于华东石油学院储运专业现在中国石油天然气管道局职教中心管道运输系从事教学和科研工作通信
地址河北廊坊中国石油天然气管道局职教中心065000
输油管道
泄漏事故分析
唐秀岐*
中国石油天然气管道局职教中心
唐秀岐. 输油管道泄漏事故分析. 石油规划设
计2001 12 4 41 42
摘 要 输油管道在运行一段时间后受
各种因素的影响不可避免地发生泄漏事故
为了及时进行事故判别和定位减少泄漏造成
的损失必须了解和掌握泄漏发生时的管道工
况变化规律以有压力自动调节系统的管道为
分析对象分析了在密闭输油及旁接油罐两种
输送方式下管道发生泄漏后沿线参数的变化
规律并以某实际管道为例进行了定量分析
主题词 输油管道 泄漏 调节 控制
系统 参数 分析
输油管道干线某处发生泄漏后对全线的压力
和流量均有影响其影响范围与管道的输送方式有
关目前国内常用的输送方式有密闭输油式和旁
接油罐式现就针对这两种输送方式具体分析泄
漏事故发生时沿线参数的变化情况
理论分析
1 密闭方式运行管道
在密闭输油管道发生泄漏时在泄漏处产生一
个减压波同时向上下游传播
对于上游管道管内压力随着减压波的到达逐
渐降低到达上一站出站处压力趋于下降但是
否降低取决于该站压力自动调节系统的工作状态
若处于待命状态则出口压力下降同时引发入口
压力下降此减压波继续向上游传播若调节系统
以出站压力为调节对象则出口压力刚一下降时
调节系统就跟踪调节力图继续维持该站出口压力
不变采取的措施是开大阀门开度节流调节或
提高转速变转速调节这样会引起入口压力降低
因而减压波通过该站继续向上游传播若调节系统
以进站压力为调节对象即此时入口压力与设定值
相同则出站压力下降引起进站压力有下降的趋
势由于自动调节系统的作用使得减压波无法再
向上游传播
对于下游管道沿流程方向压力逐渐降低到
达下一站入口处压力有下降趋势但是否下降
同样取决于该站自动调节系统的工作状态若此时
调节系统处于待命状态则进站压力下降同时引
发出站压力下降此减压波继续向下游传播若调
节系统以进站压力为调节对象则进站压力刚一下
降时调节系统就跟踪调节力图继续维持该站进
站压力不变采取的措施是关小阀门开度节流调
节或降低转速变转速调节这样会引起出站
压力降低因而减压波通过该站继续向下游传播
若调节系统以出站压力为调节对象即此时出站压
力与设定值相同则进站压力下降出站压力有下
降的趋势由于调节系统的动作调节阀开大或泵
转速提高使得出站压力在一段时间内保持不变
直到调节阀全开或泵到达最大转速为止之后出
站压力下降使得减压波继续向下游传播
因此当管道有泄漏发生时全线压力均有下
降的趋势但由于各站调节系统的影响使得有些
站进站压力或和出站压力保持不变尽管这些
压力值本身没有发生变化但由于调节系统的作用
使得这些站调节阀开度变化或泵转速改变由于泄
漏是减压波波源故离它越近压力下降的幅度越
大
泄漏事故的发生同时使管道流量发生变化
漏油后全线流量不相等可从漏点处将全线分为前
后两段漏点前流量变大反应在输油设备上使
上站输油泵流量上升功率增加反应在具体参数
上是使电机电流增加泄漏点后流量减小反应在
输油泵上是功率减少电流变小
2 旁接油罐方式运行管道
旁接油罐输油管道发生泄漏时其压力的变化
规律与密闭输油时基本相同因此事故的分析和判
42 石油规划设计 第12 卷第5 期 经验介绍
断方法也相同不同的是由于各站进口旁接油罐
的存在使得减压波的传播只局限于发生事故的一
个站间不会对整条管道产生影响因而事故的分
析和判断定位相对容易
实例分析
以某密闭输油管道为例分析管道某处发生泄
漏时调节系统的工作状态对沿线参数的影响
该管道全长148.6 km 共有首末站各一座
中间热泵站两座这里分别称为中一站中二站
干线采用符合美国API Spec5L 标准的Æ377´7 mm
的16Mn 钢直缝钢管最高设计输送压力为6.4 MPa
管道沿途地势沿流程方向逐渐升高
假设该管道在中一与中二站间有一50 m3/h 的
泄漏点其沿线参数的变化见图1 图2 图3 图
4
1+ 首站出站压力2- 中一站进站压力2 中一站出
站压力3- 中二站出站压力3 中二站出站压力
中一站中二站调节系统以进站压力为调节对象
图1 发生泄漏后沿线各站压力变化
中一站中二站调节系统以进站压力为调节对象
图2 发生泄漏前后沿线水力坡降
1+ 首站出站压力2- 中一站进站压力2 中一站出
站压力3- 中二站出站压力3 中二站出站压力
中一站中二站调节系统以出站压力为调节对象
图3 发生泄漏后沿线各站压力变化
中一站 中二站调节系统以出站压力为调节对象
图4 发生泄漏前后沿线水力坡降
如图1 图2 所示如在泄漏发生前上游中
一站和下游中二站调节系统均以进站压力为调节对
象在泄漏发生后减压波同时向上游和下游传播
当减压波峰到达中一站出口时压力开始下降引
起其入口压力有下降趋势但由于调节系统的作用
它力图维持入口压力不变因而该站入口压力一直
保持不变由于没有减压波再向上游传播故首站
出站压力也一直保持不变使得泄漏后首站至中一
站间的流量保持不变水力坡降也保持不变当减
压波到达下游中二站入口时由于该站以进站压力
为调节对象故调节系统要使其进站压力维持不变
因而引发该站出站压力下降由于末站压力基本不
变故从泄漏点到末站压降减小流量下降水力
坡降变缓
同理如图3 图4 所示如在泄漏发生前
中一站以出站压力为调节对象而中二站以进站压
力为调节对象在泄漏发生后当向上游传播的减
压波到达中一站出口时 下转第44 页
5
4
3
2
1
0 50 100 150 200 240
2+
1+
3+
2- 3-
压力MPa
时间s
5
4
3
2
1
0 80 160 240 320 400
压力MPa
时间s
2+
1+
3+
3- 2-
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0 14.8 29.7 44.5 59.4 74.3 89.1 104. 118. 133. 148.
水头m
距离km
高程
泄漏后工况
泄漏前工况
1000
900
800
700
600
500
400
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100
0 14.8 29.7 44.5 59.4 74.3 89.1 104. 118. 133. 148.
水头m
距离km
高程
泄漏后工况
泄漏前工况
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44 石油规划设计 第12 卷第5 期 经验介绍
润滑油进入大气或进入压缩机内湿式压缩机主要
防止润滑油进入大气
5 两种压缩机运行中易损部件的介绍
湿式螺杆压缩机易损件主要包括主轴承
次轴承平衡活塞及活塞套止推轴承止推轴承
垫片止推环机械密封各种垫片和垫圈卸载
滑阀滑阀缸套滑阀杆及各种仪表
干式螺杆压缩机易损件主要包括机械密封
轴颈轴承碳环轴承盖轴键自锁垫圈及正时
齿轮内的磨损件等
3 运行中螺杆压缩机主要监测内容
从螺杆压缩机的运行状况来看对螺杆压缩机
的监测主要包括径向轴振动轴向位移润滑温
度压缩气体的压力和温度等电机驱动的还要对
电机温度进行监测
1 径向轴振动监测压缩机径向轴振动监测
会显示压缩机是否在平稳中运行振幅的大小并伴
随有警告和自动刹车等措施目前径向轴振动的监
测手段常用的有振动探针速度和加速度表等通
过输出的直流电压信号转换成可读的数字信号其
监测的振动波峰范围可从0 125 m 对有特殊要
求的用户振动波峰范围可从0 250 m 对于比较
重要场合的压缩机径向轴振动监测可由DCS 进行
瞬时和历史记录的分析监测和控制带有齿轮箱
的干式螺杆压缩机还要对其齿轮箱的振动进行监
测
2 轴向位移监测压缩机轴向位移监测也是
防止振动的一项指标它是通过变送器传递位移信
息位移监测的范围可从1.0 1.0 mm 一般只对
压缩机轴进行监测
3 轴承温度监测轴承温度的监测可及时掌
握润滑油量和润滑油温度的情况以便寻找措施
有的可采取热电耦的型式输出温度的监测范围为
0 120
4 两种压缩机的性能比较
湿式螺杆压缩机与干式螺杆压缩机相比具有
结构简单价格便宜接近于等温压缩噪声小等
优点但其排出的压缩气体中必然会携带一些润滑
油油雾从而导致消耗价格昂贵的压缩机润滑油
对油路系统进行监视和加油维护费时费力气体
中的油雾会污染其它设备使之效率低下压缩机
冷却分离出的油水混合物需按含油污水进行处
理因此湿式螺杆压缩机必须设置油气分离器
除掉气体中的油
在国外某联合站气体处理工艺设计中根据制
冷要求选用了湿式螺杆压缩机作为制冷压缩机正
异丁烷各占50%的混合溶剂作为制冷剂其目的是
使从原油天然气分离器分离出来的天然气以一个
较适宜的操作温度进入甘醇脱水装置从而使甘醇
脱水达到最佳效果在该工艺中制冷剂正异
丁烷各占50%的混合冷剂通过压缩冷却蒸发
发生相变吸收热量从而给天然气提供冷量
每个工程各有特点 湿式与干式螺杆压缩机也
各有其优点因此每个设计工程师应根据工程特
点及压缩气的气质要求选择合适的压缩机
收稿日期2001-06-07
编辑马三佳
上接第42 页
出站压力开始下降 引起入口压力降低因而减压
波继续向上游传播最后引起首站出站压力下降
即泄漏点上游干线压力均下降流量上升水力坡
降略变陡下游的压力变化情况与上游相同
以旁接油罐方式运行的管线由于各站间互相
独立故泄漏事故发生时只影响一个站间事故的
判断和处理也比较容易
密闭输油管道在实际运行时沿线各站调节系统
的工作状态变化多端泄漏时所引发的工况变化也
比较复杂但其工况变化的基本分析方法均相同
在实际管道的运行管理中要密切跟踪各站参数的
变化和调节系统的变化情况随时对管道运行工况
进行分析以便及时判断有无事故发生
参 考 文 献
1 常大海等. 国外管道仿真技术发展状况. 油气储运
1997 16 10
2 蒲家宁. 管道水击分析与控制. 北京机械工业出版社
1991
3 严大凡. 输油管道设计与管理. 北京石油工业出版社
1989
收稿日期2001-03-09
编辑马三佳

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