一种热油长输管道仿真实验装置，包括并列设置的若干组干线仿真泵站，干线仿真泵站之间通过输油干管串联为闭合环道，任意两组干线仿真泵站之间的输油干管上设有用于收发清管球的收球装置和发球装置；任意两组干线仿真泵站之间的输油干管上通过支干线连接用于调节输油连续或间歇状态的支干线仿真泵站，输油干管的末端安装倒V型的有机玻璃管；各组干线仿真泵站的进出站均设有用于测量压力及温度的变送器，输油干管与第一干线仿真泵站相连的首端及末端分别设有用于采集流量的双转子流量计，变送器以及双转子流量计均连接PLC控制器；每个干线仿真泵站出站口的输油干管上通过出站调节阀实现流量及压力的调节，该装置与生产现场贴合密切，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
一种热油长输管道仿真实验装置
本技术属于油气储运领域，具体涉及一种热油长输管道仿真实验装置。
技术介绍
截至2017年初，我国原油长输管道总里程为2.6万公里，冷热油交替输送、多品种原油加剂改性长距离顺序输送等新术，已成功应用于我国原油管道的建设与运行。然而，由于国产原油存在高粘易凝的特点，使得加热输送依然是更为稳妥的输送方式。热油管道具有热力和水力参数耦合的特点，管道运行调度中明确各个参数间的相互影响和流动关系，掌握管道系统的运行规律，分析和处理管道系统的事故工况，提出合理的运行方案，保障管道安全、经济运行就显得至关重要。仿真环道实验是一种安全高效、针对性强的培训平台。中国专利，CN200969181，公开日期为2007年10月31日，公开了《一种管道输油模拟装置》，该装置没有清管操作的设备和流程，也没有涉及翻越点的流程，与工程实际差异较大；中国专利CN106932215A，公开日期为2017年7月7日，公开了《一种模拟液体长输管道密闭输送的实验装置》，存在实验管道长度短，侧重教学和演示、限于等温输送工艺的模拟、对大落差管段下坡段压能超限无法解决、不能实现工程实际中沿线分输、接收等诸多问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种热油长输管道仿真实验装置，通过流程切换，能够实现热油管道多工况运行，并且能对大落差下坡管段超限压实现能量回收，该装置能对长输管道进行仿真实验，与生产现场贴合密切，实用性强。为了实现上述目的，本技术在结构上包括并列设置的若干组干线仿真泵站，干线仿真泵站之间通过输油干管串联为闭合环道，第一干线仿真泵站连接第一储油罐，第一储油罐的内部设置有电加热棒及稳流栅，其他干线仿真泵站上设置有带越站阀的压力越站管线，干线仿真泵站之间连接用于输送高压油流的站间串接管路；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管上设有用于收发清管球的收球装置和发球装置，收球装置和发球装置之间连接用于观察流动状态的有机玻璃管；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管上通过支干线连接用于调节输油连续或间歇状态的支干线仿真泵站，输油干管的末端安装倒V型的有机玻璃管；各组干线仿真泵站的进出站处均设置有用于测量压力及温度的变送器，输油干管与第一干线仿真泵站相连的首端及末端分别设有用于采集流量的双转子流量计，所有的变送器以及双转子流量计均连接PLC控制器；每个干线仿真泵站包括两台离心油泵，分别为额定转速泵和变频调速泵；两台离心油泵通过阀门控制能够串、并联运行或互为备用独立运行；每个干线仿真泵站出站口的输油干管上通过出站调节阀实现流量及压力的调节；干线仿真泵站之间的输油干管通过管架分层布置。所述的支干线仿真泵站包括第二储油罐和第三储油罐，第三储油罐连接液力透平，液力透平并联有旁通管路，旁通管路上设有全流量调节阀；液力透平通过超速离合器连接离心油泵，离心油泵与超速离合器之间设置有转速扭矩仪，离心油泵连接电机，经离心油泵加压之后的油液分为两路，一路回流至第三储油罐，另一路输送至输油干管。第一储油罐与第三储油罐为常压储罐，第二储油罐为预先充入氮气的高压稳压储油罐。离心油泵连接输油干管的管路上设有过滤消气器及双转子流量计，第二储油罐连接干线仿真泵站出油并经设有过滤消气器及双转子流量计的管路连接离心油泵。收球装置和发球装置分别通过带控制球阀的管路并接在输油干管上，所述的收球装置和发球装置自身通过清管三通阀被带有控制球阀的管路短接。输油干管的外部包覆有岩棉保温层与聚乙烯防护层，并通过法兰与各个组件分别连接。所述输油干管末端安装的倒V型有机玻璃管的落差为5m。每个干线仿真泵站的两台离心油泵吸入管路上均设有过滤器。所述的干线仿真泵站并列设置有4组，干线仿真泵站之间的输油干管通过管架由低至高分为4层设置，在一层管架上铺设第一干线仿真泵站与第二干线仿真泵站之间的输油干管，二层管架上铺设第二干线仿真泵站与第三干线仿真泵站之间的输油干管，三层管架上铺设第三干线仿真泵站与第四干线仿真泵站之间的输油干管，四层管架上铺设第四干线仿真泵站与第一储油罐之间的输油干管。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：通过将若干组干线仿真泵站串联为闭合环道，设置支干线仿真泵站实现两组干线仿真泵站之间连续或者间歇输油的状态调整，每个干线仿真泵站包括两台离心油泵，通过阀门控制能够串、并联运行或互为备用独立运行，该实验装置通过切换流程，能够实现热油管道的多工况运行，输油干管末端安装的倒V型有机玻璃管能够模拟大落差管段下坡段超限压能并实现能量回收，在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管上设有用于收发清管球的收球装置和发球装置，实现清管过程，在收球装置和发球装置之间连接有机玻璃管，能够观察清管球的流动状态。本技术实验过程中数据获取方便，能对实验装置的运行情况进行实时监控，与生产现场贴合紧密，实用性较强。附图说明图1本技术的整体结构示意图；图2本技术的第四干线仿真泵站结构示意图；图3本技术收发清管球的结构示意图；图4本技术支干线仿真泵站的结构示意图；图5本技术管架的分布示意图；图6本技术监控系统的原理框图；具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。参见图1，6，本技术主要由热力、水力系统和实时监控系统构成，水力系统含有至少一座具有加热和保温功能的储油罐和一座仿真泵站，储油罐和仿真泵站通过实验管路串联,一座仿真泵站内包括两台离心油泵，两台离心油泵能够串并联运行或互为备用独立运行；实时监控系统由变送器、冗余PLC、高速数据采集卡、主机、控制柜组成。参见图2，干线仿真泵站内的实验管路包括进站管路23和出站管路24，出站管路24上设有调节阀35。两台离心油泵分别为1#泵401和2#泵402，1#泵401和2#泵402的入口通过进口汇管26与进站管路23连接，1#泵401和2#泵402的出口通过出口汇管25与出站管路24连接；1#泵401的出口和2#泵402的入口通过串联管路27连接；干线仿真泵站内的1#离心油泵在额定转速下运转，2#离心油泵为变频调速泵；出口汇管25上设有第一阀门28，进口汇管26上设有第二阀门29，串联管路27上设有第三阀门30。1#泵401的吸入管路38依次设有第四阀门31和过滤器37，1#泵401的排出管路39依次设有第五阀门32和单向阀36；2#泵402的吸入管路38依次设有第六阀门33和过滤器37，2#泵402的排出管路39依次设有第七阀门34和单向阀36。本技术在整体结构上包括沿钢结构管架纵向等间距设置的四座结构相同的干线仿真泵站，分别为第一干线仿真泵站，第二干线仿真泵站、第三干线仿真泵站和第四干线仿真泵站，该四座干线仿真泵站和第一储油罐5通过输油干管7串联呈闭合环道；第一储油罐5内置用于控制第一干线仿真泵站出站油温的电加热棒20和稳流栅21；第一储油罐5通过金属软管9与第一干线仿真泵站连接；第二干线仿真泵站、第三干线仿真泵站以及第四干线仿真泵站设有压力越站管线6，压力越站管线上设有越站阀；四座干线仿真泵站通过串联短管8无阻连接，提供高压油流；第二干线仿真泵站与第三干线仿真泵站间的输油干管7上设有通过有机玻璃管17连接的收球装置19和发球装置18。第三干线仿真泵站与第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热油长输管道仿真实验装置，其特征在于：包括并列设置的若干组干线仿真泵站，干线仿真泵站之间通过输油干管(7)串联为闭合环道，第一干线仿真泵站连接第一储油罐(5)，第一储油罐(5)的内部设置有电加热棒(20)及稳流栅(21)，其他干线仿真泵站上设置有带越站阀的压力越站管线(6)，干线仿真泵站之间连接用于输送高压油流的站间串接管路(8)；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管(7)上设有用于收发清管球的收球装置(19)和发球装置(18)，收球装置(19)和发球装置(18)之间连接用于观察流动状态的有机玻璃管(17)；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管(7)上通过支干线(16)连接用于调节输油连续或间歇状态的支干线仿真泵站，输油干管(7)的末端安装倒V型的有机玻璃管(17)；各组干线仿真泵站的进出站处均设置有用于测量压力及温度的变送器，输油干管(7)与第一干线仿真泵站相连的首端及末端分别设有用于采集流量的双转子流量计，所有的变送器以及双转子流量计均连接PLC控制器；每个干线仿真泵站包括两台离心油泵，分别为额定转速泵和变频调速泵；两台离心油泵通过阀门控制能够串、并联运行或互为备用独立运行；每个干线仿真泵站出站口的输油干管(7)上通过出站调节阀(35)实现流量及压力的调节；干线仿真泵站之间的输油干管(7)通过管架分层布置。...
【技术特征摘要】
1.一种热油长输管道仿真实验装置，其特征在于：包括并列设置的若干组干线仿真泵站，干线仿真泵站之间通过输油干管(7)串联为闭合环道，第一干线仿真泵站连接第一储油罐(5)，第一储油罐(5)的内部设置有电加热棒(20)及稳流栅(21)，其他干线仿真泵站上设置有带越站阀的压力越站管线(6)，干线仿真泵站之间连接用于输送高压油流的站间串接管路(8)；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管(7)上设有用于收发清管球的收球装置(19)和发球装置(18)，收球装置(19)和发球装置(18)之间连接用于观察流动状态的有机玻璃管(17)；在任意两组干线仿真泵站之间的输油干管(7)上通过支干线(16)连接用于调节输油连续或间歇状态的支干线仿真泵站，输油干管(7)的末端安装倒V型的有机玻璃管(17)；各组干线仿真泵站的进出站处均设置有用于测量压力及温度的变送器，输油干管(7)与第一干线仿真泵站相连的首端及末端分别设有用于采集流量的双转子流量计，所有的变送器以及双转子流量计均连接PLC控制器；每个干线仿真泵站包括两台离心油泵，分别为额定转速泵和变频调速泵；两台离心油泵通过阀门控制能够串、并联运行或互为备用独立运行；每个干线仿真泵站出站口的输油干管(7)上通过出站调节阀(35)实现流量及压力的调节；干线仿真泵站之间的输油干管(7)通过管架分层布置。2.根据权利要求1所述的热油长输管道仿真实验装置，其特征在于：所述的支干线仿真泵站包括第二储油罐(55)和第三储油罐(56)，第三储油罐(56)连接液力透平(57)，液力透平(57)并联有旁通管路(66)，旁通管路上设有全流量调节阀(62)；液力透平(57)通过超速离合器(60)连接离心油泵(58)，离心油泵(58)与超速离合器(60)之间设置有转速扭矩仪(61)，所述的离心油泵(58)连接电机(59)，经离心油泵(58)加压之后的油液分为两...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕智高，张树文，王金玺，贾冰，逄仁刚，王伟，韩宾，王永越，石念军，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61
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