燃料的热价对架空原油管道泡沫保温层厚度的影响

在热输原油管道上,保温是节能的手段之一。在长输管道中,必须的架空管段是热损失最严重之处,当采用了聚氨酯硬质泡沫保温层后,可以节约大量的热能。在计算保温层厚度时,既要考虑保温层造价、施工费用又要满足热损失最低的原则。同时,对于燃料的热价(既原油价格)也是需要考虑的因素之一。就原油的价格有如下几种:计划     

长距离地上输油管道保温层厚度设计

科学设计管道保温层厚度,既能保障原油正常输送,也能做到成本有效控制.建立了长距离地上管道保温层设计的传热有限元模型,考虑了管道及保温层内外膜阻、外部空气对流换热及管道与保温层传热的综合作用.以管道出口温度为目标迭代求解管道保温层的最小厚度,讨论了保温层导热系数、管径和管道流量3个因素对保温层厚度的影响.结果表明,原油内摩擦产生的热量能够小幅提高原油输送温度;保温层导热系数的增加主要影响管道的热传导性能;管径的增加则加强了对流散热而降低了流体内摩擦做功产热,对隔热层设计影响较大;而输送流量增加则减少原油与管壁的传热时间,流速增加也增加了流体内摩擦做功产热,可以有效降低保温层厚度需求.在工程实践中,应综合考量保温层导热系数、管径和管道流量的设计,平衡三者与热传导和热对流之间的关系.     

埋地原油集输管道保温层厚度优化设计

以年总工作费用为优化目标,建立了埋地原油集输管道保温层厚度优化设计数学模型,编制了优化设计软件.对大庆采油五厂的一条埋地输油管道保温层厚度进行了优化设计,并将优化设计结果与运行现状的测试结果进行了对比分析.提出了在确定埋地热油管道保温层厚度时,必须考虑保温年折旧费用、年热力费用及年动力费用.     

埋地管道模注泡沫保温的效益及施工方法

原油长输管道浅埋及低洼段的热能损失较大,采用聚氨酯硬质泡沫保温层效果良好(其保温效率达86.3％)。文中介绍了管道热损失的测试方法、摸注泡沫保温结构及其施工方法、以及该保温层的经济效益。并对经济保温层厚度和保温地段的选取分别作了阐述。对保温施工中出现的问题也提出了解决办法。     

临济复线原油管道能耗分析与计算

对拟建的临济复线原油管道进行了能耗分析与计算 ,得出了聚氨酯泡沫塑料在现有土质及埋地湿度较大条件下的传热系数和实际有效厚度 ,以及埋地输油管道保温与不保温的实际能耗值 ,并对其能耗值进行了经济分析。分析结果表明 ,敷设保温管道的综合经济效益优于非保温管道 ,且生产安全性较强     

炼厂内高温管道保温层的优化设计

为减少能源损失,满足生产工艺需要,炼厂内的大量管道都包覆了保温层。确定保温材料与保温层经济厚度是降低管道运行成本的重要问题,针对炼厂内的高温架空管道,建立了以保温层厚度为决策变量,外表面温度及保温效率为约束条件,年管道总费用最小为目标的管道保温层优化配置模型。以华南地区某炼油厂一条保温管道为例进行了优化研究,优选出年热力费用与投资费用总和最小的保温材料仍为现有材料岩棉,但确定的经济厚度为120 mm,较原来的150 mm厚度减少30 mm。基于不同外表面温度下保温层厚度与散热量的关系,以及不同材料的保温层厚度与保温效率的关系,可根据管道运行实际情况及保温材料类型,设定适宜的最高表面温度和保温效率进行计算,从而得到最适宜的保温层。     

LNG管输优化的经济数学模型

LNG是一种多组分混合物,外界环境的漏热会引发诸多问题,影响管输的安全性和经济性。了解漏热状态下LNG蒸发率和压力的变化规律,对LNG管道设计和管理具有重要的理论意义。基于LNG管道输送过程中保温层厚度、LNG气化率、管道壁厚之间的变化规律,采取冷态输送法,通过采用合理的保温层厚度控制LNG的蒸发,从而使管内压力升高,以此推动LNG向前流动,从而优化管输工艺。建立了LNG管输优化的经济数学模型,计算获得系统的最佳气化率以及最佳管壁和保温层厚度,从而优化了管输系统的经济费用。实例计算验证了该模型和计算程序的工程应用价值。     

管道保温层的受湿危害

为了完成管输任务,提高管道运行的经济效益,设计者是根据允许的热损失来求取保温层厚度。有时要进一步根据能量的价格,施工费用,投产回收的年限,油品的物性,伴输水的比例,保温材料的干态性能等因素求取最佳的厚度。若保温层一经受湿,它就失去了干态时的优良性能,这时热损失就要增加,管道的运行就要偏离最佳工况。因此,设计良好的防湿护层及维护好保温层使不受湿是非常重要的。     

考虑货币时间价值计算热输管道最优保温层厚度

货币存在着时间价值,在热油输送管道保温层厚度的设计计算中,为考虑货币时间价值对最优保温层厚度的影响,而将基准贴现率引入热油管道最优保温层厚度的计算公式中,导出了考虑货币时间价值动态最优保温层厚度的计算式。文中对应用公式选择最佳保温材料作了介绍,并将货币时间价值对热输管道最优保温层厚度的影响进行了相应的分析和讨论,指出在确定热油管道的最优保温层厚度时,一般应以“动态”公式作为计算的依据。     

马惠宁管道节能技术研究

通过对马惠宁线管输原油降低综合处理温度的试验研究,探讨了管输原油降低综合处理温度后管道来油物性、管输流量、停输再启动、管道热洗清管周期对管道运行的影响.室内及现场试验的研究结果表明,马惠宁线管输原油降低综合处理温度试验前、后的原油低温度流动性基本相同,原油综合处理温度降低到75℃的运行工艺是可行的,并对降低综合处理温度后的运行工艺进行了经济分析.     

深水采油树输油管道保温设计

针对1 500m水深、温度等级U级、设计压力69 MPa的采油树输油管道,利用有限元方法计算在不采取保温措施的情况下,管道中心原油温度在1h内降低了41.73％.对输油管道分别进行单、双层保温结构设计,并对保温效果和保温材料单位体积总费用进行计算,结果表明：在其他条件相同的情况下,采取单、双层保温措施后管内中心原油温度分别降低0.79％和0.25％;相对单层保温,单位长度双层保温管道保温材料用量多0.072 534m^3,但每年节省保温材料及散热损失费用3.022元/m,故双层保温更经济.（图7,参10）     

油罐冬季不加热运行的热力计算

鄯善外运油库原油罐热力系统冬季运行期间暴露了两个问题。一是水击严惩,影响油罐的运行安全;二是油罐冬季非运行期间油温过高,造成能源浪费。为妥善解决这些问题,对油罐的保温性能进行了分析,同时对油罐的伴热系统进行了热力计算。计算结果对油罐冬季退出热力运行提供了理论依据。经济分析结果表明,油罐热力系统冬季退出运行后,原油输送成本降低,节能降耗效果显著。     

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。     

含蜡原油浮动清蜡输送工艺

对于在役且输油量低于设计输量的含蜡输油管道，为充分利用结蜡层的保温效果来调节油电消耗的比例，提出了含蜡原油浮动清管输送工艺。通过对含蜡层保温作用的计算及浮动清蜡器的初步设计，给出了浮动清蜡工艺输送的必要条件，分析了浮动清管输送工艺的安全性。计算结果表明，该输送工艺可达到降低输油成本的目标。     

带伴热管的埋地管道土壤温度场数值模拟

分析了带伴热管的寒区埋地管道的几何特性,建立了数学模型。采用有限单元法对管道周围土壤的二维非稳态温度场和热流密度场进行了数值计算,并对输油管与伴热管上部未设保温板的工况进行了计算。对改变保温板的宽度与厚度工况进行了计算,得到了各自的土壤温度场和热流密度场的分布。     

寒冷地区输气管道站场保温设置模拟

中国寒冷地区输气管道站场日益增多,但对站场保温设置的重要性认识不足。为了保障站场运行安全,节约运行成本,开展了站场保温设置原则及必要性研究。通过模拟保温对停输管道温降的影响,分析了保温设置对维持管壁温度的效果;通过模拟保温对站内热损失的影响,分析了保温设置对节约运行成本的效果。研究结果表明:设置保温对维持停输后管壁温度、降低站内温降损失效果显著。提出以下原则:根据达到设计输量年限确定站场是否设置保温;加热设备选型需要充分考虑站内温降等工艺参数。该研究成果已在中国东北地区哈沈线、中俄东线等工程中应用,并可进一步指导后续同类工程的建设。     

铁大输油管道热力系统测试与分析

热油管道的加热费用占管道总能耗的比重较大,热输原油管道因加热所耗原油占管输原油的１％～３％左右。在管道运行中,减少热能损失对输油成本最小晔、提高经济效益影响重大。以铁在输油管道为例,详细地分析了在较低输量下热力系统的运行状况,找出了影响热力系统最优化运行的主要因素,并提出了改进建议。     

计算埋地管道经济保温厚度的一个新模型

以保温工程投资、动力消耗和热力消耗等三项费用的终值费用之和为目标函数,建立了计算埋地热油输送管道经济保温厚度的一个新的数学模型。该模型比较全面地考虑了油品性质、管道埋深、进站温度和资金的时间价值等影响因素。实例计算表明,管道埋地深度对经济保温厚度有着明显的影响,在进行保温设计时,必须考虑管道埋深的影响。对于小口径、长距离、大输量的管道,应该考虑动力损耗对经济保温厚度的影响。     

管道双层保温经济厚度存在性分析及计算

为了弥被补单一保温材料在抗压强度，耐高温性能，稳定性和防水性等方面的缺陷，双层保温较管普遍地被应用到输油和热力管道上。在稳定传热的前提下，运用数学分析方法，按最优经济条件，即保温材料投资年分摊费用与保温后管道热损失费用之和最小的原则，对管道双层保温经济厚度存在的条件展开讨论。提出了当第一层采用保温效果好但价格贵的保温材料，而第二层采用保温效果差价格便宜的保温材料时，双层保温经济厚度存在的必要条件是     

稠油输送管道掺0#柴油运行费用优化

以两站间密闭稠油掺0#柴油集输管道为研究对象,建立数学模型,对管道总运行费用中的变量进行优化计算,讨论掺入不同比例0#柴油对管道运行费用的影响。稠油添加0#柴油后,管输摩阻损失降低,所需泵扬程及耗电量减少。当设定进、出站油温时,影响稠油管输费用的因素包括添加0#柴油原料费及泵的电费,而0#柴油原料费起决定性作用。以某混合稠油掺0#柴油管道为例,计算0#柴油不同掺混比例下的运行工况和费用,经对比分析,确定了经济输油方案。（表4,图1,参7）