成品油顺序输送批次和罐容的优化设计

随着我国成品油管道的建设和发展,在成品油输送过程中,循环批次和库容就成为影响总投资费用最重要的因素。成品油输送过程中,混油处理是一个重要环节。阐述了顺序输送过程中2种混油处理方式的优缺点。介绍了某成品油管道的概况以及输油任务,运用经济分析法建立数学模型,确定了某成品油管道最优的输油批次以及罐容。对管道设计和优化运行具有一定参考价值。     

Z型管成品油顺序输送混油量数值计算

针对管道输送成品油时的混油量计算问题,采用多相流模型,建立顺序输送混油控制方程,采用有限体积法进行了数值求解。以0#柴油和90#汽油为输送介质,对成品油由上至下和由下至上流经Z型管的2种情况进行了数值计算。研究结果表明,成品油流经Z型管水平管段时,相对于管轴混油段呈不对称分布;在竖直管段,柴上汽下运行时混油量比柴下汽上运行时大;前汽后柴运行时截面的体积分数分布比前柴后汽运行时均匀。     

委内瑞拉稠油常温掺稀输送工艺分析

为解决大批量进口委内瑞拉稠油到岸后无法利用管道进行常温输送的难题,对油品黏度的快速预测、掺稀油品均一性和稳定性评价以及不同输送工况下安全掺稀比例确定等关键问题开展了研究,建立了一套以室内掺混实验为基础,以模拟计算为辅助手段的稠油常温掺稀输送工艺分析方法。在对16种进口轻质原油基本物性进行统计分析的基础上,开展了委内瑞拉稠油与3种典型进口轻质原油的室内掺混测试实验,建立了不同掺稀比例下混油黏度速查表,利用该表仅需知道20 ℃下稀油黏度,就可快速确定不同掺稀比例及温度下的混油黏度;通过静置实验,对掺稀后混油的稳定性和均一性进行了评价,测试表明掺稀油品经过10 d的静置仍具有很好的均一性。以日东管道为例,对不同季节掺稀输送方案进行了计算对比分析,提出了确定安全掺稀比例的方法。相关研究成果可为稠油常温掺稀输送管道的安全运行提供支持。     

翻越点铺设变径管混油特性的数值模拟

针对成品油管道沿线落差较大且出现翻越点时,管路变径对成品油顺序输送混油比例产生影响的问题,应用C FD软件多相流模型,以汽油和柴油作为交替输送对象,建立顺序输送混油控制方程,分别对变径位置在弯管前和弯管后两种情况进行数值计算,得到了混油量分布云图,分析了不同输送顺序对混油体积分数的影响。结果表明,弯管前变径时,后行柴油和后行汽油的混油段长度大致相等,后行柴油楔入到前行汽油中的量较多;弯管后变径时,后行柴油的混油段较长,沿轴向各截面的平均体积分数不均匀。因此,成品油管道通过翻越点时,选取变径位置在弯管前,并多采用前行柴油后行汽油的输送方式有助于减少混油量。     

T型管处成品油混油下载过程数值研究

为研究顺序输送成品油管道混油在T型管处的分输问题,应用多相流模型,将90^#汽油与0^#柴油作为交替输送对象,建立了顺序输送混油控制方程。对汽柴油在不同输送顺序下形成的混油通过支管下载的过程进行数值计算,得到了混油量分布情况,分析了输送顺序不同时分输部分干线中混油对混油段的影响。结果表明,对干线管道中的混油通过沿线所设站场进行适量下载等混油处理,可显著缩短混油管段长度,减小管道末站对混油段下载的压力。     

油品顺序输送管道混油浓度的数值计算

针对求解顺序输送管道混油浓度的问题,简要分析了管道在不同流态下的混油机理。依据紊流扩散理论,采用数值积分方法,编制了用于求解顺序输送管道动态运行混油段内混油浓度分布,以及管道终点截面混油浓度的计算程序。为顺序输送管道混油特性的分析预测及混油浓度的计算提供了一个实用可靠的方法。     

停输前后顺序输送混油特性的数值模拟

在地形复杂的地区,输送成品油时难免会经过高差、停输、下坡等不同工况的路径,而管道的倾角、停输的时间对下坡管道的混油特性有很大影响。借助于CFD的多相流模型,以三维倾斜管道为研究对象,分别就停输时间、倾角、输送顺序对混油特性的影响进行了数值模拟。研究结果表明:停输前,当前行汽油后行柴油时,管道的倾角越大,混油量越小,管道倾角越小,越易出现混油;当前行柴油后行汽油时,混油尾较长,倾角越大,混油量越大,管道倾角越小,混油量越小,但倾角对混油的影响较小;倾角对前行汽油后行柴油时混油量的影响大于前行柴油后行汽油时混油量的影响。停输后,在相同倾角下停输时间越长,混油量越大;在停输时间相同时倾角越大混油量越大。当前行柴油后行汽油时,随着停输时间的延长,混油越来越均匀,其倾角和管道的倾角一致,停输时间和倾角对前行汽油后行柴油时混油的影响较大。     

变径管对成品油顺序输送混油量影响数值研究

为研究变径管对成品油顺序输送混油量的影响,应用多相流模型,将90#汽油与0#柴油两种油品作为交替输送对象,对成品油管道的变径方式及变径角度对成品油顺序输送混油量的影响进行数值计算,得到了混油量分布情况,并对其结果进行了分析。结果表明,混油进入突扩管中,混油段长度增长速度明显降低,混油段长度也出现短时间的减小,而后混油段长度增长速度明显加快,但低于变径前的水平,且随着变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的减小;混油段流入渐缩管后,混油段长度增长速度显著变大,而后出现减小的趋势,但仍高于变径前的水平,且随着渐缩管变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的增加。     

变径管对成品油顺序输送混油量影响数值研究

为研究变径管对成品油顺序输送混油量的影响,应用多相流模型,将90#汽油与0#柴油两种油品作为交替输送对象,生成了顺序输送混油控制方程。针对成品油管道的变径方式及变径角度对成品油顺序输送混油量的影响进行数值计算,得到了混油量分布情况,并对其结果进行了分析。结果表明,混油进入突扩管中,混油段长度增长速度明显降低,混油段长度也出现短时间的减小,而后混油段长度增长速度明显加快,但低于变径前的水平,且随着变径角度的增加,混油段的长度均有不同程度的减小;混油段流入渐缩管后,混油段长度增长速度显著变大,而后出现减小的趋势,但仍高于变径前的水平,且随着渐缩管变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的增加。     

变径管对成品油顺序输送混油量影响数值研究

为研究变径管对成品油顺序输送混油量的影响,应用多相流模型,将90#汽油与0#柴油两种油品作为交替输送对象,生成了顺序输送混油控制方程。针对成品油管道的变径方式及变径角度对成品油顺序输送混油量的影响进行数值计算,得到了混油量分布情况,并对其结果进行了分析。结果表明,混油进入突扩管中,混油段长度增长速度明显降低,混油段长度也出现短时间的减小,而后混油段长度增长速度明显加快,但低于变径前的水平,且随着变径角度的增加,混油段的长度均有不同程度的减小;混油段流入渐缩管后,混油段长度增长速度显著变大,而后出现减小的趋势,但仍高于变径前的水平,且随着渐缩管变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的增加。     

顺序输送管道混油问题的研究

对顺序输送管道影响混油的因素进行了讨论。针对顺序输送管道中控制混油的问题 ,在保证油品质量的前提下 ,根据现场实测数据 ,对混油量的估计和选择合理混油处理方案作了研究。并且对混油率的定义提出了自己的观点     

码头卸油管线氮气通球清管工艺计算

清管作业是油气管道生产过程的必要环节,对管道安全运行管理具有重要意义。对于码头卸油来说,当同一条管道收油种类发生变化时,必须清管。因此,在分析清管介质对成品油管道综合影响的基础上,建立了氮气通球清管数学模型。以天津港某码头卸油管线为例,进行计算,得出了不同时刻管内氮气量、进口压力及清管球的位置。计算结果可为实际工程设计提供一定的参考。     

同沟并行管道周围土壤温度场的数值模拟

针对同沟敷设并行热油管道与成品油管道的能量传递过程进行研究,采用有限差分法建立管道正常运行时的非稳态传热模型。并利用有限容积法对管道沿线不同截面处并行管道周围土壤温度场进行数值计算。以西部管道,鄯善-四堡段为例,地表环境温度采用周期性边界条件,得到了不同季节沿线不同位置土壤温度场的变化规律。研究表明,随着地表温度的周期性变化,冷成品油管道对热油管道周围土壤温度场的影响程度不同,且对远离冷成品油管道一侧的热油管道周围土壤温度场影响较小,随着管道运行时间的增加,冷成品油对热油管道周围土壤温度场的影响逐渐减弱。模拟结果与实际吻合较好,为合理制定检修计划和间歇输送方案及确定安全停输时间提供一定的理论指导。     

埋地热油管道周围温度场数值模拟

建立了埋地热油管道周围土壤温度场的物理模型,并用ANSYS软件对管道周围的温度场进行数值模拟.通过和实验结果对比表明,该方法能准确地计算管道周围温度场的分布,同时也能求解出管道周围中任意点在整个运行周期中的温度变化情况.     

秦京线输送冀东原油低输量运行特性研究

根据中国石油股份公司规划,针对 2008年以后秦京线输送冀东原油低输量运行需求,研究了冀东原油基本物性和流变特性,冀东原油最佳热处理温度是 60℃。筛选出针对冀东原油最佳改性效果的降凝剂,凝点降低幅度13 .5℃,降粘率86 .6%。制定了秦京线输送冀东原油 2 .8×106 t/a的运行方案。针对秦京线在低输量条件下的管道运行特性,包括热负荷能力、结蜡规律、能耗费用、最优清管方案和加剂原油流动性变化规律进行了深入研究,秦京线冬季工况下结蜡厚度最大值50 .24 mm,经济清管周期是 34 d。研究成果为秦京线 2008年以后输送冀东原油提供了安全保障和技术支持。      

同沟敷设原油和成品油管道三维温度场的数值模拟

热油管道周围温度场是管道停输再启动及管道安全运行的基础,只有准确掌握管道周围的温度场分布,才能使管道安全运行,避免凝管事故的发生。在同沟敷设管道中,常温输送的成品油管道必将影响热原油管道的温度场,因此同沟敷设管道的温度场与单根输油管道的温度场不同。为了准确掌握同沟敷设原油和成品油管道的温度场,以国内某同沟敷设管段为研究对象,采用Gambit软件的非结构化网格技术和F1uent软件的标准-模型对同沟敷设管道的三维温度场进行数值模拟。通过与相同条件下单根原油管道的温度场比较,分析成品油管道对同沟敷设原油管道的影响。     

集肤效应电伴热管道再启动三维非稳态传热过程数值模拟

对集肤效应电伴热管道停输再启动过程进行了研究。考虑管道正常运行及停输过程中管内原油粘度、密度、比热容、导热系数随温度的变化情况,同时考虑停输过程中的原油凝固潜热对温降的影响,对集肤效应电伴热管道加热到输送温度的过程进行了数值模拟,数值模拟结果可为确定合理的停输再启动时间、管道安全启动提供理论指导。     

冷热原油长距离顺序输送动态传热特性数值研究

冷热原油顺序输送对土壤温度场的要求及其严格,这也是确保冷油过后,热油能否安全进站的关键。基于传热学和流体动力学,建立了埋地管道流动与传热控制方程,数值模拟了冷热原油顺序输送过程中管道沿线不同位置轴向油温及土壤温度场的动态变化过程。研究表明,随着出站油温的冷热交替周期运行,管道沿线不同位置 的管内油温及周围一定范围内的土壤温度场呈现周期性变化,并存在一定的时间或空间滞后性,且对于低输量运行的管道来说,超过一定输送距离后,输送温度趋于一致;在热油-冷油交替输送过程中,热油受前端冷油的影响,热油头进站温度最低,这是管道安全运行方案应考虑的主要因素。     

多起伏大高差油气混输管道停输和再启动瞬态流动规律研究

采用OLGA软件建立了某油气混输管道几何模型,研究了管道停输和再启动过程中的瞬态流动规律。首先,分析了管道稳态运行时沿线温度、压力和持液率的分布特点,确定了沿线温度最小值所处位置及压力最大值所处位置,分析了环境温度和停输时间对运行参数的影响,确定了可保证温度最低点处原油温度高于其凝点的安全停输时间。在实际运行过程中,停输时间不应超过安全停输时间,否则容易出现管道凝管、启动压力过大等问题,威胁管道的安全运行。