石油化工管线间歇输送技术研究

研究了石油化工管线在停输时受外界非稳态环境的影响下管内介质的温降情况,确定了管线停输温降允许的停输时间。对埋地管道正常运行情况、停输情况和再启动情况进行研究分析,建立了埋地管道间歇输送温降数学模型。以实际埋地管道为例,模拟历史最不利气候数据,观察埋地管道温度场的变化,并根据温度场的变化情况,对停输过程、再启动过程模拟分析,确定了铁大线埋地管道安全停输时间,为铁大线埋地管道安全越冬提供参考。     

埋地热油管道停输温降规律研究

热油管道计划检修和事故抢修都在管道停输情况下进行,管道停输后,管内存油温度不断下降,存油粘度随油温下降而增大,当粘度增大到一定值后,就会给管道输送再启动带来极大困难,甚至会造成凝管事故。为了确保安全经济的输油,必须研究停输后管内原油的温降情况,以确定安全停输时间。本文分析了埋地含蜡原油管道停输后管内原油温降规律,在前人研究的基础上,对埋地含蜡原油管道停输温降过程进行了合理的简化,建立了相应的数学模型。在此基础上,运用计算程序,对中洛线卫辉-新乡段管道稳态运行及停输不同时间时,管道不同横截面上原油与土壤温度变化情况进行了模拟计算,从不同角度对计算结果进行了分析。     

埋地含蜡原油管道停输温降最新进展

梳理了我国含蜡原油停输温降的最新研究进展,强调了停输过程中析蜡潜热对原油温度场的影响以及合理处理凝固潜热的必要性;在传热学的理论基础之上,研究了用显热容法建立的新的数学模型。热油管道停输温降过程是输油管道中常见的现象,研究含蜡原油管道停输过程的温度变化规律,为原油输送管道的科学设计和安全、经济运行提供了一定的理论参考。     

原油管道安全停输时间影响因素分析

我国原油管道近几十年发展迅速,有些管道已经进入发展中后期,管道发生事故的概率上升。原油管道不可避免发生停输,安全停输时间是再启动的关键参数,对于管道的安全运行至关重要。根据输油管道温降公式,利用迭代法求解公式,并编制了应用软件。研究发现,安全停输时间不是一个定值,它随管道输量、出站温度、自然地温和原油比热容的增加而增加,随总传热系数的增加而降低。当管道周围参数发生变化时,需要密切关注安全停输时间,研究结果可以为原油管道的安全运行提供指导。     

裸露管线停输影响因素分析

为了确保裸露管线停输安全,有必要弄清管线停输温降规律,分析各种因素对管线安全停输时间的影响。针对裸露热油管线的热力特征,通过改变影响停输温降的各种因素(停输起始油温、环境温度、管径、结蜡层厚度、保温层厚度等),利用CFD软件对停输过程进行数值模拟,绘制了相应条件下的温降变化曲线图,得到了对应的安全停输时间。数值模拟结果表明:停输起始油温和环境温度越高,管道安全停输时间越长;管径和保温层厚度越大,温降速度越慢;结蜡层对停输温降的影响很小,且随其厚度增加停输时间略有缩短。研究停输影响因素对裸露管线停输安全意义重大。     

基于焓温法的石克管线停输温降三维数值模拟

埋地热油管道停输温降三维数学模型是基于有限容积理论与焓温法所建立。针对新疆油田石克D377管线不同工况下的停输温降过程进行了三维数值模拟,得到了不同时刻沿线不同位置的管内原油及土壤温度场分布云图。一方面,分析了不同出站油温对进站温度及停输时间的影响;另一方面,给出了最冷月最低输量运行时的最优出站温度。通过分析计算,该数据能够为管道停输再启动方案的制定及管道优化运行提供理论依据。     

埋地热油管道原油全凝时间影响因素分析

针对寒区埋地热油管道,采用焓—多孔介质法建立多场耦合作用下停输原油热力模型,以稳定运行时的土壤温度场为土壤热历史,利用Fluent软件迚行停输传热数值模拟与分析。以管道中心点温度降至凝点为管道内原油全凝的判断依据,获得不同工况下的管道中心温降曲线,开展土壤埋深、大气温度、原油初始温度、保温材料等因素对管道内原油全凝时间的影响分析。     

基于FLUENT的埋地含蜡原油管道停输过程模拟

针对含蜡原油管道停输后的温降过程,建立埋地热油管道及其周围土壤的物理模型和数学模型,并对求解区域的边界条件进行设置。针对原油温降过程中的析蜡潜热,转换为附加比热容进行处理。利用Fluent软件模拟管道停输后管道及其周围土壤温度场的分布,以及管内原油自然对流的变化情况。     

Ra数对停输管道中心点原油温度影响研究

热油管道停输后,不均匀的温度场会使原油产生自然对流,Ra数是描述自然对流传热强弱的无量纲量,分析Ra数对管道中心点原油温度的影响,对确定管道安全允许停输时间有着重要的意义.考虑了原油的自然对流,采用分区法建立了基于焓法的格子Boltzmann双分布函数模型,编程计算分析了Ra数对热油管道截面温度场与管道中心点温度的影响.结果表明:随着Ra数的增大,增强的自然对流会扰动原油温度场,从而扰动管道中心点原油温度,使得原油换热第一、二阶段的管道中心点温降速率显著加快,温降曲线由线性下降过渡为非线性下降,表现出对流换热的特性,而原油换热第三阶段的温降速率受Ra数影响较小.     

长输管道停输再启动研究及应用

某长输管道全长约200km,全线采用加热密闭输送方式,其主要任务是向某炼油厂输送原油。由于该炼油厂装置需定期进行检修(每3-5年/次),为此该长输管道需要停输50天左右,这对该长输管道安全运行提出了更高的要求。在长输管道停输过程中存在原油管道凝管的安全隐患,一方面来自管道的长时间停输后管道内原油温度,另一方面来自管道外部的土壤温度,这两方面问题都会对管道能否再次启运并安全运行造成威胁。因此,研究该长输管道所输送原油的特性、各站场间输送原油的温降情况、炼油厂检修期间长输管道的运行方式,长时间停输后再启动方式等,对于指导管道停输再启动及日常安全运行具有重要意义。     

水分迁移冰水相变对冻土区埋地热油管道停输温降影响的研究

建立冻土区埋地热油管道停输过程水力、热力数学模型,并进行数值计算,考虑了土壤水分迁移、冰水相变及原油凝固潜热、自然对流换热对停输过程管内原油温降的影响,得到了停输期间土壤温度场分布。通过与不考虑水分迁移、冰水相变的停输温降进行对比。研究表明：受水分迁移、冰水相变的影响,管道周围土壤温度等值线向管道两侧移动范围较大,土壤平均温度与不考虑水分时相比偏高,在停输过程中管内原油温降速率小于不考虑水分时的情况,受土壤中水分的影响,停输过程管道周围土壤等温线延Y轴略向下偏移。     

原油不同比例混合输送过程中最小输量计算

随着大庆油田开采能力下降,油田产量的降低,庆哈输油新线为满足运行及下游生产的需要,采用进口俄罗斯原油与大庆原油混输的方式,维持对哈尔滨炼化公司的持续供油。针对可能面临的低输量问题,对庆哈新建庆俄原油混合输送管道进行不稳定性分析,分别计算不同混合比例下不同站间管段全年的热力和水力最小安全输量,以确保庆哈输油新线在输量减少、输油比例不断变化的情况下安全平稳运行。     

热油管道安全停输数值模拟的研究

热油管道停输后,当管内原油温度降到一定值时,管道的再启动会遇到极大的困难,甚至造成凝管事故。为了避免凝管事故的发生,需要对输油管道的停输安全性进行研究。本文通过对热油管道停输的数学建模、程序编制和计算机模拟,将模拟数据和实际监测数据进行对比,对模拟程序进行修正,最后得到了一个热油管道停输数值模拟的简易程序。该程序对热油管道的科学管理具有指导意义。     

长输原油管道安全输量计算

随着输油管网的不断加大,电力价格和燃料价格的上涨,在热油管道的成本中能耗费用比重越来越大,如何降低能耗、节约成本、实现管道安全优化运行具有重要的研究意义。以沈抚输油管线为实例,在查阅了国内外大量文献的基础上,根据管道沿线油温的变化规律,通过达西公式及苏霍夫温降公式等推导出原油管道最大安全输量计算方法和最小安全输量计算方法数学模型并求解,利用Visual C++语言编写了计算软件。     

直罗原油管线超低输量间歇输送运行规律研究

直罗原油管线由于油田产量原因,投产以来一直处于超低输量运行状态,一年中大部分时间依靠正反输方式维持管线运行,输油成本居高不下,要实现超低输量间歇输送,就要对间歇输送运行规律进行研究。应用SPS软件建立仿真模型,通过对间歇输送过程的仿真研究,发现一个间歇周期内进站温度的变化可分为四个阶段,且间歇输送工况在运行30 d后基本稳定。分析输量、间歇时间以及两者综合变化对间歇输送输油参数的影响,结果表明:在间歇输送中当输量由高变低时,输送初始阶段进站油温随着输送进行逐渐降低;穿插一次不同输量的输送,对间歇时进站温度影响不大,所以间歇方案可根据油源供应需求进行小幅调整;停输时间对间歇输送安全性影响较大,在制定间歇方案时,应首先限制停输时间;不同间歇方案组合输送的进站温度波动幅度大,不如单一间歇输送方案稳定。     

冷热原油顺序输送土壤温度场数值模拟

摘冷热原油顺序输送不同于输送单种原油,建立了非稳态传热的数学模型,采用CFD软件对输送冷热原油20h后距出站口不同距离管道周围的土壤温度变化规律进行了数值模拟。模拟发现,输送热油,管道周围土壤温度场有不同程度的上升。距出站日越近其温度上升的越明显。随着热油在管道内向前运行,管外土壤温度会有较大幅度的升高但随输油时间的延长增加的幅度会逐渐减小;输送冷油,其周围土壤温度有不同程度的降低。距出站口越近,与管段相对应的土壤温度降低得越大,受管内冷油影响的周围土壤区域越大。     

尼日利亚某原油管道温降计算法分析

对于加热输送的原油管道温降计算方法,由于国外与国内所处的工程背景不同,所采取的计算方法会有所差异。本文对尼日利亚某原油管道设计中所采用的热油管道温降计算方法进行了分析,指出了所用方法中存在的问题。根据加热输送原油管道的实际情况,通过分析和推导,给出了合理的计算方法。     

原油管输过程(火用)单耗分析研究

根据热力学第二定律,将单耗分析理论应用于原油管道的输送过程,提出了原油管输过程的压(火用)单耗、热(火用)单耗以及附加单耗的值和费用的计算方法,并通过系统单因素敏感性分析方法,以大庆某油田管道为例,从温度、压力和输量3个方面分析原油管道单耗随不同影响因素的变化规律,进而确定原油管输过程最优的温度、压力和输量.研究结果表明:随着出站温度的增加,总(火用)单耗费用先减小后增大,在出站温度为339K时达到最优;随着出站压力的增加,压(火用)单耗费用逐渐增大,热(火用)单耗费用逐渐减小,总(火用)单耗费用逐渐增大,出站压力应取输送工艺要求下的最小值;随着输量的增加,总(火用)单耗费用先减小后增大,在输量为35 m3/h时达到最优.