成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置

技术领域

本发明涉及成品油顺序输送技术领域，尤其涉及一种成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置。

背景技术

管道运输以其连续不间断运输和输量大、与其他陆路运输相比费用低等优点，位于各种运输工具之首，成为成品油产品与用户之间联系的最好桥梁。但由于油品品种的种类较多，为每一种油品铺设一条管道是很不经济的，顺序输送方式是解决在一条管道中经济地输送多个品种油品的有效方法。不同品种的成品油的顺序输送会产生不同的混油长度。顺序输送前必须要明确：(1)各种油品合理衔接次序和每一种油品的合理输送长度；(2)相邻两种油品界面的混油和色度掺混现象以及为解决这种现象的合理方式。前述因素出现问题将造成品质高的油品的级别降低，大大降低该油品的使用性能，从而造成相当大的经济损失。为此，研究成品油顺序输送过程中混油参数的数值和油品合理排列输送方式成了一个重要的课题。

目前的试验装置中通常是在试验管道上串接多个增压泵泵出油品，使各油品在环道内掺混，增压泵工作过程中对试验管道存在扰动，使得试验的精确度受到影响。并且，目前混油参数中的混油长度的研究多是从油品的密度发生变化这一角度得出的，而密度变化的敏感度较低，不利于数据准确性。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置，克服现有技术中试验装置的试验精确度低下的问题，该试验装置中增压泵与试验环道分离设置，消除了增压泵扰动对混油参数的影响，提高了试验精确度。

本发明的目的是这样实现的，一种成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置；所述成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置包括呈间隔设置的混油试验模块和油品存储模块，所述混油试验模块用于试验油品的掺混试验，所述混油试验模块包括试验环道，所述试验环道上设置有用于混油参数测定的混油参数测量装置；所述油品存储模块用于所述混油试验模块的试验油品的提供和试验废油的回收，所述油品存储模块包括两个试验油品油箱，各所述试验油品油箱上连通设置增压泵，所述油品存储模块还包括废油箱；所述成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置还包括连接管汇模块和数据采集与控制模块，所述连接管汇模块用于所述混油试验模块与所述油品存储模块的连通；所述数据采集与控制模块用于所述混油试验模块的数据采集以及所述混油试验模块、所述连接管汇模块、所述油品存储模块的通断状态控制。

在本发明的一较佳实施方式中，所述试验环道由多段内壁光滑的透明圆弧管连通构成，所述试验环道上沿周向均匀间隔设置有至少两组混油试验装置组，各混油试验装置组包括串接于所述试验环道上的电磁截止阀，各混油试验装置组还包括所述试验环道上自所述电磁截止阀沿逆时针方向顺序串接设置的一个电磁三通阀、两个三通管和一组混油参数测量装置，每组所述混油试验装置组的各三通管用于所述试验环道进油、且入口通过所述连接管汇模块分别与各所述试验油品油箱匹配连通，每组所述混油试验装置组的所述三通管的数量与所述试验油品油箱的数量相同，各所述电磁三通阀的出口用于所述试验环道排油、且通过所述连接管汇模块与所述废油箱连通设置；各所述电磁截止阀、所述混油参数测量装置和所述电磁三通阀与所述数据采集与控制模块相连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述混油参数测量装置包括流量计、色度测试计和温度感应器，所述流量计、所述色度测试计和所述温度感应器均与所述数据采集与控制模块相连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述流量计为超声波非接触式流量计。

在本发明的一较佳实施方式中，所述色度测试计为在线光电式色度传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述温度感应器为热电偶式温度感应器。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述电磁截止阀和各所述电磁三通阀的内径尺寸与所述透明圆弧管的内径尺寸相同。

在本发明的一较佳实施方式中，所述连接管汇模块包括两个用于所述试验环道进油的进油管通道，所述进油管通道的数量与所述试验油品油箱的数量相同，各所述进油管通道的油品入口分别与各所述试验油品油箱上连通设置的所述增压泵匹配连通；各所述进油管通道上设置有多个油品出口，各所述进油管通道上的所述油品出口的数量与所述混油试验装置组的数量相同，各所述进油管通道上的各所述油品出口分别与各所述混油试验装置组的各所述三通管匹配连通，各所述油品出口处分别设置有控制试验油品通止的连接管溢流阀，各所述连接管溢流阀与所述数据采集与控制模块相连接；所述连接管汇模块还包括用于所述试验环道排油的排油管通道，所述排油管通道上设置多个能分别与各所述电磁三通阀的出口连通的废油入口，所述排油管通道的废油出口与所述废油箱连通设置。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述增压泵的出口分别连通设置一增压泵溢流阀，各所述增压泵溢流阀的出口分别与各所述进油管通道的所述油品入口匹配连通，各所述增压泵溢流阀与所述数据采集与控制模块相连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置包括撬装支架，所述混油试验模块、所述连接管汇模块和所述油品存储模块自上而下地设置于所述撬装支架上。

由上所述，本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置具有如下有益效果：

(1)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中混油试验模块、连接管汇模块和油品存储模块分层设置，油品存储模块中的增压泵与混油试验模块中的试验环道分离设置，避免增压泵泵油时的泵扰动对混油参数的影响，提高了试验精确度；

(2)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中，采用试验环道的方式进行油品混合，能够满足长距离输送试验测定的要求，并且试验环道的弯曲半径较大，中和了试验油品流动过程中的离心力和向心力对混油参数的影响，进一步了提高试验精确度；

(3)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中，试验环道由多段内壁光滑的透明圆弧管连通构成，各透明圆弧管均采用透明钢化玻璃管，可以直观地观察试验环道内试验油品的流动状况和颜色变化，实现了从色度的角度研究确定顺序输送成品油过程中的混油长度，色度的改变更为敏感，使得本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置的试验精度进一步提高；透明圆弧管的内壁光滑，避免管壁对混油的扰动，使得本装置试验测得的混油参数实验精度进一步提高；

(4)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置结构简单，操作方便，利于推广应用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置的结构示意图；

图2：为本发明的混油试验模块示意图；

图3：为本发明的混油参数测量装置示意图；

图4：为本发明的连接管汇模块示意图；

图5：为本发明的油品存储模块示意图；

图6：为本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置的工作原理示意图。

图中：

100、成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置；

1、混油试验模块；

11、试验环道；

111、第一圆弧管；112、第二圆弧管；113、第三圆弧管；114、第四圆弧管；

12、混油参数测量装置；

121、流量计；122、色度测试计；123、温度感应器；

131、第一电磁截止阀；132、第二电磁截止阀；

141、第一三通管；142、第二三通管；143、第三三通管；144、第四三通管；

151、第一电磁三通阀；152、第二电磁三通阀；

2、连接管汇模块；

211、第一进油管通道；

2111、第一油品出口；2112、第二油品出口；2113、第一油品入口；

212、第二进油管通道；

2121、第三油品出口；2122、第四油品出口；2123、第二油品入口；

22、排油管通道；221、废油入口；222、废油出口；

231、第一连接管溢流阀；232、第二连接管溢流阀；233、第三连接管溢流阀；234、第四连接管溢流阀；

3、油品存储模块；

31、试验油品油箱；311、第一试验油品油箱；312、第二试验油品油箱；

32、增压泵；

33、废油箱；34、增压泵溢流阀；

4、撬装支架。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图6所示，本发明提供一种成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100，包括呈间隔设置的混油试验模块1和油品存储模块3，混油试验模块1用于试验油品的掺混试验，混油试验模块1包括试验环道11，试验环道11上设置有用于混油参数测定的混油参数测量装置12；油品存储模块3用于混油试验模块1的试验油品的提供和试验废油的回收，油品存储模块3包括两个试验油品油箱31，各试验油品油箱31上连通设置增压泵32，增压泵32将各试验油品油箱31内的试验油品泵入试验环道，油品存储模块3还包括废油箱33，废油箱33用于接收存储试验完成后的混合完毕的废油；成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100还包括连接管汇模块2和数据采集与控制模块(现有技术，图中未示出)，连接管汇模块2用于混油试验模块1与油品存储模块3的连通。数据采集与控制模块用于混油试验模块1的数据采集以及混油试验模块1、连接管汇模块2、油品存储模块3的通断状态控制，数据采集与控制模块可以采用现有技术中的集成模块构成。本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100中混油试验模块1、连接管汇模块2和油品存储模块3分层设置，油品存储模块3中的增压泵32与混油试验模块1中的试验环道11间隔设置，避免增压泵32泵油时的泵扰动对混油参数的影响，提高了试验精确度；采用试验环道的方式进行油品混合，能够满足长距离输送试验测定的要求，并且试验环道的弯曲半径较大，中和了试验油品流动过程中的离心力和向心力对混油参数的影响，进一步了提高试验精确度；本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100结构简单，操作方便，利于推广应用。

进一步，如图1、图2所示，试验环道11由多段内壁光滑的透明圆弧管连通构成，各透明圆弧管均采用透明钢化玻璃管，可以直观地观察试验环道11内试验油品的流动状况和颜色变化，以实现从色度的角度研究确定顺序输送成品油过程中的混油长度，色度的改变更为敏感，从而使得本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100的试验精度进一步提高；透明圆弧管的内壁光滑，避免管壁对混油的扰动，使得本装置试验测得的混油参数实验精度进一步提高。试验环道11上沿周向均匀间隔设置有至少两组混油试验装置组，各混油试验装置组包括串接于试验环道11上的电磁截止阀，电磁截止阀控制试验环道11的混油过程，各混油试验装置组还包括试验环道11上自电磁截止阀沿逆时针方向顺序串接设置的一个电磁三通阀、两个三通管和一组混油参数测量装置，每组混油试验装置组的各三通管用于试验环道11进油、且入口通过连接管汇模块2分别与各试验油品油箱31匹配连通，每组混油试验装置组的三通管的数量与试验油品油箱31的数量相同，各电磁三通阀的出口用于试验环道11排油、且通过连接管汇模块2与废油箱33连通设置。各电磁截止阀、混油参数测量装置12和电磁三通阀与数据采集与控制模块相连接。在本实施方式中，为了避免试验油品通过各所述电磁截止阀和各所述电磁三通阀时产生扰动，各所述电磁截止阀和各所述电磁三通阀的内径尺寸与所述透明圆弧管的内径尺寸相同。

进一步，如图1、图3所示，混油参数测量装置12包括流量计121、色度测试计122和温度感应器123，流量计121、色度测试计122和温度感应器123均与数据采集与控制模块相连接。在本实施方式中，流量计121为超声波非接触式流量计，色度测试计122为在线光电式色度传感器，温度感应器123为热电偶式温度感应器。流量计121、色度测试计122和温度感应器123均设置于试验环道11的侧壁上，流量计121、色度测试计122和温度感应器123能够充分与试验油品接触，准确测定试验油品的流量、色度及温度。

进一步，试验环道11的外侧壁上设置有温度补偿单元，温度补偿单元能对试验环道11内的试验油品进行温度补偿，以避免试验油品在输送过程中温度变化对试验油品初始条件的影响。

进一步，如图1、图4、图5所示，连接管汇模块2包括两个用于试验环道11进油的进油管通道，进油管通道的数量与试验油品油箱31的数量相同，各进油管通道的油品入口分别与各试验油品油箱31上连通设置的增压泵32匹配连通，各进油管通道上设置有多个油品出口，各进油管通道上的油品出口的数量与混油试验装置组的数量相同，各进油管通道上的各油品出口分别与各混油试验装置组的各三通管匹配连通，各油品出口处分别设置有控制试验油品通止的连接管溢流阀，各连接管溢流阀用于控制试验油品进入试验环道的顺序和位置。各连接管溢流阀与数据采集与控制模块相连接。在本实施方式中，各增压泵32的出口分别连通设置一增压泵溢流阀34，各增压泵溢流阀34的出口分别与各进油管通道的油品入口匹配连通，各增压泵溢流阀34与数据采集与控制模块相连接。

进一步，如图1、图4、图5所示，连接管汇模块2还包括用于试验环道11排油的排油管通道22，排油管通道22上设置多个能分别与各电磁三通阀的出口连通的废油入口221，排油管通道的废油出口222与废油箱33连通设置。

进一步，数据采集与控制模块包括数据采集单元和控制单元，数据采集单元用于采集混油试验模块1中流量计121、色度测试计122和温度感应器123测定的流量、色度及温度数据，控制单元用于控制各阀的通断。

进一步，如图1所示，本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100采用撬装设置，混油试验模块1、连接管汇模块2和油品存储模块3呈上下分层设置，本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置100包括撬装支架4，混油试验模块1、连接管汇模块2和油品存储模块3自上而下地固定于撬装支架4上。

如图1至图6所示，在本发明的一具体实施例中，试验油品为2种，试验油品油箱31为两个，分别为第一试验油品油箱311和第二试验油品油箱312，混油试验装置组的数量为两组，分别为第一混油试验装置组和第二混油试验装置组，试验环道11由4段等弧度的透明圆弧管连通构成，分别为第一圆弧管111、第二圆弧管112、第三圆弧管113和第四圆弧管114；设定第一混油试验装置组包括的电磁截止阀为第一电磁截止阀131，第一圆弧管111的一端通过第一电磁截止阀131和第二圆弧管112连通，第一混油试验装置组还包括能连通第二圆弧管112和第三圆弧管113的电磁三通阀，设定该电磁三通阀为第一电磁三通阀151，第一电磁三通阀151的出口通过连接管汇模块2与废油箱33连通，第一混油试验装置组还包括第三圆弧管113上沿逆时针方向顺序串接的两个三通管，分别为第一三通管141和第二三通管142，第一三通管141的入口通过连接管汇模块2与第一试验油品油箱311连通，第二三通管142的入口通过连接管汇模块2与第二试验油品油箱312连通；第三圆弧管113上自第二三通管142沿逆时针方向串接一组混油参数测量装置12；设定第二混油试验装置组包括的电磁截止阀为第二电磁截止阀132，第三圆弧管113的另一端通过第二电磁截止阀132与第四圆弧管114连通；第二混油试验装置组还包括连通第四圆弧管114的另一端和第一圆弧管111的另一端的电磁三通阀，设定该电磁三通阀为第二电磁三通阀152，第二电磁三通阀152的出口通过连接管汇模块2与废油箱33连通，第二混油试验装置组还包括第一圆弧管111上沿逆时针方向顺序串接的两个三通管，分别为第四三通管144和第三三通管143，第三三通管143的入口通过连接管汇模块2与第一试验油品油箱311连通，第四三通管144的入口通过连接管汇模块2与第二试验油品油箱312连通；第一圆弧管111上自第四三通管144沿逆时针方向串接一组混油参数测量装置12。第一电磁截止阀131和第二电磁截止阀132呈径向对称设置，第一电磁三通阀151和第二电磁三通阀152呈径向对称设置，第一电磁三通阀151位于第一电磁截止阀131的逆时针90°位置处，第二电磁三通阀152位于第二电磁截止阀132的逆时针90°位置处。

连接管汇模块2包括两个进油管通道，分别设定为第一进油管通道211和第二进油管通道212，第一进油管通道211上开设有第一油品出口2111和第二油品出口2112，第一油品出口2111处设置第一连接管溢流阀231，第二油品出口2112处设置第二连接管溢流阀232，设定第一进油管通道211的油品入口为第一油品入口2113，第一油品出口2111与第一三通管141的入口连通，第二油品出口2112与第三三通管143的入口连通，第一油品入口2113与第一试验油品油箱311上连通设置的增压泵32连通；第二进油管通道212上开设有第三油品出口2121和第四油品出口2122，第三油品出口2121处设置第三连接管溢流阀233，第四油品出口2122处设置第四连接管溢流阀234，设定第二进油管通道212的油品入口为第二油品入口2123，第三油品出口2121与第二三通管142的入口连通，第四油品出口2122与第四三通管144的入口连通，第二油品入口2123与第二试验油品油箱312上连通设置的增压泵32连通；连接管汇模块2还包括一个排油管通道22，排油管通道22上设置两个废油入口221，两个废油入口221分别与第一电磁三通阀151、第二电磁三通阀152的出口连通，排油管通道的废油出口222与废油箱33连通设置。

流量计121、色度测试计122、温度感应器123、第一电磁截止阀131、第二电磁截止阀132、第一电磁三通阀151、第二电磁三通阀152、第一连接管溢流阀231、第二连接管溢流阀232、第三连接管溢流阀233、第四连接管溢流阀234和各增压泵溢流阀34与数据采集与控制模块相连接。

如图1、图6所示，本发明的该具体实施例的试验过程如下：

试验开始前，第一电磁截止阀131和第二电磁截止阀132关闭，第一电磁三通阀151、第二电磁三通阀152的出口均处于关闭状态，第二连接管溢流阀232和第三连接管溢流阀233关闭，第一连接管溢流阀231、第四连接管溢流阀234和各增压泵溢流阀34均处于开启状态，启动第一试验油品油箱311和第二试验油品油箱312上连通的增压泵32，第一试验油品油箱311内的试验油品(设定为第一油品)经第一进油管通道211、第一三通管141进入试验环道11的第二圆弧管112和第三圆弧管113内，第二试验油品油箱312内的试验油品(设定为第二油品)经第二进油管通道212、第四三通管144进入试验环道11的第四圆弧管114和第一圆弧管111内，第一油品充满第二圆弧管112和第三圆弧管113、第二油品充满第四圆弧管114和第一圆弧管111后，停止两个增压泵32，关闭第一连接管溢流阀231、第四连接管溢流阀234。两组混油参数测量装置12的流量计121、色度测试计122和温度感应器123在线实时测定，开始混油试验前分别对第一油品和第二油品的初始条件参数进行测定并将测定结果传输给数据采集与控制模块。

开始混油试验，首先打开第一电磁截止阀131和第二电磁截止阀132，在第一电磁截止阀131处形成第一混油界面(沿逆时针方向流动时，第一油品在前，第二油品在后)，在第二电磁截止阀132处形成第二混油界面，设定第一混油界面为试验要观测的混油界面。

开启第二试验油品油箱312上连通的增压泵32和第四连接管溢流阀234，同时开启第二电磁三通阀152的出口，第二油品在增压泵32的作用下经第二进油管通道212、第四三通管144进入第一圆弧管111，部分试验油品在压差作用下经第二电磁三通阀152的出口、排油管通道22流出到废油箱33，整个试验环道11内的试验油品在压差作用下进行逆时针转动；

当第一混油界面到达第一电磁三通阀151后，关闭第二试验油品油箱312上连通的增压泵32和第四连接管溢流阀234，开启第一试验油品油箱311上连通的增压泵32和第二连接管溢流阀232，第一油品在增压泵32的作用下经第一进油管通道211、第三三通管143进入第一圆弧管111，部分油品在压差作用下经第二电磁三通阀152的出口、排油管通道22流出到废油箱33，整个试验环道11内的试验油品在压差作用下继续进行逆时针转动；

当第一混油界面到达第二电磁截止阀132后，关闭第二电磁三通阀152的出口、第一试验油品油箱311上连通的增压泵32和第二连接管溢流阀232，开启第二试验油品油箱312上连通的增压泵32和第三连接管溢流阀233，同时开启第一电磁三通阀151的出口，第二油品在增压泵32的作用下经第二进油管通道212、第二三通管142进入第三圆弧管113，部分油品在压差作用下经第一电磁三通阀151的出口、排油管通道22流出到废油箱33，整个试验环道11内的试验油品在压差作用下继续进行逆时针转动；

当第一混油界面到达第二电磁三通阀152后，关闭第二试验油品油箱312上连通的增压泵32和第三连接管溢流阀233，开启第一试验油品油箱311上连通的增压泵32和第一连接管溢流阀231，第一油品经第一进油管通道211、第一三通管141进入第三圆弧管113，部分试验油品在压差作用下经第一电磁三通阀151的出口、排油管通道22流出到废油箱33，整个试验环道11内的试验油品在压差作用下继续进行逆时针转动，当第一混油界面转动至第一电磁截止阀131处时，各阀门处于试验之初的状态，完成一次混油循环。

第一混油界面逆时针转动过程中，由于第一油品和第二油品在转动过程中进一步混合，第一混油界面处的色度发生变化，实验人员可以随时透过透明圆弧管进行观察，两组混油参数测量装置12的流量计121、色度测试计122和温度感应器123在线实时测定流过内部的试验油品的流量、色度及温度，并将各参数传输给数据采集与控制模块。

可以根据试验需求，依次循环前述操作，通过混油颜色和密度检测，最终得到随时间变化过程中混油段的长度变化，以及不同段混油的掺混比例等混油界面的发展规律。

由上所述，本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置具有如下有益效果：

(1)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中混油试验模块、连接管汇模块和油品存储模块分层设置，油品存储模块中的增压泵与混油试验模块中的试验环道分离设置，避免增压泵泵油时的泵扰动对混油参数的影响，提高了试验精确度；

(2)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中，采用试验环道的方式进行油品混合，能够满足长距离输送试验测定的要求，并且试验环道的弯曲半径较大，中和了试验油品流动过程中的离心力和向心力对混油参数的影响，进一步了提高试验精确度；

(3)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置中，试验环道由多段内壁光滑的透明圆弧管连通构成，各透明圆弧管均采用透明钢化玻璃管，可以直观地观察试验环道内试验油品的流动状况和颜色变化，实现了从色度的角度研究确定顺序输送成品油过程中的混油长度，色度的改变更为敏感，使得本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置的试验精度进一步提高；透明圆弧管的内壁光滑，避免管壁对混油的扰动，使得本装置试验测得的混油参数实验精度进一步提高；

(4)本发明的成品油顺序输送混油界面发展规律试验装置结构简单，操作方便，利于推广应用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。