管道顺序输送高差混油研究

成品油管道线路起伏时相邻油品的密度差和粘度差是影响混油形成的重要因素。分析了两者对混油过程的影响 ,推导出了与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数 ,提出了管道顺序输送高差混油模型。湍流时 ,粘度对流速断面形成的影响在油流核心不明显 ,主要是密度差别导致流速断面变化而影响有效分散系数 ,因此 ,可忽略混油区粘度的变化。在此基础上简化模型 ,推导出了高差混油浓度分布的基本方程。通过算例对雷诺数、管长和倾角等影响混油的因素进行了分析。结果表明 ,倾角对混油的影响程度随着输送距离的增长和雷诺数的提高逐渐减小 ,特别是在高于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时 ,倾角对混油的影响程度相当小。

成品油管道输送高差混油模型研究

在倾斜管道顺序输送中 ,输送油品的物性差异在重力作用下影响混油的形成。分析了油品物性对混油过程的影响 ,利用与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数 ,建立了管道顺序输送高差混油模型。同时考虑了粘度和密度的变化 ,采用Crank Nicholson型隐式格式构造差分方程 ,并进行了数值求解。利用计算实例对雷诺数、倾角和输送长度等混油影响因素进行了分析。结果表明 ,倾角对混油的影响随着输送距离的增加和雷诺数的提高逐渐减小 ,特别是在大于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时 。

树枝状天然气管网优化设计

以复杂树枝状干线输气管网系统为研究对象 ,在勘察设计定线后 ,根据天然气管输理论和最优化设计理论 ,采用分级优化的策略 ,将整个输气管网优化设计问题分解成布局优化、参数优化、方案优选等三个子问题。对每个子问题建立了数学模型 ,并采用有效的寻优方法进行求解 ,最终得到整个系统的最优设计方案以及投资费用分析。研制开发了复杂树枝状干线输气管网系统的优化设计软件 ,实例计算验证了理论的正确性 。

管道顺序输送的混油研究

综述了国内外管道顺序输送的实验研究状况,分析了混油形成的机理和影响混油的各项因素,总结了轴向有效扩散系数和预测混油量的计算方法,对不均匀混油进行了理论分析。

复杂天然气管网系统工艺参数研究

通过对复杂树枝状输气管网系统工艺参数的研究 ,使在考虑管网本身技术先进性的前提下 ,复杂天然气管网的设计在经济上达到节约投资、增加效益。在设计中采用最优化技术 ,将问题分解成管径优化和压气站优化两个可顺序求解的子问题 ,建立两个子问题的数学模型 ,并详细阐述了模型的求解方法 ,同时还研制开发了复杂树枝状干线输气管网系统的优化设计软件。设计结果使管网投资费用最低、管径、壁厚、压气站压比等工艺参数配置最优。最后通过实例计算 ,验证了理论上的正确性以及在工程上的实用性 ,可为管线的规划设计 ,可行性研究以及经济评价提供依据 ,对其它优化研究也具有一定的启发性和参考价值。

成品油管道运行电费优化研究

建立成品油管道运行电费优化数学模型,是考虑电价在一天波动的情况下,保证各输送油品批次按计划到达分输点的要求下,求解全线的最优配泵方案。电价较低的时段管线会运行更多泵,增大输量,电价高的峰时和平时运行泵数量减少,输量减小。峰谷电价比为3∶1、5∶1和6∶1时,兰成渝成品油管道按450 m3/h输量进行分时输送的运行计算表明,与定流量输送相比,分时输送时管道总耗电费至少可降低30%,而且峰谷电价比越大,耗电成本降低越多。电费优化运行方案不仅对兰成渝成品油管道的运营管理提供了理论支持,也可为其他管道的运营提供借鉴。

基于流场计算的天然气集输管线CO_2腐蚀预测模型

为了更准确地反映含CO2天然气管线典型管件(弯头及T形管)的腐蚀情况,在根据de Waard腐蚀模型预测管段平均腐蚀速率的基础上,应用计算流体动力学(CFD)方法计算了管道内的流场,分析了流场参数对管段腐蚀速率的影响,进而结合颗粒冲蚀模型,对已有的de Waard腐蚀模型进行了改进,并提出了流场作用下的CO2腐蚀模型。应用该改进的CO2腐蚀模型研究现场实际工况表明:影响管线腐蚀的主要流场参数为介质流速、湍动能和相分布;弯头腐蚀最大位置位于弯头部位迎流侧偏向流场下游位置;T形管腐蚀最大位置位于沿内部斜向合流部位。改进模型计算出的管线重点腐蚀位置和腐蚀速率,与现场工况的壁厚检测结果吻合良好,从而验证了该改进腐蚀模型的正确性。这种基于流场作用下改进的CO2腐蚀模型为天然气管线腐蚀预测体系的建立提供一种新思路。

成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件,可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素,应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型,并用动态规划方法进行求解,同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案,可为管道运营预测提供可靠的依据。

LNG接收站火灾危害分析

介绍了LNG接收站的火灾危害情况;结合珠海LNG接收站项目,分析比较了我国和美国的LNG防火标准的相关条款;进而讨论了确定接收站场与油气站场及交通线路安全间距的方法;最后,根据挪威船级社的火灾危害计算分析结果,提出了减小LNG接收站火灾危害风险的措施。

减压站的控制

管道通过高差起伏地段将会形成高点不满流,在管道停输时还造成管道最低点超压,不满流会使全线正常的生产调节滞后,很难对可能发生的管道泄漏事故进行报警和定位,气袋的存在使管道再启动困难。设置减压站,用调节阀节流技术来解决大落差运行控制问题已取得了成功的应用。文中对减压阀的选择、减压站控制过程进行了总结。减压阀控制参数的设定直接影响控制的效果,在设计时需对各控制方案进行模拟和经济比较。

多浮箱拼接浮体模拟试验方案设计

多浮箱拼接浮体方案设计,需要综合考虑在风、浪、流载荷组合作用下的影响。本文对多浮箱拼接附体模拟试验包括:模型整体、单个模块、多个模块、组合系泊缆、横向和纵向连接器试验等。通过静水和波浪试验,得到多浮箱拼接附体的整体静态参数、运动性能、系泊系统水平刚度和横纵向连接器的受力情况等,可为多浮箱拼接浮体平台设计提供参考。

LNG接收站蒸发气量计算方法

采用LNG接收站蒸发气量单元计算方法,将LNG接收站再冷凝工艺流程划分为储罐蒸发、管道吸热、储罐闪蒸、大气压变化、泵做功等11个基本流程单元,结合珠海LNG接收站一期的设计方案,进行了各个流程单元的蒸发气量计算。比较各个单元的蒸发气量计算结果,得出结论:卸料置换单元产生的蒸发气量和返回LNG船的蒸发气量较大,二者与LNG船的尺寸密切相关,是蒸发气量计算的关键参数;大气变化亦对蒸发气量产生较大影响,在设计过程中应充分考虑气候因素。该方法使LNG接收站设计考虑的因素更加全面,且站内与蒸发气量相关的所有设备和管路均可基于单个或组合单元的计算结果进行选型,因此亦使设计更加灵活高效。

燃气管道泄漏过程模型的研究进展

燃气管道的泄漏过程非常复杂,其发生、发展的一系列过程影响因素众多,存在诸多不确定性,且事故表现形式多样,因此一直都是管道安全技术领域的重要课题。国内外的相关研究非常活跃,针对泄漏过程的不同阶段、燃气种类和扩散介质的不同,相继提出了高斯模型、Sutton模型、BM模型、FEM3模型等经典气体扩散模型。给出了这些模型的适用范围,对比了其优缺点。在此基础上,介绍了AFTOX模型、HEGADAS模型、DEGADIS模型、HGSYSTEM模型、INPUFF模型、SLAB模型等近年比较流行的气体扩散模型,并介绍了概率密度函数(PDF)输运方程模型、条件矩封闭模型、简化的PDF模型、关联矩模型等爆炸/火焰模型。根据工业生产需求,对燃气管道泄漏过程进行了分析,阐述了研究的分类并指出了该技术领域研究中存在的问题和未来发展的方向。

基于AQWA与OrcaFlex的海上漂浮软管输油系统仿真

风浪流联合作用下漂浮软管的运动状态与受力情况非常复杂,为此采用AQWA与OrcaFlex联合仿真的方法对海上漂浮软管输油系统进行动态仿真分析。通过建立数值模型,利用AQWA软件对油船进行频域分析,再利用OrcaFlex软件对漂浮软管、油船、浮筒、系泊缆之间的耦合运动进行时域分析。结果表明:风浪流对漂浮软管所受张力影响呈非线性增长,漂浮软管输油系统张力最大点在软管两端位置,通过设置沿线系固锚可以明显降低软管所受张力,减少漂移量。采用该方法和模型对输送距离为1100 m的海上漂浮软管输油系统进行分析,得出最优软管长度为1300 m,无沿线系固时软管漂移量约为300 m,可以满足4级海况下的安全要求。研究成果对于此类海上漂浮软管输油系统的动态仿真分析具有借鉴意义。