热油管道启输投产热力计算

对国内外热油管道启输投产技术现状进行了总结,在此基础上推导出描述热油管道启输投产预热过程的热力计算数学模型,并编制了计算软件,给出了计算实例并对算例进行了分析。实践证明,根据蓄热量相等原理来确定热油管道投油时间既科学又准确,可为热油管道安全、经济启输投产提供保障。

热油管道停输数值模拟

合理进行热油管道停输后的温度计算,模拟原油的凝固过程,有利于热油管道安全停输时间和再启动方案的确定。针对加热原油管道停输后油品物性、管道及周围介质的相互关系及其不稳定传热问题,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化,以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行处理,构造出问题的差分方程。运用所提出的方法,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算,与实测数据和文献中的计算方法相比,计算结果更符合实际情况。

加热原油管道停输热力计算

在加热原油管道停输过程中 ,油品温度下降 ,粘度上升 ,有时甚至出现冻管事故 ,常常给再启动带来困难。合理地进行热油管道停输后的温度计算 ,模拟原油的凝固过程 ,有利于确定安全停输时间 ,制订再启动方案。针对加热原油管道停输后油品、管道及周围介质的相互关系和它们的不稳定传热 ,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行了处理 ,并构造出问题的差分方程。通过数值计算分析管道停输后油品冷却和冷凝规律 ,运用文中所提出的方法 ,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算 ,与实测数据和文献中计算方法相比 。

永冻区埋地热油管道热力计算

埋地热油管道通过永冻地带时 ,会导致土壤解冻 ,进而导致管道沉陷和土壤物性参数变化。分析管道周围土壤融化圈变化对管道系统的设计、施工和管理是必需的。考虑热油管道对其周围土壤的影响和半无穷大土壤的传热 ,提出了描述永冻地区土壤融化圈变化的数学模型。通过一定的数学处理得到了计算融化圈的特征线方程 ,并采用差分法进行求解特征线方程 ,获得了满意的结果。计算分析表明 ,这一方法是可行的。

埋地热油输送管道的经济管径计算模型

考虑了输送温度对油品粘度的影响以及油品粘度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、保温投资的年分摊费用、管道年维护费用、年动力消耗费用和年热力消耗费用之和为目标函数,给出了埋地热油管道经济管径的完整计算模型。该模型能自动满足管道的沿程温降约束条件,适用于不同粘温特性的原油、不同保温材料和不同埋地深度的管道。采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了算例计算,结果表明,该模型能较好地反映各种因素对经济管径的影响,可为埋地热油管道的优化工艺设计提供理论依据。

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中，当其输送工况变化后，管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏，油温及土壤温度将重新分布。因而，研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法（保角变换、拉普拉斯变换等）对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析，得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。