上下坡时顺序输送混油特性的数值模拟

针对成品油经过上、下坡时同种汽油与不同密度的柴油顺序输送时的混油问题,借助多相流模型,建立三维流动模型进行数值计算,研究了上、下坡顺序输送时的输送顺序、密度、管长对成品油顺序输送混油的影响。研究结果表明,上坡时在前行柴油工况下的混油长度大于前行汽油工况下的混油长度,混油量也大于前行汽油工况下的混油量;下坡时在前行汽油工况下的混油长度大于前行柴油工况下的混油长度,而且混油量也大于前行柴油工况下的混油量。当前行汽油后行不同密度的柴油时,柴油密度越小越有助于减少混油量。     

油品输送顺序对沿程混油量的影响

对顺序输送汽油前行柴油后行和柴油前行汽油后行的切换输送过程进行模拟分析,借助CFD仿真软件建立油品交替输送的三维流动传质耦合模型。模拟结果表明:2种输送工况的横向混油截面变化趋势均是以初期的弓形前锋曲面和随后逐渐变尖的锥形曲面向前行油品延伸;汽油前行的纵向混油截面变化,后行柴油是以逐渐变尖的楔形前锋曲面从管道底部嵌入汽油;柴油前行的纵向混油截面变化,后行汽油是以逐渐变尖的楔形前锋曲面从管道顶部嵌入柴油;黏度大的作为前行油品,边界层区域雷诺数小,管壁附近形成的混油层厚,侧面、顶面和底面边界层区域的混油量均是前行柴油后行汽油的输送方式混油量较大。     

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。     

顺序输送粘度差对混油量影响分析

针对两种不同粘度的后行柴油分别与同一种前行汽油顺序输送时存在的混油问题,借助CFD模拟仿真软件,建立了三维流动传质耦合模型。模拟计算结果表明,前行油品与后行油品的粘度差对顺序输送时的沿程混油量有显著影响。由横向混油截面的变化情况来看,混油初期后行柴油以弓形前锋曲面嵌入到前行油品中,运行30s其前锋曲面逐渐变尖且以锥形曲面向前行油品逐渐延伸;从纵向混油截面的变化情况来看,截面柴油以楔形前锋曲面从管道下部嵌入前行油品中;管道侧面、顶面和底面边界层区域的混油量均随粘度差的增大而减小,且底面边界层区域的混油量最大。     

爬坡管道顺序输送混油特性的数值模拟

我国长输管道所经地区地形比较复杂,部分管道不可避免地需要承担存在较大落差的爬坡输送任务,而爬坡管道的倾角和输送顺序对混油特性有很大影响.针对此现象,借助VOF多相流模型,以三维直管为研究对象,分别就不同倾角和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:当轻油先行重油后行时,随着倾角的增大混油量逐渐减小;当重油...     

后行油输量对顺序输送混油的影响

在顺序输送成品油时,后行油品的输量有时会因故突然发生变化,从而导致混油特性的改变。针对此问题,以多相流模型为依据,建立了顺序输送混油控制方程,采用有限体积法进行了离散性数值计算。研究结果表明,混油特性随后行油输量的变化而变化,而且在不同时间段内的变化规律不同;后行油输量变大有助于减小混油量;当输送顺序不同时,后行油输量的变化对混油量增长速度的影响也不同。     

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。     

停输对冷热原油顺序输送混油影响的数值模拟

基于顺序输送混油理论,建立冷热原油顺序输送混油控制方程。借助计算流体动力学软件 FLUENT,对顺序输送管道停输前后混油体积分数的分布规律进行数值计算。分析了输送顺序对停输过程混油体 积分数的影响。研究表明:水平管段顺序输送停输后,受惯性力的作用,后续原油继续前行,使混油段增长且随着停 输时间的延长,采用前俄后庆的输送方式比前庆后俄输送混油段长。对于竖直管段,在相同条件下与水平管段相比 混油长度相对较短。采用前俄后庆的输送方式与前庆后俄输送混油长度接近,但前者混油体积分数分布比较均匀。 可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

基于PHOENICS的原油顺序输送管道混油数值模拟

建立了原油顺序输送混油模型,利用PHOENICS软件进行了数值模拟,并得出了混油浓度变化图象和曲线.表明在原油管道顺序输送过程中粘度差的影响,给出了不同管道倾角条件下浓度场的分布;同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度.研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义.     

停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟

在紊流模型基础上, 建立了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件对停输前后混油段浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度变化图象和曲线.研究结果表明:在竖直管道顺序输送过程中密度差对层流边界层的影响会表现的比较明显且大于粘度差的影响.同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度.研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义.     

考虑海管各覆盖层蓄热的停输温降与输送方案

海底管道停输温降直接决定着海管置换与掺水输送时机,以及停输后能否顺利再启动.为了研究海管各覆盖层的蓄热对停输温降的延缓作用,通过理论分析各层相对流体的蓄能能力大小,模拟计算钢管和土壤蓄热对不同类型管道停输后温降的影响情况,并以渤海两条实际管道为例优化输送方案.结果表明,钢管蓄热总量约为所输原油蓄热总量的一半,所输水量的...     

电伴热方式下稠油管道结构参数对安全停输时间的影响

建立电伴热方式的稠油伴热管道二维非稳态模型,分析了管道的保温层厚度、伴热管个数以及位置参数对稠油管道安全停输时间的影响及其变化规律。研究结果表明,在单管伴热的情况下,管道的保温层厚度分别为60、70 mm和80 mm时,安全停输时间分别为26、30 h和34 h;在双管伴热的情况下,双管夹角的变化对安全停输时间的影响较小,安全停输时间约为36 h。     

埋地热油管线间歇输送技术研究

原油管道低输量情况普遍存在。当管道输量低于允许最低输量时,如能采用间歇输送工艺则可以有效解决这一难题。在间歇输送过程中如果停输时间过长,管道内原油温度降低到一定值后,就会给管道的再启动带来极大的困难,甚至造成凝管事故。根据铁岭-大连管道的热力及水力特征建立了埋地管道间歇输送温降数学模型、再启动温升数学模型和再启动压力数学模型。采用有限差分方法,把热传导偏微分方程转化为线性方程组后,用迭代法求解。以鞍山到大石桥、大石桥到熊岳两段管道为例进行停输和再启动过程模拟计算。结果表明,当俄油输量为23 300 t/d,出站温度为45 ℃时,该管道在冬季的间歇输送方案是停输8天后再启动输油2天,可保证管道安全过冬。该方案成功地在铁岭-大连管道得到应用。     

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。     

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。