基于SPS的冷热油交替输送管道安全边界与运行方案制定

在对东临复线历史运行数据进行分析的基础上,基于SPS仿真软件建立了冷热油交替输送的管线模型,并应用该模型模拟了管道在不同季节的输送方案,同时通过将模拟结果与现场工况进行对比,验证了模型具有的准确性。然后,对管道进行了运行方案的优化,同时结合管道的实际情况确定了管道的安全边界条件,保证了管道正常运行的安全性及经济性。

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。

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.

冷热原油交替顺序输送中加热时机的经济比选

冷热原油交替顺序输送是原油输送领域的新工艺,其中确定经济加热方案是工程应用的关键技术之一。建立了冷热油交替输送管道的水力、热力计算模型,用有限容积法和热力特征线法对非稳态热力、水力耦合问题进行求解,并用国内某原油管道现场实测数据对程序进行了检验。基于加热能耗最小,建立了加热方式经济比选的计算模型。数值模拟了不同的加热方案,计算了低凝油不同加热时机的加热能耗。结果表明:对低凝油油尾提前适当时间加热可大大节省加热能耗;加热能耗随加热时机的延长先下降后上升,最佳加热时机约为10%。

冷热原油交替输送停输再启动研究

建立了冷热原油交替输送停输再启动过程的数学模型,采用有限差分法和有限容积法相结合的研究方法对其复杂的停输再启动过程进行数值模拟,所编制的软件能计算管道再启动站间的温度、压力和流量的恢复过程,考察了停输时机对停输再启动过程的影响。研究成果可为冷热原油交替输送管道安全停输时间的确定提供技术支持。

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。

冷热油交替输送热力快速计算研究

本文将基于贴体坐标的非稳态导热POD低阶模型应用于冷热油交替输送热力快速计算中,并且详细介绍了POD低阶模型的实施方案。在低阶模型的求解过程中针对管道热力影响区域内各部分导热系数相差达到300倍左右,文中采用更符合基函数空间导数物理意义的离散格式代替传统的中心差分格式来对其进行离散。在本文的算例中POD低阶模型平均计算误差不超过0.35℃,计算速度为传统的有限容积法的260倍左右。

西部原油管道多品种原油安全高效输送技术

从乌鲁木齐到兰州、全长1 838 km的西部原油管道是我国西部石油输送战略通道。该管道建设和运行过程中遇到了一系列严峻的技术挑战,包括管输原油品种多、物性差异大且不确定性强,原油管道与成品油管道长距离同沟敷设带来两管间的热力影响,以及采用顺序输送、冷热油交替输送、含蜡原油常态化间歇输送等几乎所有的原油管道复杂运行方式。通过技术创新,成功地解决了上述技术难题,形成了多品种原油加剂改性顺序输送、长距离管道冷热油交替输送、长距离顺序输送含蜡原油管道间歇输送、同沟敷设管道热力影响数值模拟、含蜡原油管道停输凝管概率评价方法等输油新技术成果。2007年管道投产以来,这些成果的综合应用满足了各种复杂输送任务的要求,确保了管道安全、高效、灵活运行。