冷热原油交替输送的传热过程研究

针对冷热原油顺序输送过程中的热力问题展开讨论,建立其二维传热数学模型,在模型中将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,利用有限差分法进行离散化求解。利用此方法对新大线输送高凝点和低凝点原油的实际运行监测数据结果进行计算,其计算值与实测值误差较小,建立的该数据模型能够满足工程需要。

冷热原油顺序输送弯管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行数值求解,并对竖直弯管内的混油特性进行分析研究。结果表明:重力作用方向与管道轴向的角度变化及流速分布变化是影响竖直弯管内混油特性的主要因素;在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称,而在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,密度大的油品在上方时,混油量相对较大;在弯头及其后面直管内流速分布发生较大变化,高速区发生偏移,致使混油增强,混油前峰形状发生变化并且后行油品在径向的高含量区发生偏移。

偏心异径管冷热原油顺序输送混油特性数值模拟

冷热原油顺序输送过程中影响接触区内两种油品混油特性的因素诸多,如:流速、温度、油品物性、沿线长度、输油次序等。基于FLUENT软件仅对顺序输送过程中混油界面通过偏心异径管时的混油特性进行模拟分析。研究结果与等径管混油特性相比较并总结其变化规律,可应用于优化实际输送过程中的运行参数。

冷热原油顺序输送过程不稳态传热问题的研究

针对同一管道输送流变特性差异很大的多种原油问题,建立了冷热原油顺序输送不稳态温度场及土壤温度场模型。在土壤温度场模型中将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,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,利用有限差分法进行离散化求解;在差分网格的划分中使用了混合网格法,土壤内部的大部分区域使用矩形网格划分,管壁附近使用极网格。对于顺序输送模型,利用了预测-校正法的思想,校正其差分方程。在VC环境中编制了相应的软件,利用此软件对新大线输送的高凝点和低凝点原油的实际运行监测数据进行计算,其计算值与实测值误差小于2%。

冷热原油顺序输送管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立了冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行了数值求解,对水平和竖直管内的混油特性进行了数值模拟和分析研究。结果表明,在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称;在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,重力作用不会使得混油浓度在径向分布不对称,但在竖直管段,密度大的油品在上方时,混油量相对较大。

停输对冷热原油顺序输送混油影响的数值模拟

基于顺序输送混油理论,建立冷热原油顺序输送混油控制方程。借助计算流体动力学软件FLUENT,对顺序输送管道停输前后混油体积分数的分布规律进行数值计算。分析了输送顺序对停输过程混油体积分数的影响。研究表明:水平管段顺序输送停输后,受惯性力的作用,后续原油继续前行,使混油段增长且随着停输时间的延长,采用前俄后庆的输送方式比前庆后俄输送混油段长。对于竖直管段,在相同条件下与水平管段相比混油长度相对较短。采用前俄后庆的输送方式与前庆后俄输送混油长度接近,但前者混油体积分数分布比较均匀。可为工程实际应用提供一定的理论指导。

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。

冷热原油交替输送技术的分析与研究

本文主要介绍了冷热油交替输送中管道土壤传热、管内非稳态传热流动研究的常用几种方法,以及耦合计算的数学模型、求解步骤和原理,对国内冷热油输送技术和今后发展进行了展望。

变径管道对冷热原油顺序输送混油的影响

随着社会的全面发展,变径管道对冷热原油顺序输送混油的影响也逐渐增加。为了能够让冷热原油得到顺利的输送,需要采用多种不同的方式对其管道的变化情况进行具体的分析,最后实现原油的顺利输送。本文主要针对变径管道冷热原油顺序输送混油的影响进行分析,并提出了相应的优化措施。

冷热原油顺序输送过程混油浓度的数值模拟

基于Fluent多相流(VOF)模型,采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型,针对冷热原油顺序途经90弯头、10m落差的管输过程进行了数值模拟。以大庆原油和俄罗斯原油为例,分析了不同输送顺序、流速、油温对混油浓度的影响。研究表明:在冷热原油顺序输送过程中,提高输送速率可以缩短混油段长度,且在流速一定的情况下,前行密度小、粘度低的俄油,后行大庆油的温度相对越低,掺混量越少;当后行密度小、粘度低的俄油,前行大庆油的温度相对越高,掺混量越少。该数值模拟结果与管道的实际运行情况相符。

变径管道对冷热原油顺序输送混油的影响

针对管道沿线落差较大或变径时,水力瞬变对冷热原油顺序输送混油比例存在影响的问题,基于顺序输送混油理论,建立了冷热原油顺序输送混油控制方程。借助FLUENT软件对冷热原油途经变径管道水力瞬变过程进行数值计算,分析了输送顺序和流速对混油浓度的影响。研究表明:当冷热原油顺序流经渐缩管道时,混油长度增长较快,当冷热原油流经突扩管道时,混油长度增长速率降低。无论渐缩管道还是突扩管道,与前行俄罗斯油后行大庆油的输送方式相比,采用前行大庆油后行俄罗斯油的输送方式形成的混油段都较长,且突扩管段连接处和上游轴向各截面的平均混油比例波动较大。

冷热油交替顺序输送中热力问题分析

针对冷热油交替顺序输送过程中的热力问题进行了分析,指出了文献[1]引用的边界条件存在的问题和与实际情况存在的差异。在对边界条件和相关公式进行修正后,得出了与文献[1]不同的计算结果,并在东营-滨州管道投产各项测试数据分析的基础上,给予进一步论证。今后若采用俄油与大庆油冷热交替输送,仍以文献[1]中表明的7天为一个循环,则每个循环中俄油不加热输送时间必须缩短,即对冷油提前加热,以恢复温度场,确保高凝点的大庆原油以33℃安全温度进站。

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。

原油长输管道顺序输送动态传热特性研究

长输管道冷热原油顺序输送是为了使冷油通过后热油也能安全地通过管道输送进站,因此对于周围环境的土壤温度场具有严格的要求。以传热学和流体动力学理论为指导,建立长输管道中的流体流动与传热的基本模型,再利用数值模拟,对长输管道冷热原油顺序输送时不同轴向位置的土壤温度场和轴向油温间的对应关系进行相关拟合研究。结果表明:当管道输送的原油量较小时,输送距离超过相关值后,管道沿线不同位置的温度近似保持一定值;而当管道冷热原油顺序输送时,由于油温不断交替变化,使得管道内油温及周围环境的土壤温度场随之不断周期性变化,但会发生空间滞后性,并且在输送热油时,由于管道受之前运送冷油的温度影响,热油头进站温度达到最低值,这是在编制安全运行方案时应重点考虑的因素之一。

原油长输管道顺序输送动态传热特性研究

在原油输送的过程中想要保证冷热原油安全输送到目标地点,那么就必须按照先冷油后热油的顺序输送,由此可见冷热原油输送顺序十分重要。这一点也对管道周围温度有着较高的要求。基于此本文具体分析冷人原油输送过程中距离、管道轴向温度、土壤温度等环节,描述原油长输管道顺序输送的动态传热特性。以此为依据,为原油输送的安全性奠定良好的基础。

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。

湛茂输油管道混油数值模拟研究

用同一管道输送不同种类的原油又不允许互相混合输送时,就需要用到顺序输送。不同种类的油品在同一管道内顺序输送过程中,难免会发生混油现象,对混油段的跟踪、混油量的控制是顺序输送管道运行的重要问题。针对湛茂输油管道,利用Fluent软件建立了原油顺序输送管道混油的数学模型,对水平管、弯管工况下的混油特性进行了数值研究。文章中分析了输送次序、重力、管径及流速因素对混油的影响,以便为混油的检测和处理提供理论依据。

我国油气储运相关技术研究新进展

石油、天然气是现阶段工业发展过程中十分重要的资源,但这两种能源均属于易燃易爆物质,因此,油气储运过程中尤其要注意,一旦出现问题很容易导致火灾或者爆炸的安全事故,严重危害沿线居民的生命财产安全。文章就现阶段我国油气储运的一些新的技术成果进行简单的研究分析。