Numerical Study and Economy Analysis of Two Heated Crude Oil Pipelines Laid in One Ditch

In this paper,the transportation economy of two heated crude oil pipelines laid in one ditch is analyzed by taking into account the influence of operating temperature,interval between two pipelines,and distance between two heating stations on the heating energy consumption.To analyze the transportation economy,the two heated crude oil pipelines laid in one ditch are simulated under four operating conditions based on an unstructured finite volume method.Compared with laying two crude oil pipelines separately in two ditches,the results attest notably higher soil temperature,meaning reduced heat dissipation of each pipeline by laying two pipelines in one ditch.It is inferred that for the same desired oil temperature at the inlet of the next heating station,laying two pipelines in one ditch requires lower oil temperature at the outlet of heating station,indicating decreased energy cost at the heating station and improved transportation economy.Then economy analysis of four configurations of laying two pipelines in one ditch is performed.By comparing the results of four conditions,the interval between two pipelines of 1.2 m is found to save the energy most efficiently,which is as large as 26.6%compared with that of laying two pipelines in two separate ditches.In addition,narrowing the pipeline interval and extending the distance between heating stations is beneficial to save heating energy.This study is expected to provide valuable guidance for operation optimization of heated crude oil pipelines.

Thermo-Hydraulic Characteristics of Non-Isothermal Batch Transportation Pipeline System with Different Inlet Oil Temperature

The batch transportation process of several kinds of crude oil is accomplished by an entire coupled pipeline system,which exhibits complex thermo-hydraulic characteristics.Based on the coupled characteristics among soil,pipelines and devices(including pumps,heating furnaces and valves),a coupled simulation model of batch transportation for the crude oil pipeline system is established,and a novel coupled simulation algorithm is proposed.The simulation results are in good agreement with the field data of an actual crude oil pipeline system.In addition,based on the numerical simulation,thermo-hydraulic characteristics of pipeline system are investigated,and some new thermo-hydraulic characteristics are obtained.In the batch transportation process with constant flowrate,the change trends of temperature at the outlet of each pipeline segment are hysteretic and the change ranges of temperature become small along mileage.And the adjustment of devices influences thermohydraulic characteristics to some extent.In the batch transportation process with variable flowrate,the complex thermo-hydraulic characteristics are exhibited,which are induced by the comprehensive influence of the changes of oil type,flowrate and absorbed/released heat.Compared with the transportation process with constant flowrate,the high-viscosity oil exhibits similar minimum temperature and lower maximum pressure in the transportation process with variable flowrate,which means that the higher transportation safety of pipeline system is obtained.This study can provide a scientific reference for making the safer batch transportation scheme of crude oil pipeline system.

乌东联合站原油外输方式探讨

因海拉尔油田乌东作业区产量低于乌东联合站至中一加热站输油管道设计最小输量,所以停运乌东联合站至中一加热站管道,乌东作业区净化油采用汽运至苏一联合站卸油点。但汽运费用高,工作效率低,且安全系数低。经“十四五”海拉尔油田地面系统优化调整,将乌东联合站降级为转油站运行。分析计算输送能耗后,可知管输能力完全符合要求。同时,对十年预估管输与汽运费用进行对比,表明管输费用明显低于汽运费用。

基于管道应力分析的原油输送管路布置优化

原油输送系统是海上浮式系泊和原油输送装置的核心部件,其浮筒处管路和100 m水深水下管汇管路的强度,是保证其使用寿命的主要因素。对浮筒处管路,采用专用软件应力分析方法,通过对对浮筒处原油输送系统管路进行应力分析,结合浮筒结构对管路布置的限制,保证管道强度的同时提出优化布置方案;对水下管汇处管路,通过对水下管汇所受载荷的分析,并结合管路布置的特殊性,采用强度理论公式校核和软件应力计算相结合的分析方法,根据理论公式选用管路厚度,采用管道应力分析方法校核管道强度,同时指导水下管道布置并优化管支架设置。

东部原油管网能耗问题分析

针对目前东部原油管网存在的加热炉效率偏低、泵节流过大、能耗数据上传受限、动火和内检测作业频繁等问题,分析了东部原油管网的主要能耗设备和能耗数据。根据分析结果,制定了安装变频调速电机,对设备实行单台计量,规范计量校验制度和年检制度,统筹安排内检测、动火、清管作业,降低中朝输油管道加热油消耗等整改措施。

基于Fluent的埋地原油管道泄漏事故后果分析

埋地输油管道一旦发生泄漏,一方面会造成土壤污染,另一方面当原油泄漏量过多时会上渗到地面形成油池,进而引发池火灾,对人员、环境、设备均会造成危害。为了研究埋地输油管道泄漏事故的后果,为事故救援及处理提供参考,提出了一种针对此类事故的土壤污染、池火灾后果定量分析方法。方法以Fluent软件为工具模拟原油被点燃前的泄漏扩散情况,分析原油在土壤及地面上的扩散规律及范围,并结合危害模型得到池火灾造成的热辐射危害范围。利用该方法对不同管道压力和泄漏孔径的6种工况下的事故进行了分析,结果表明,原油管道泄漏时的压力及泄漏孔径对原油扩散速度影响较大,进而影响避免事故的难易程度。

魏荆管道停输再启动困难的原因分析

近几年来魏荆管道采用了添加降凝剂的输油工艺,随着输油管道运行条件的变化,原来的输油条件已不能简单移植到新的输油工艺上。为了确定新工艺条件下管道的安全停输时间,在魏荆管道进行了停输再启动的现场试验。论述了魏荆管道停输前的准备工作、停输条件及停输再启动过程。分析了再启动过程中遇到困难的原因:(1)管道内原油不均匀,油品性质差别大;(2)管壁结蜡严重,当量管径小;(3)管道起伏大,易形成机械杂质、石蜡的沉积。针对该管道今后的运行提出了几点建议。

输油管道运行优化实用分析

基于输油工艺的实际情况,以进站油温为变量,给出了一定输量及稳态条件下密闭输送原油管道泵管耦合运行的目标函数和约束条件,应用非线性规划方法和逐站工艺计算,实施了全线运行方案的优化分析。计算结果表明,采用该方法可直接得到给定输量下管道各站泵炉的运行方式、加热温度、出站压力等运行控制参数以及包括经济指标等在内的最优运行方案,以供实际工程参考。

清管作业对低输量原油管道稳定性的影响

针对清管器在含蜡原油管道中的受力情况建立了清管模型,通过采用四阶龙格-库塔方法和VC++编制程序清管模型进行的数值计算及求解,得到了清管器在含蜡原油管道中的运行规律。根据清管作业时管道各运行参数的变化曲线,分析了清管对低输量管道运行稳定性的影响,并提出了相应的清管安全措施,为解决低输量原油管道清管时的实际问题提供了理论参考。

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。

火三含蜡原油管道初凝现象分析

通过对火三含蜡原油管道初凝现象以及对其处理过程中的运行参数进行分析,认为连续运行的管道,其下游的进站温度应控制在输送介质的凝点+3℃温度以上;间歇运行的管道,末站进站温度应达到安全停输时间的要求,以保证管道在冬季安全运行。对于含蜡原油管道的初凝现象,三个过程主导着压力、排量的变化和管道恢复正常的速度,第一是管内空隙的充装过程,第二是使末段部分低温原油屈服的过程,第三是冲刷、剥落管壁凝油层,恢复管道正常排量的过程。

管道输送原油蜡沉积速率模型研究

分别采用人工神经网络法和逐步回归分析法对原油管道蜡沉积实验数据进行分析处理,建立蜡沉积速率模型。利用建立的蜡沉积速率模型预测管道蜡沉积速率并与实际蜡沉积速率相比,结果表明,基于人工神经网络方法建立的蜡沉积速率比基于逐步回归分析法建立的蜡沉积速率精度高,但逐步回归分析法计算速度快且具有表达蜡沉积速率与其影响因素之间亲疏关系的优点,而人工神经网络方法没有此功能。综合考虑两种方法的优缺点,在建立蜡沉积速率模型时,先用逐步回归分析法对实验数据进行预处理,得出蜡沉积速率的主要影响因素,然后再把蜡沉积速率的主要影响因素作为神经元的输入,利用人工神经网络的方法建立蜡沉积速率模型。

甬沪宁原油管道运行分析与优化

以甬沪宁进口原油管道为例,对全线输油工艺进行了经济运行分析,根据分析结果,提出了实现进口原油输送优化运行的见解,以进一步提高输量,降低能耗,实现经济效益最大化。

管道输油成本及价格分析

价格作为商品价值全面的货币表现,是市场机制的中心环节,作为市场调节器,价格具有十分复杂的形态。管道输油是国民经济运输体系中的重要组成部分,为适应管道工业向市场经济转轨的新形势,构成反映管输企业经营运作特点的管道输油价格模型,对管道输油价格的职能及特点进行了阐述,重点分析了管道输油的成本与所输原油的物性、输量及管道的工程参数间的关系,并对管道输油价格模型的构成要素进行了分析。

低输量原油管道的安全性分析

根据热油管道的工作特性,分析管道输量降低时对原油管道运行参数的影响,找到低输量原油管道运行中的各项不稳定因素,并且提出安全防护的措施,以保证低输量原油管道的安全运行。

原油码头管道输送水击问题的研究与分析

原油码头卸船、原油库区装船过程当中很容易出现原油不稳定流动的现象,因此造成水击,水击对原油管道产生很严重的破坏性影响。针对大连长兴岛油船发生水击的现象进行了分析,阐述了产生水击的原因,水击的危害。提出了水击波的流速公式和不同工况时冲击压力的计算公式。最后针对工程的实际情况,从设计、施工、管理三方面提出了预防水击的措施。

原油管道热运行过程分析

由热量传递关系导出了原油管输过程各种热量计算公式,研究了输送过程原油损失热、释放热、油流摩擦热及其组成比例与输量或输送速度的关系。结果表明:油流摩擦热并非为输量增大后吨油输送耗热量降低的惟一原因,原油管中通过时间的缩短降低了输送过程单位质量沿线损失热。通过时间缩短且同时摩擦热增大的共同影响是输量增加后热经济性明显提高的主要原因。管道总损失热则与单位质量情况不完全相同,它取决于散热环境和油地温差,优化加热方案并使油地温差维持在合理水平,也可使总损失热随输量增大而有所降低。

含特殊管段的含蜡原油管道热力计算与分析

针对含蜡原油长输管道管内外情况均十分复杂的特点,详细研究了含特殊管段的含蜡原油长输管道,利用有限元法对热油管道处于不同工况下的热力模型进行了求解,并在计算过程中对特殊管段进行了巧妙的处理,最后通过算例详细分析了特殊管段对处于不同工况的原油管道热力特性的影响。结果表明,结蜡层的存在会使处于正常运行管道中的原油散热能力减弱,但却会使停输管道内的原油温降速率增大;而管道沿线浸水段的存在,不仅会使管道正常运行中末端油温偏低,还可能使管道在停输中中间浸水段的油温远远低于末端温度,严重影响对停输管道顺利再启动的判断。

管输原油交接计量影响因素分析及对策

介绍了原油管道输送中影响交接计量准确性的主要因素,对流量计、温度、压力、密度、含水等造成计量误差的主要因素进行了分析。在分析误差原因的基础上,提出了降低管输原油交接计量误差的措施。

中洛线断裂管材的机械性能分析

中洛线濮阳出站处管道发生断裂,为此进行了系列机械性能测试。单向拉伸试验结果表明,尽管管材的屈服与强度极限数值较高,但塑性较差,在应力-应变曲线中并没有表现出明显的屈服阶段,焊缝处材料明显呈现脆性。管材的冲击韧性最大值仅为50.30J/cm2,韧性较差;焊缝处韧脆转变温度在15～20℃之间,明显偏高;试样的断口和金相分析等均表明焊缝处管材具有很高的脆性。