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。     

变径管连接方式对混油长度的影响

在进行成品油顺序输送时,相邻批次的油品会产生一定量的混油。通过CFD软件,针对变径管变径部分连接线与直管段的角度分别为30°、45°、60°、90°的几种情况进行模拟计算,研究了变径管变径部分连接线与直管段的角度与混油段长度的关系及变化规律。结果表明,使用突扩管时,随着变径管变径部分连接线与直管段角度的增加混油段长度在逐渐减小;使用渐缩管时,随着变径管变径部分连接线与直管段角度的增加混油段长度在逐渐变长。这一结果与工程现象基本吻合。     

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。     

成品油顺序输送混油段的数值模拟

针对成品油顺序输送混油段进行模拟并对其形成、发展的影响因素进行了分析,结果显示黏度较小的油品可以有效减小混油段的长度,降低混油所造成的损失;提高成品油输送速度会使混油段的长度增加,并且提高流速对先行黏度较大成品油的工况影响更大;圆弧过渡管的输送效果要优于直角过渡管,可避免出现冲刷死区,一定程度上减小混油段的长度。     

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。     

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。     

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。     

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。     

庆俄原油顺序输送混油优化研究

对大庆原油和俄罗斯原油顺序输送时,因大庆原油粘度较高,所以顺序输送时对混油量的影响较大,基于顺序输送混油机理,建立了顺序输送混油控制方程,借助ＣＦＤ软件采用有限体积法,对不同流速的顺序输送过程进行了数值计算,分析了在不同流态下大庆原油的粘度越低混油量越小的原因。同时,提出了如下建议：在混油交界面处,往大庆原油中加入适量的降粘剂或掺入适量的柴油降低其粘度,以减少顺序输送过程中大庆原油和俄罗斯原油的混油量。     

HLB对原油乳化降黏的影响及分析

利用烷基酚聚氧乙烯醚（OP⁃10）和丙二醇嵌段聚醚（L61）两种乳化剂配置不同亲水亲油平衡值（Hydrophilic Lipophilic Balance,HLB）的混合乳化剂,针对辽河油田欢喜岭采油厂二区稠油进行降黏实验,以探明该稠油最适宜乳化剂的HLB。同时,采用聚焦光束反射测量仪（Focused Beam Reflectance Measurement,FBRM）对稠油乳状液进行微观实时测量,分析液滴数量及粒径对原油乳状液黏度的影响。结果表明,在一定范围内,混合乳化剂的HLB为9.0时,降黏效果最好,小液滴数量趋于稳定,小液滴数量与HLB不等于9.0的乳化剂相比明显偏低,液滴分布均匀,乳状液性质稳定。     

大开口吊盘稳固装置的布局与控制

针对深井大开口吊盘因稳绳张紧力的增大而导致传统的插梁式或轮胎式稳固装置对吊盘变形与失稳不利的问题,依据吊盘梁受力分析,提出了轮胎式稳固装置沿吊盘梁双向对称布置的优化方案。针对稳固装置运动不同步,产生盘面偏心易造成剐蹭吊挂管路、操控困难的问题,设计了一套简单、有效、可行性强,适用于不同生产工况的液压传动控制方案。最后,对单侧布置和双侧布置的轮胎稳固装置布置方案进行了ANSYS分析及对比,结果表明双向对称布置方案可显著改善吊盘梁受力,值得推广。     

起伏地区天然气管线清管过程分析研究

研究清管过程中气液两相流流动特征,有助于管线本身及上下游设备的设计和操作。因此,采用多相流瞬态模拟软件OLGA,对起伏地区天然气管线清管过程中气液两相流动规律进行了研究,重点分析了清管过程中的流型、压力、持液率、清管速度、积液量等参数的变化规律。结果表明,由于清管过程中地形起伏较大,气液两相流体出现了分层流、段塞流和环状流等3种流型;管道入口处压力最大,沿程压力逐渐减小,压力波动情况与流体持液量和地形有关;清管器速度总体上波动不大,平均速度为3.5～3.8 m/s;清管过程中出现的最大液塞段长度达到3 851.0 m;持液率不断变化,最大清出液量接近300 m3。研究结果对地形起伏地区天然气管线的清管作业具有一定的实际指导意义。     

HITPERM型非晶合金热稳定性的研究

利用熔体急冷法制备Fe(Co)⁃Hf ⁃B⁃Cu铁基条带非晶合金。采用XRD、穆斯堡尔谱和透射电镜确定非晶态结构,利用差热扫描量热法对不同样品的热稳定性进行测试分析。结果表明,冷速大的样品热稳定性好,添加纯B比添加FeB的样品热稳定性好,添加适量的Co可以提高非晶合金的热稳定性,所制备的各个样品均展现出非晶态结构特征。     

不同倾角下悬链线立管数值模拟分析

为降低混输管严重段塞流带来的危害,须对其流动特性进行分析研究。以某水平下倾管⁃悬链线立管实验系统为研究对象,建立相关的数学模型、物理模型,运用CFD软件,模拟该种管型下的严重段塞流流动现象,分析了严重段塞流流动特性以及压力、速度、含气率变化特性。通过数值模拟得到了不同倾斜角度下的流型图、压力变化曲线及周期变化规律。分析结果表明,随着下倾管倾斜角度的增大,流型图的转换边界发生变化,形成严重段塞流所需的气相折算速度增大,形成间歇流所需的气相折算速度减小;严重段塞流压力最大值随倾斜角度变化较小,其周期则随倾斜角度的增大而减小,并呈指数函数变化。     

开槽管板机械胀与液压胀技术研究

通过胀接工艺,采用机械胀管器、液压胀管机及液压式胀杆器对其进行开槽管板胀接实验,研究了不同槽宽下同种胀接的胀接性能,以及不同胀接在同种槽宽下的胀接性能,并通过对比确定了适宜的胀接技术。结果表明,实验方法合理,数据充实可靠,可为研究换热管与管板之间的连接、检查换热管与管板贴胀质量及管材的胀接性能、确定最佳的胀度、检验胀接部位的外观质量及接头的密封性能提供实验依据。     

蒽醌合成工艺研究进展

综述了近十年合成蒽醌（AQ）及其衍生物的工艺技术,详细阐述了由蒽（AN）制蒽醌的氧化法和苯酐法工艺条件,分析了蒽氧化制蒽醌的机理,进一步介绍了一步法和两步法由苯酐合成蒽醌催化剂的应用,着重介绍了沸石分子筛和强酸性离子液体作为催化剂在一步法或两步法合成蒽醌中的应用,并对未来蒽醌合成工艺的开发提出建议。     

土壤大气耦合埋地管道泄漏扩散的数值分析

城市燃气管网多为埋地敷设,给探测微小泄漏带来了困难,而燃气泄漏后容易发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故,给城市公共安全带来隐患。针对管网分层筑土和不分层筑土两种回填方式建立计算模型,并针对土壤和大气环境中燃气扩散规律的不同建立不同的物理对流扩散模型;基于非稳态泄漏模型,以CFD软件为基础,分析燃气在土壤中扩散时进行单独求解,分析燃气在大气中扩散时进行土壤和大气耦合求解。研究回填筑土方式对燃气在土壤和大气中扩散规律的影响。结果表明,低、中浓度燃气通过分层交界面时会发生延迟扩散,并产生拐点,通过分层交界面后扩散速率加快,泄漏时间大于100 s时燃气在分层筑土中的扩散速率均高于不分层筑土中的扩散速率;分层筑土时,CH4在大气中迎风横向和顺风向的扩散速率相差不多,泄漏100 s后纵向扩散速率大于不分层筑土时的纵向扩散速率,且惯性阻力系数越大,扩散越快。     

基于点源连续扩散高斯混合模型的LNG泄漏扩散研究

为了研究液化天然气（LNG）泄漏扩散的动态过程及其危害,选择由高斯烟团模型进行修正得到的点源连续泄漏的高斯烟团混合模型,并利用MATLAB软件对其进行编程,研究了不同地面粗糙度、泄漏源有效高度等因素对LNG气体泄漏扩散的影响,分析确定了不同因素所对应的1/2爆炸下限（1/2LFL）、爆炸下限（LFL）、爆炸上限（UFL）危险区域的面积,并利用Burro 9号实验进行了模型验证。结果表明,危险区域的面积随着地面粗糙度的增大呈减小的趋势;随着泄漏源有效高度的增加,最高点的体积分数不断降低,同时危险区域的面积不断减小;在LNG泄漏初期,风速越大危险区域面积越大,在气云的状态达到稳定以后,危险区域的面积随着风速的增大呈减小的趋势。     

基于无线网络的工业过程控制系统的设计与开发

基于无线网络控制技术组建无线通讯网络。设计了水箱和高温炉无线过程控制方案,提出了预测函数控制切套比例⁃积分⁃微分控制（PFC⁃PID）和广义开环响应切套比例⁃积分⁃微分控制（GORC⁃PID）策略。根据任务需求,对无线工业过程控制系统软、硬件及通讯接口配置进行配置。在此基础上,完成了系统动态数学模型的建立和工程组态实现。最后,以石油化工过程运行优化与节能技术国家地方联合工程实验室的水箱和高温加热炉作为实验装置,以微波指令制导系统（MCGS）组态软件为开发和验证平台,开发了无线网络的工业过程控制系统。结果表明,所开发的无线工业过程控制系统可以有效地控制水箱液位和高温炉温度,避免了工业现场中有线通讯方式存在的弊端,具有极高的工业应用价值。