热油管道安全经济输油温度研究

从热油管道安全经济输油的角度,讨论了确定热油管道安全经济输油温度的原则及其影响因素.分析指出,热油管道的允许停输时间,取决于管道环境、管道工作状态和输油企业的抢修能力;热油管道安全经济输油温度是满足管道允许停输时间要求的最低进站油温;热油管道安全经济输油温度取决于管道允许停输时间、管径、季节、所输原油的低温流变性、站间环境条件、管道保温条件等因素.同一地区输送同一种原油,管径大的管道与管径小的管道比,允许最低进站油温应偏低;同一条管道,夏季的允许最低进站油温应比冬季的油温低.确定热油管道允许最低进站油温不宜仅用凝点作为选择依据.     

稳定的热油温度场对后续冷油温度的影响

针对冷热油顺序输送过程中的温度分布情况,提出了稳定的热油温度场对后续冷油温度的影响这一问题,通过分析顺序输送管道的几何特征,建立了有限区域内管道的数学模型,用计算流体力学软件PHOENICS对模型进行了求解。结果表明,冷油在被热油加热到一定温度后又逐渐降温,当温度降到一定值时,为了防止凝管等事故,就要转为输送热油,为今后研究冷热油顺序输送的循环周期等问题奠定基础。     

MATLAB语言在黄青热油管道输送技术中的应用

本文对黄青热油管道启输后土壤温度场的建立和末站进站油温的变化进行研究,采用MAT-LAB语言进行编程,得到相应土壤传热系数变化曲线和末站进站油温变化曲线,并确定黄青热油管道的安全停输时间。     

花土沟油田集输管道冷热油交替输送工艺研究

冷热油交替输送工艺是在低温情况下保证管道正常输送的重要手段,该工艺主要应用热力学方法,合理安排管道冷热油变换输送的频率。通过大量的基础数据计算,并依据冷热油交替输送的数学模型,对花土沟油田管道热油和冷油的交替输送过程进行计算。结果表明,冷热油交替输送两至三次后,管道内的原油温度变化会呈现出周期性;预热管道前端的冷油或者适当增加热油的输送量,可以更好地保证冷热油交替输送的安全。经过经济性对比分析,得到花土沟油田管道在低温下成本较低的输送方案为:在第一站进行加热,保证花土沟油田的管道原油出站温度为40℃,进口原油的出站温度为30℃,原油输量为1 100 m3/h,并提前48 h将前行冷油加热到45℃,全年输送11个批次。     

MATLAB语言在黄青热油管道输送技术中的应用

对黄青热油管道启输后土壤温度场的建立和末站进站油温的变化进行了研究，采用MATLAB语言进行编程．得到相应土壤传热系数变化曲线和末站进站油温变化曲线，并确定了黄青热油管道的安全停输时间。     

冷热油交替输送管道安全停输时间计算

对于输送单一油品的管道来说,安全停输时间是管道停输后终点处油温不低于油品凝固点的保证。以庆铁老线林源站-垂杨站段顺序输送大庆油与俄油为例,分别模拟计算大庆油推俄油等四种工艺情况下的管道安全停输时间。计算结果表明,安全停输时间与冷热油输送次序和停输时冷热油交界面所处位置有关。     

西部原油管道冷热交替输送技术研究

在对管道冷热油交替输送技术一般性规律研究的基础上,提出了鄯兰管道冷热油交替顺序输送方案并付诸实施,2008年底在长达749 km的鄯善—玉门管段上成功进行了4种原油共40批次的冷热交替顺序输送现场工业性试验,同时在2009年底在鄯善—兰州管段近1 700 km的长距离管道上实现3种物性波动较大原油的冷热交替顺序输送。文章介绍了冷热交替顺序输送的物理数学模型,应用编制的计算软件进行计算,并将各站的最低油温计算值与实验值进行对比,验证了水力热力计算软件的准确、可靠性。冷热交替输送运行的实践和经验可为其他原油长输管道提供借鉴。     

原油顺序输送管道安全停输时间研究

针对原油差温顺序输送工艺,建立了原油顺序输送管道安全停输时间计算模型,利用有限差分法对停输模型和再启动模型进行离散化,采用迭代法计算最小安全停输时间。以原油管道顺序输送大庆油和俄罗斯油为例,分别探讨混油界面位置、油品输量、油品输送温度和油品输送顺序对安全停输时间的影响。研究结果表明,大庆油顶俄油的停输时间长于俄油顶大庆油的停输时间;混油界面离出站点越远,停输时间越短;油品输送温度越高,停输时间越长;油品输量越大,停输时间越长。     

温度对冷热原油交替输送影响的数值模拟

为了解不同原油温度对冷热原油交替输送过程中混油量的影响,建立冷热原油交替输送计算模型,运用计算流体动力学FLUENT软件采用有限体积法对原油温度进行数值模拟,得到不同温度条件下冷热原油交替输送过程中的混油分布规律并对模拟结果进行分析。结果表明,热油前行会比冷油前行产生更多的混油;在热油前行的情况下,适当提高冷油出站温度会减少混油量;在冬季埋地管线地温较低时,应多进行冷油前行、热油后行的输送方式来减少混油量。     

原油正反输送停输初始状态安全性分析

为了明确原油正反输送过程中不同停输初始状态与停输安全性之间的关系,首先,通过分析正反输送一个周期管内原油的流动状态,创新性地将一个正反输周期划分为正输冷油控制阶段、正输热油控制阶段、反输冷油控制阶段、反输热油控制阶段四个运行阶段;然后,在分析不同阶段管道温降特点的基础上,从油温变化的角度对不同运行阶段停输初始状态的安全性进行定性分析;最后,定义描述正反输送工艺不同停输初始状态安全性的新变量"安全停输概率",从定量的角度对原油正反输送不同时刻停输初始状态的安全性进行分析。结果表明,安全停输概率为±0时,停输安全性最低;安全停输概率为±1时,停输安全性最高。     

环境变化对热油管道运行过程的影响分析

分析了受大气温度年变化的影响,土壤自然温度场和埋地热油管道运行温度随季节的变化呈现周期性变化规律。对于东北原油长输管网,还研究了寒流对埋地热油管道周围土壤温度场的影响,并分析了寒流持续时间超过滞后时间后寒流对热油管道运行温度产生的影响。     

长输管道顺序输送的混油损失分析

为适应不同原油的长管道输送，分析了原油长输管道进行顺序输送时产生混油的多种因素，为降低长输管道顺序输送油品产生的混油损失，介绍了检测混油界面应采用的方法。     

埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地热油管道预热启动过程是一个三维非稳定传热过程,通过分析埋地热油管道几何特性,考虑沿管道轴向预热介质温降对土壤温度变化的影响,建立了有限区域内热油管道预热过程耦合的数学模型,并借助于PHOENICS软件对该模型进行了求解,能够求解出土壤中的任意点在预热过程中任意时刻的温度变化情况和任意时刻的管道周围土壤温度场的分布.这些问题的求解可为管道安全、经济启输投产提供保障.     

原油管道热损失计算

热油管道在反输、停输及启动过程中,管内原油与土壤中的热力平衡状态被破坏,油温及土壤温度将重新分布。事实上在热油管道运行时,仍然存在着这样的非稳定热损失过程。在充分考虑大地恒温层、热油管道对大地温度场影响范围的基础上,建立了管道运行时的非稳态简化物理模型及相关的数学模型,并编制了模拟计算软件。同时以大庆——哈尔滨埋地输油管道为例,计算得出了管道的单位长度热损失结果,其值基本达到工程计算的要求。     

光缆与热输管道同沟敷设间距的研究

分析了温度变化对光缆的传输性能指标光纤损耗和光纤色散的影响,介绍了热输管道轴向温降计算公式和热输管道土壤温度场计算的数学模型.针对5条热输原油管道的实际工况,模拟计算管道出站端土壤温度为40℃时的位置和管道沿途油流的温度曲线,在此基础上探讨光缆与热输管道同沟敷设时保持适宜间距的问题.得出：在热输原油管道设计温度不超过70℃的情况下,同沟敷设的光缆与热输管道的净距可设计为0.8m,为设计和施工人员确定光缆和热输管道的间距提供了理论基础及参考.     

长输管道出站温度调整对燃料油耗量的影响研究

为了研究输油温度调整对长输管道燃料油消耗量的影响,针对长输热油管道沿线多个加热站出站温度调整的工况,依据热油管道沿程温降的分布规律,结合保障安全输送的最低进站温度,建立了计算燃料油消耗变化量的数学模型,并对首站和中间站两种情况分别予以了讨论。以阿尔善—赛汉塔拉输油管道的温度调整方案为例,计算了输油温度调整对沿线各站燃料油耗量变化的影响,研究表明,阿赛线沿线7个加热站出站温度下调5℃后,单月最高可节约燃料油75 t,全年可节约燃料油484 t。下调出站温度能减少全线燃料油消耗总量,但沿途部分站点的燃料油消耗量可能增加或保持不变。     

管道在役修复轴向温降热力计算

长输热油管道在役开挖修复时,热力边界条件与不开挖时相比发生了明显改变.本文建立管道开挖修复运行时的轴向温降模型,给出了总传热系数的计算方法,通过计算得出开挖长度与管道进站温度的对应关系,这对管道修复、生产运行管理起着很重要的作用.     

石空-兰州原油管道满负荷运行分析及保障措施研究

石空—兰州原油管道为典型高含蜡原油管道,运行过程中受输送油品物性、管道沿线环境及运行方式等条件影响,易产生制约管道增输的因素,如:各站进站压力低、进站油温低、管壁结蜡严重、沿线摩擦损失较大等。通过分析管道输量、地温、油温、摩阻等实际运行参数,总结出高输量能够有效降低沿线热能损耗,有利于管道增输降耗等。同时为实现石空—兰州原油管道满负荷运行,结合管道输送工艺方案和清管作业,探究管道实现满负荷运行的可行性,并制定有效的增输保障措施。提出升温热洗结蜡严重管道、定期合理安排清管作业等措施,降低管道沿线摩阻,实现管道满负荷运行。     

长呼线原油管道夏季节能优化运行方案

为保障长庆—呯和浩特原油管道(长呯原油管道)安全、平稳运行,实现降耗输送,在分析历年沿线温降、地温真实数据的基础上,利用经典油温预测工具计算了各管段总传热系数K,且在充分考虑油品物性、运行经验和风险因素基础上,确定了原油安全进出站温度及输量,进而探讨了长呼原油管道夏季一站启炉优化运行方案的可行性。实践结果表明:管道的总传热系数是预测出站温度的关键参数,须选择合适的预测工具;进站温度23℃是确保管道安全平稳运行的前提条件,是确定出站温度的重要依据;合理的输量可进一步提高方案的稳定性。方案实施后,管道运行能耗较2013年、2014年、2016年、2017年分别下降了25%、44%、22%、26%,节能降耗效果显著,证实了长呼原油管道夏季一站启炉的可行性,为后续运行工作提供了有力支持,为类似原油管道优化运行提供了参考和借鉴。     

热油管道停输后周围土壤温度场变化规律研究

针对埋地含蜡原油管道停输后温降的变化过程,建立直角坐标系下埋地热油管道及其周围土壤传热的物理模型;考虑原油物性、土壤温度随深度和时间的变化规律,建立原油、管道和土壤耦合传热的数学模型。模拟管道在不同土壤导热系数、不同环境温度和不同初始油温情况下停输后的土壤温度场分布变化情况。模拟结果表明:不同季节停输后土壤的温度场分布呈现不同的趋势,且越靠近管道的土壤区域,温度场分布受管道影响越大。