变工艺水合物粒子浓度对两区影响的仿真研究

在石油输油工艺设计优化问题的研究中,输油工艺的选取和水合物颗粒浓度对漩涡区、低速区的影响问题,影响输油工业的安全,必须加以研究.实验中水合物的生成温度和压力波动难以控制.传统的Langrian计算方法对计算颗粒的数量受到限制,阻碍了颗粒浓度与两区关系的研究.针对上述问题,提出采用CFD软件FLUENT,应用以颗粒动力学为基础的Euler-Euler模型对石油工业T形管内,不同集输方式、不同颗粒浓度的油品-水合物流动仿真计算.得到了漩涡区、低速区随集输工艺和颗粒浓度的变化规律,以及两区的分布情况,并对仿真结果进行分析.结果表明,计算所得流场符合管道内浆液流动规律,较好地仿真了两区随颗粒浓度变化,可以为工艺的选取和管道位置的保护提供依据和指导.     

低输量输油管道的清蜡周期研究

由于东北管网输量逐年下降,管道的热损失,尤其是清蜡结束后一段时间内的热损失相当严重,这已成为管道运行中的一个突出问题。按原有的清蜡工艺对管道进行清蜡已经不能满足管道运行的经济性要求。根据结蜡厚度对输油成本的影响和东北管网的蜡沉积规律,建立了适合低输量含蜡原油管道的清蜡周期模型。提出对于低输量含蜡原油管道需要先确定给定流量下的经济余蜡厚度,再用传统方法计算清蜡周期。用数值方法对模型进行求解。结果表明,对于低输量含蜡原油管道,每次清蜡时保留一定的余蜡厚度是合理的;与传统方法相比,在经济余蜡厚度基础上确定的清蜡周期能更好地满足实际需要。     

输气管道储气调峰设计方法

针对输气管道末段储气设计存在的问题,在末段储气能力计算式基础上,推导证明任一管径和工况下管道末段都具有最大储气能力,以及末段储气能力曲线具有对称性.分析了最优储气能力与末段尺寸的关联性,提出末段长度可调范围的概念,给定了临界末段长度的计算区间以及该长度的计算方法.认为增大末段管径是提高末段储气能力的一个好方法;当末段储气能力满足设计要求时,可在末段长度可调范围内选择符合现场需要的末段长度,减少管道末段站间距调整的盲目性.     

输油管道土壤温度场的数值计算

评价埋地热油管道的热工状况,首要的问题是计算管道周围土壤的非稳态温度场,通常采用汇源法对其进行计算.汇源法把输油管在常输过程中的传热视为稳定过程,具有一定的局限性.根据埋地热油管道的传热特征,采用二维非稳定传热方程来描述输油管道的传热过程,在边界条件中充分考虑了地面温度的变化以及管径等参数的影响,建立了土壤温度场的计算模型,运用有限差分法对计算模型进行计算.在差分网格的划分中使用了混合网格法,在土壤内部的大部分区域使用矩形网格划分,在管壁附近使用极网格.这虽然是一种近似方法,但只要网格划分很小,仍可得到足够精确的解.在VC环境中编制了相应的软件,实现基础数据输入,温度场迭代和不同时间点管道周围土壤温度场中等温线绘制的功能.这一模型的建立,为后续的管道停输再启动的研究提供了科学的依据.     

天然气长输管道中水合物生成的预测

天然气管道运行过程中,随着管道内压力、温度和天然气组分的变化会生成水合物。水合物的生成会降低管道的输送能力,从而提高输送成本,严重时更会堵塞管道甚至发生管道爆裂,造成重大的生产事故和巨大的经济损失。通过天然气管道内水合物生成条件预测模型的建立,确立天然气水合物形成时的温压关系,再结合天然气输送管道中温度和压力分布的仿真模拟,就可以预测天然气输送管道中水合物生成的大体位置和水合物生成的类型。这可以为防止天然气输送管道中水合物生成和堵塞提供技术依据,也为管道的设计和运行提供指导性建议。     

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。