冷热油交替输送加热方案的经济比选

针对冷热油交替输送工艺中加热方案的确定问题,建立了冷热油交替输送管道的热力、水力计算模型,采用有限容积法和热力特征线法对非稳态热力、水力耦合问题进行了数值求解,参考国内某原油管道现场实测数据对程序进行了检验.通过模拟不同加热方案的原油进站温度随时间的变化,分析了加热方案的可行性;按对低凝原油加热时是全部加热还是油尾部分加热提出了2种加热控制方式,研究了采取不同加热控制方式时最低加热能耗的变化规律.结果表明:在取得最佳加热方式时,对低凝油油尾部分加热所消耗的燃料油比对低凝油整体加热的要少.     

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。     

冷热原油交替输送安全节能研究

当冷热原油交替输送时,如果混油温度低于其凝点则容易出现凝管现象,但是如果输送温度过高,虽然能保证输送安全,却极易造成能耗损失,因此有必要从节能及安全角度进行研究。通过CFD软件对混油段的温度场进行模拟,结合混油段凝点实验和长吉输油管线数据,与实验结果进行对比并找出了危险点,从而降低了冷油加热温度并达到了节能的目的。同时,给出了两种安全节能输送方案:俄油全程加热到10.0℃;只对油尾加热到30.0℃,加热长度为1 380.8 m。进行经济对比分析的结果可知,第一种输送方案所需费用较传统输送方法可降低91.54%,第二种输送方案所需费用较传统输送方法降低98.16%,第二种输送方案的节能效果优于第一种输送方案。研究结果对工业生产具有一定的指导意义。     

津华管道冷热油交替输送工艺应用研究

针对管道冷热油交替输送过程,建立了数学计算模型并编制了计算程序,对津华管道交替输送冀东原油(热油)与进口原油(冷油)过程进行了水力热力模拟计算;从安全性和经济性等方面,对于不同输送方案进行了比选和确定。研究结果表明,当交替输送循环达到2~3次后,进站油温将呈现周期性的变化;对于前行的冷油(进口原油)进行提前加热或适当热油(冀东原油)输送批量,都可提高交替输送的安全性。通过比选,确定了津华管道冬季适宜的冷热油交替输送方案。     

冷热原油长距离顺序输送动态传热特性数值研究

冷热原油顺序输送对土壤温度场的要求及其严格,这也是确保冷油过后,热油能否安全进站的关键。基于传热学和流体动力学,建立了埋地管道流动与传热控制方程,数值模拟了冷热原油顺序输送过程中管道沿线不同位置轴向油温及土壤温度场的动态变化过程。研究表明,随着出站油温的冷热交替周期运行,管道沿线不同位置 的管内油温及周围一定范围内的土壤温度场呈现周期性变化,并存在一定的时间或空间滞后性,且对于低输量运行的管道来说,超过一定输送距离后,输送温度趋于一致;在热油-冷油交替输送过程中,热油受前端冷油的影响,热油头进站温度最低,这是管道安全运行方案应考虑的主要因素。     

冷热原油顺序输送温度场波动规律

为了更加准确地确定冷热原油顺序输送温度场波动规律,对管道周围土壤温度场绝热面漂移进行了研究。针对冷热原油顺序输送过程中埋地管道周围土壤温度场变化特征,建立了土壤温度场非稳态传热模型,利用CFD软件,对冷热原油顺序输送过程中不同循环周期不同时刻的土壤温度场进行了数值模拟及分析。结果表明,土壤温度场绝热面的漂移具有一定的规律,绝热面随冷热原油顺序输送时间呈周期性漂移,漂移周期与冷热油顺序输送的循环周期相同;土壤温度场绝热面的漂移周期及距离与冷热油顺序输送的循环周期有关。     

顺序输送对管道轴向温降影响的数值模拟

文章采用有限单元法,对同一管路在不同进口油温和交替输送情况下轴向温降随时间的变化情况进行了数值模拟,并以此为依据,对比分析了入口温度对沿线的温度影响情况,结果表明由于冷热界面之间以及热油介质与土壤之间的热传导作用,稳定输送热油介质时形成的土壤温度场对后续冷油的加热作用明显,冷油形成的温度场对热油也有一定的影响,结果比较符合实际。可以看出,顺序输送冷热油不仅可以保障管道安全运行,而且可以节约大量能源。     

原油管道安全优化运行研究

加热输送是目前输送高粘易凝油品普遍使用的方式。热油管道在实际运行过程中,管道的能耗费用 主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。对于一条热油管道,在工艺流程、设备配置、外部环境条件等因 素给定的前提下,随着工艺运行方案的变化,相应的电费与燃料费往往按相反的方向变化。建立了以各站进站温度 为决策变量,以输油总能耗最小为目标函数的管道优化运行数学模型,并应用动态规划法来求解优化模型。实现了 输油管道优化运行的目的,使加热原油管道系统处于安全、经济的最佳运行工况。     

中原油田老区管道低输量输送方案优化的研究

针对中原油田管道实际输量低于最小安全输量的问题,以运行条件最差的A管线为研究对象,利用Pipephase软件建立管输模型,并对掺水后输送低含水原油、设置中间加热站、掺入伴生气后油气混输3种输送方案的可行性进行模拟分析.结果表明,掺水后输送低含水油方案和设置中间加热站方案是解决外输管道低输量问题的可行方案.由经济性对比可知,掺水输送方案中,管输原油含水率为30％ 时,比设置中间加热站方案节能10％ 以上.基于可行性模拟结果和节约能耗的要求,推荐不满足最低输量要求的管道采用输送低含水原油的方案.     

冷热原油交替输送土壤温度场重建研究

建立冷热油输送管道的土壤截面模型,利用CFD软件模拟夏冬季节冷热原油交替输送土壤温度场的变化情况,以及再次改输热油时温度场的重建情况。模拟结果表明,冬季改输冷油后热油管道形成的温度场120h基本被破坏;夏季改输冷油后热量消耗缓慢,由于地温较高,可继续对冷油放热,温度场不能完全被破坏。当冬季土壤温度场被破坏,再次输送热油时,需要提高热油温度,以保证输送安全。以长吉输油管线冬季情况为例,输冷油240h后土壤温度场完全被破坏,再次输送热油时,将出站热油提高到53℃,输送30h后,即可以恢复到先前的稳定热油温度场。在实际输送过程中,可以把交替输送中的温度场变化作为确保输送安全的参考依据之一。     

江汉油区集输系统节能降耗工艺技术应用与效果

江汉油区集输系统开发三十多年后,系统出现工艺问题,如效率低、能耗高、运行费用大等,针对这些问题开展了密闭集输和工艺优化、简化方面等工艺技术的应用,通过总结这些节能降耗工艺技术,来介绍这些工艺的特点和效果,达到借鉴的目的。     

西部原油管道冷热油交替输送过程温度场

热原油管道温度场的准确计算对管道的安全运行具有重要意义.建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对西部原油管道交替输送4种原油进行了模拟计算.结果表明:考虑不同管道运行历史得到的管道沿线油品温度最大偏差一般出现在进站位置,即管道加热站间距离越长,建立同样精度的温度场需要的管道运行历史越长.在当前算例范围内,考虑前一个月的管道运行历史计算得到的温度场即可满足工程精度要求.由于任意位置温度场的计算偏差都会累积到进站位置,因此随着站间管道距离的减小,初始温度场对运行过程的影响趋弱.     

冷热原油交替输送管道周围土壤温度场的数值模拟

制定科学合理的冷热原油输送工艺,需要准确预测埋地管道周围土壤温度场和管内油品温度变化情况。提高预测的准确性,在计算过程中要考虑管外环境和管内油品温度等多种因素的影响。用有限元法对冷热原油交替输送过程中埋地管道周围土壤温度场和管内油品温度进行了数值计算,得出了不同时刻埋地管道周围土壤温度的分布和管内油品沿程温度变化情况。计算结果表明,输油温度、输油时间、土壤的蓄热等对管内油品温度变化有很大影响,制定节能的冷热原油交替输送工艺要充分考虑其影响。     

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。     

委内瑞拉稠油常温掺稀输送工艺分析

为解决大批量进口委内瑞拉稠油到岸后无法利用管道进行常温输送的难题,对油品黏度的快速预测、掺稀油品均一性和稳定性评价以及不同输送工况下安全掺稀比例确定等关键问题开展了研究,建立了一套以室内掺混实验为基础,以模拟计算为辅助手段的稠油常温掺稀输送工艺分析方法.在对16种进口轻质原油基本物性进行统计分析的基础上,开展了委内瑞拉...     

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。