SPS在航煤管道事故分析及控制方案制定中的运用分析.docx

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SPS在航煤管道事故分析及控制方案制定中的运用分析

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摘要近年来随着机场业务量的增长，管道运输已经成为大型干线机场航煤保障的重要方式。航煤作为飞机的血液，其保障能力将对民航事业产生重要的影响。本文针对某机场航煤管道，采用SPS软件对航煤管道系统的事故工况进行分析，提出合理的管道应急预案。

关键词SPS;航煤管道;事故工况;应急预案

引言

某机场航煤管道管径DN250，全长约190km，管线直径Φ273，设计压力10MPA，输送介质为3号喷气燃料（航空煤油），采用常温输送，管线起点高程701m，终点高程494m。本文采用SPS软件，对管道正常输送模式下的输送工艺进行事故工况模拟，通过对比输送参数，确定合理的管道应急预案。

1主要设计参数

1.1油品数据

20摄氏度，0.101MPA下的密度、黏度及饱和蒸气压确定参数如下：密度：800kg/m3;黏度：2.0mm2/s;饱和蒸气压：0.007MPA

1.2管道数据

设计压力：10MPA;管线直径：Φ273;壁厚：8.8mm;管壁粗糙度：0.054mm

1.3输油泵数据

转速：2980r/min;功率：450kW;最佳效率点下的转速：2980r/min;最佳效率点下的功率：444.6kW;最佳效率点下的压头：477.4m;最佳效率点下的流量：260m3/h

1.4ESD阀数据

阀门承压：10MPa;阀门行程时间：20～50s，取25s;阀门全开系数：4300m3/h-kpa.5

2工艺计算软件

本工程管道工艺计算采用德国STONER公司的SPS（StonerPipelineSimulator）软件进行计算、模拟及分析的，该软件是世界公认的长距离输油（输气）管道设计、计算以及全线自动化控制模拟的软件。

3事故分析及控制方案制定

3.1事故及水击源汇总

本次针对典型的事故工况进行分析，如下：

事故及水击源列表

序号事故源及水击源序号事故源及水击源

1首站事故掉电2末站ESD阀门异常关闭

3.2首站事故掉电

（1）水击超前保护程序

若首站发生事故掉电，则双泵同时停泵，经水力分析，如下：

①保护逻辑：当检测到两台泵同时停泵时：至少等待430秒，关末站进站阀门。②该保护逻辑可以保护管线安全。③至少等待430秒关末站进站阀门，以防止末站超压发生泄放。④检测到停泵后，如果不做任何动作，管线不会产生超压危险，只会造成管线局部不满流情况。⑤该保护过程20分钟达到稳定，管线稳定状态如图1：

⑥该过程稳定状态下，管线在115.5KM到117.5KM处发生不满流，管线气化率情况详见下图2：

过程中末站泄放为0，末站进站阀前最高压力为3.55MPA，稳定后压力为3.45MPa。

管线不满流点压力如下表：

不满流点情况表

位置（km）115.73117.09117.85120.37136.9

过程最低压力（MPa）-0.082-0.0480.5030.6270.732

稳定压力（MPa）-0.082-0.0430.5050.6811.495

（2）事故后停输再启动

①启输操作：收到启输操作后：a.打开末站进站阀门;b.确认末站进站阀门打开后，启动1号泵;c.启动1号泵后10秒，启动2号泵。

②该过程60分钟达到双泵运行稳定工况。

3.3末站ESD阀门异常关闭

（1）水击超前保护

①保护逻辑：当检测到末站ESD阀门离开全开位并保持2秒钟后：停2号泵;停1号泵。

②该水击保护逻辑可以保护管线安全。

③检测到末站ESD阀门离开全开位并保持2秒钟后，停泵动作最多等待360秒，否则末站ESD阀门处超压。

④该过程15分钟达到稳定，管线稳定状态如下图：

过程中末站泄放为0，末站ESD阀前最高压力为5.121MPA，

稳定后压力为5.112MPa。

管线不满流点压力如下表：

不满流点情况表

位置（km）115.73117.09117.85120.37136.9

过程最低压力（MPa）0.3140.8211.4991.5501.376

稳定压力（MPa）1.1021.6762.3932.5693.369

（2）停输再启动

①启输过程：

确认启输后：

导通双流末站站内管线;

确认末站管线完全导通后，缓慢手动打开末站ESD阀门;

确认双流末站ESD阀门打开后，启动1号泵;

启动1号泵后10秒，启动2号泵;

启动2号泵后，调节末站调压阀进站压力至0.4MPa。

②由于在事故停输后末站ESD阀门阀前压力较大，全线启输前，如果不导通末站站内流程，则在打开末站ESD阀门的一瞬间，可能会导致末站压力瞬间超过站内设备的承压，并产生泄放，因此在打开末站ESD阀门前，建议先导通站内流程，启输之后再调整末站调压阀设定压力。同