长输热油管道运行方案的优化

对于输油计划已定的热油管道,输油能耗主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。在保证安全及时完成输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小,对于降低企业输油成本具有非常重要的意义。以降低能耗为目的,以热力费用与动力费用之和最小为目标函数,建立了长输热油管道优化运行模型,并采用两层嵌套法来求解,即穷举出各种可能的开泵方案作为外层嵌套,将进站温度的优化作为内层嵌套。对于外层嵌套的每一种开泵方案,用动态规划法优化出内层嵌套的各站进站温度,从而计算出一个总能耗费用;遍历各种开泵方案得到不同的总能耗费用,所有能耗费用中的最小者即为最优解。根据所建模型编制了相应软件,为加热原油的长距离优化输送提供了决策依据。     

含蜡热油管道低输量时结蜡对能耗的影响

结蜡现象对含蜡热油管道的运行能耗存在着两个方面的影响。其正面影响是管道结蜡层的存在 ,将降低管道总传热系数 ,使热力费用减少 ;负面影响是结蜡层会使管道的通流截面积减小 ,摩阻增大 ,所耗动力费用增加。特别是当管道长期处于低输量、偏离经济流速运行时 ,结蜡层的存在会对管道的热能及压能消耗产生更为显著的影响。为探讨结蜡层对管道运行经济性的影响规律 ,通过对比低输量下有无结蜡层时的管道能耗费用 ,并以节省的能耗费用最大为目标 ,建立了求解管道低输量运行时的经济结蜡厚度的数学模型。算例的计算结果表明 ,当管道输量低于设计值时 ,都对应着一个经济结蜡厚度 ,使得管道运行的能耗费用最省 ;同时在一定输量范围内 ,当输量下降的幅度越大时 ,其经济结蜡厚度亦随之增加 ,并且所节省的能耗费用亦越多。此模型为确定热油管道低输量时的经济结蜡厚度及经济清蜡方案提供了一定的理论依据     

应用混合微粒群算法优化设计热油管道

考虑到年输量随油田产量和市场需求的影响而随机变化的实际,采用最佳平方逼近法确定热油管道的设计输量,在此基础上建立了包含年输量模型和参数优化模型的热油管道优化设计两级递阶模型.用微粒群算法和混合离散变量随机搜索法构成的混合微粒群算法解热油管道的参数优化模型,实现了热油管道的整体优化设计.算例表明,该综合算法优化设计热油管道得到的方案比单一采用离散变量随机搜索法、离散变量复合型法和基本的微粒群算法计算得到的方案更能节约年费用,且考虑年输量随机变化的管道设计方案更符合热油管道运行的工程实际.     

含蜡热油管道低输量时结蜡对能耗的影响

结蜡现象对含蜡热油管道的运行能耗存在着两个方面的影响。其正面影响是管道结蜡层的存在，将降低管道总传热系数，使热力费用减少；负面影响是结蜡层会使管道的通流截面积减小，摩阻增大，所耗动力费用增加。特别是当管道长期处于低输量、偏离经济流速运行时，结蜡层的存在会对管道的热能及压能消耗产生更为显著的影响。为探讨结蜡层对管道运行经济性的影响规律，通过对比低输量下有无结蜡层时的管道能耗费用，并以节省的能耗费用最大为目标，建立了求解管道低输量运行时的经济结蜡厚度的数学模型。算例的计算结果表明，当管道输量低于设计值时，都对应着一个经济结蜡厚度，使得管道运行的能耗费用最省；同时在一定输量范围内，当输量下降的幅度越大时，其经济结蜡厚度亦随之增加，并且所节省的能耗费用亦越多。此模型为确定热油管道低输量时的经济结蜡厚度及经济清蜡方案提供了一定的理论依据。     

在役热油管道开挖修复热力分析及模拟计算

温降是热油管道修复过程中的重要参数之一,合理地确定温降对管道开挖修复方案及油品输送起到重要作用。从热力学角度,建立开挖运行后非稳态的热力学模型,并以铁锦线松山到锦州热油管道为实例进行了模拟计算。研究了开挖起点、开挖长度以及油品出站温度对热油管道内油品温度的影响,并结合CFD对不同季节开挖运行时热油管道及其周围土壤温度场变化情况进行数值模拟分析。研究成果可在保证管道安全运行的前提下,提供热油管道开挖修复建议,指导管理部门优化施工修复计划。     

埋地热油管道轴向温降仿真分析

为了降低热油管道输送中的运行能耗,在考虑大气温度和管道埋深处土壤自然温度场的准周期变化规律、总传热系数、油品流速对沿程温降影响的条件下,建立油流温降模型,并给出解析解,详细分析了长输热油管道加热站出站油温、油流沿线温降变化规律.这对热油管道生产运行工作制度的制定具有重要的理论价值,为埋地热油管道的平稳低耗运行提供可靠的理论依据.     

长吉输油管道优化运行研究

原油长距离运输的主要方式是通过热油管道来运输,在运行过程中,热油管道的运行能耗主要是电能消耗和燃料油消耗。电能消耗增加,则相应的燃料油消耗减小,电能消耗减小,则相应的燃料油消耗增加。因此加热原油管道优化运行对节能降耗和降低长输热油管道运行成本具有重要意义。在对长吉输油管道系统分析的基础上,建立了长吉输油管道优化运行的数学模型,将这个数学模型看作二维资源分配问题,即把全线总压头和全线总热负荷在各站间进行最优分配,运用动态规划的方法求解。在考虑长吉线的现有设备基础上,提出在3个加热站各安装一台进口泵,并进行优化计算。计算结果表明,该模型具有实际应用价值。     

长吉输油管道优化运行研究

原油长距离运输的主要方式是通过热油管道来运输，在运行过程中，热油管道的运行能耗主要是电能消耗和燃料油消耗。电能消耗增加，则相应的燃料油消耗减小，电能消耗减小，则相应的燃料油消耗增加。因此加热原油管道优化运行对节能降耗和降低长输热油管道运行成本具有重要意义。在对长吉输油管道系统分析的基础上，建立了长吉输油管道优化运行的数学模型，将这个数学模型看作二维资源分配问题，即把全线总压头和全线总热负荷在各站间进行最优分配，运用动态规划的方法求解。在考虑长吉线的现有设备基础上，提出在3个加热站各安装一台进口泵，并进行优化计算。计算结果表明，该模型具有实际应用价值。     

热油管道温降及土壤温度场数值模拟

优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺,需要准确预测埋地热油管道运行过程中管内油品温降和土壤温度场变化情况。提高预测的准确性,在计算过程中要充分考虑管外环境和管内油品温度等多种因素的影响。用有限元法对不同埋深的热油管道输送过程中管内油品温降和土壤温度场进行了数值计算,得出了不同埋深管道在不同时刻管内油品温度变化和管道周围土壤温度的分布情况。通过对计算结果分析表明,管道埋深、输油时间等对管内油品温度变化有很大影响,优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺要充分考虑其影响。     

土壤温度场对管内热油流态分布的影响

土壤温度场随季节呈周期性变化,在长输热油管道运行周期内,不同土壤温度场下的管道运行工况不同。当设定出站油温时,管内牛顿流体、非牛顿流体油流长度及进站油温均随土壤温度发生变化。模拟热油管道与周围土壤相互作用下的复合温度场,分析了管道在不同土壤温度场下的散热情况,建立数学模型并分析了不同土壤温度场的管内热油流态分布及进站温度的变化。依据计算结果,调整出站油温可实现整体优化,为输油管道运行投产提供理论依据。     

冷热原油交替顺序输送优化模型研究

冷热原油交替顺序输送总能耗费用主要包括加热炉的燃料费用和输油泵的动力费用.在保证安全输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小对于降低企业输油成本具有非常重要的意义.以输油总能耗最小为目标函数,建立冷热原油交替顺序输送优化模型.模型中将顺序输送分为4个时间阶段:冷油头加热非稳态阶段、冷油不加热准稳态阶段、冷油尾加热非稳态阶段和热油加热准稳态阶段.两个准稳态输送阶段采用两层嵌套法来求解,两个非稳态阶段采用两层嵌套法和满足高凝油油头(油尾)进站温度相结合的方法优选输油方案.结合工程实际给出冷热原油交替顺序输送优选算例,研究成果可为制定冷热油交替输送经济运行方案提供依据.     

热泵替代油田燃油加热炉技术研究

油田燃油加热炉能耗较高,排放的烟气中二氧化硫、氮氧化物及烟尘严重超标,对环境污染严重,油田原油加热炉替代工程刻不容缓。对空气源热泵、污水源热泵的工艺原理、能耗计算、设备特点及替代油田燃油加热炉工艺的可行性进行研究,并对两种热泵技术替代油田燃油加热炉后的效益进行分析。通过研究得出,空气源热泵和污水源热泵技术是进行油田加热炉燃油替代的有效途径;利用空气源热泵和污水源热泵替代燃油加热炉后可以分别降低运行费用30%和45%以上,分别降低碳排量60%和75%以上。通过加热炉燃油替代,不但可以获得可观的经济效益,还可以有效降低二氧化硫、氮氧化物及烟尘的排放。     

Techno-economic feasibility assessment of a diesel exhaust heat recovery system to preheat mine intake air in remote cold climate regions

Underground mines in Arctic and Subarctic regions require the preheating of mine intake air during winter. The cold fresh air of those remote areas can be as severe as -40 ℃ and commonly needs to be heated to around +3 ℃. This extensive amount of heating is usually provided by employing large-size air heaters,fueled by diesel, propane, natural gas, or heavy oil, leading to high energy costs and large carbon footprints. At the same time, the thermal energy content of a diesel generator sets(gen-sets) exhaust is known to be one-third of the total heating value of its combusted fuel. Exhaust heat recovery from diesel gen-sets is a growing technology that seeks to mitigate the energy costs by capturing and redirecting this commonly rejected exhaust heat to other applications such as space heating or pre-heating of the mine intake air. The present study investigated the possibility of employing a simple system based on off-theshelf heat exchanger technology, which can recover the waste heat from the exhaust of the power generation units(diesel gen-sets) in an off-grid, cold, remote mine in Canada for heating of the mine intake air. Data from a real mine was used for the analysis along with environmental data of three different location-scenarios with distinct climates. After developing a thermodynamic model, the heat savings were calculated, and an economic feasibility evaluation was performed. The proposed system was found highly viable with annual savings of up to C$6.7 million and capable enough to provide an average of around 75% of the heating demand for mine intake air, leading to a payback period of about eleven months or less for all scenarios. Deployment of seasonal thermal energy storage has also been recommended to mitigate the mismatch between supply and demand, mainly in summertime, possibly allowing the system to eliminate fuel costs for intake air heating.     

植物油再生沥青的性能研究

为了解决矿物油再生技术再生率低、成本高等诸多问题,采用处理过的“地沟油”代替矿物油制备植物油基再生剂对老化沥青进行再生,并通过试验测试了老化沥青再生前后各项性能指标,确定了植物油沥青再生剂的最佳掺量,为再生沥青路面材料设计提供依据。性能试验结果表明：植物油基再生剂不仅可以有效降低老化沥青的黏度,也有利于改善沥青的低温性能,同时有效解决“地沟油”科学利用问题,并显著降低废旧沥青再生成本。     

汽油与柴油吸附脱硫技术研究与开发(I)——国内外发展现状

随着环保法规的日益严格 ,世界范围内对车用发动机燃料的质量要求越来越严格 ,随之出现了低硫、低芳烃和低烯烃含量的“清洁燃料” ,其中硫含量问题已经成为国内外各大石油炼制企业生产低硫 ,特别是超低硫车用发动机燃料的技术关键。汽油与柴油吸附脱硫技术就是近年来开发的生产低硫车用发动机燃料的新技术 ,亦是近期国内外各大石油公司研究与开发的重点课题之一。从吸附剂以及吸附脱硫工艺等方面对汽油与柴油吸附脱硫技术的发展进行了综述。从现有的各种技术看 ,采用吸附法脱除汽油与柴油中的含硫化合物 ,具有投资及操作费用低等优点 ,具有较大的发展空间及应用潜力     

煤的化学净化

本文综述了煤的净化技术的提出背景,以及目前世界各国对煤的化学净化方法的研究状况.介绍了制取净化煤和超净化煤的酸一碱法、氟酸法和氧化法,以及这些方法的工艺过程及脱灰效果.通过与燃料油和液化煤相对比,讨论了化学法净化煤的经济性和它的发展应用的条件与前景。     

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.     

燃油式热熔釜3D建模及其温度场仿真

为了得到燃油热熔釜在稳态加热条件下热熔釜釜壁的温度场分布情况.文中采用热平衡计算法对燃油热熔釜系统燃烧室内的热量分布进行了理论分析,并在恒流密度加热情况下,利用Fluent软件对燃油热熔釜热熔釜壁的温度场进行了仿真分析.仿真结果表明:在热流密度q=9 809.1W/m2加热情况下,热熔釜壁釜壁平均温度为330℃,仿真结果跟实际测得数据基本相符.     

燃油磁化燃烧技术的试验研究

以韩国GE200小型家用燃油锅炉为基础,建立了小型燃油磁化燃烧试验装置。通过试验研究了燃油被磁化后,锅炉的燃烧效率、排烟温度、有害气体含量的变化规律。探讨了不同磁场强度下影响燃油磁化效果的因素及其规律。结果表明在油路上加磁场对燃油进行磁化可以改善燃油的燃烧过程,具有节能、低氧燃烧和减少环境污染的效果。