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.     

埋地热油管道非稳态传热的环道试验

借助大型埋地工业试验环道,模拟生产管道的投产预热和停输再启动过程,开展埋地热油管道传热规律的试验研究,从蓄热量、等温线等角度对土壤温度场的建立以及停输再启动后土壤温度场的恢复时间等问题进行了关联分析。研究表明:埋地管道的预热过程,投油7 d后,管外土壤等温线形态固定,但温度值随着时间的延长逐渐上移增大;投油10 d后,等温线呈椭圆形分布于管道周围,水平方向半径为1.2 m,垂直方向半径为0.9 m;在距离管壁1.4～2.0 m的范围内,土壤温度浮动较小。对于计划停输,再启动后的前3 h,土壤蓄热量的增长速率最大,需要保持原油温度的稳定,在再启动后的前10 h内,尽量减少工况变动,以利于土壤温度场的恢复。     

海底管道正向预热时机分析

输送高凝点原油的海底管道在预热投产或停输再启动过程中,预热时机作为管道温度场预热充分的“显性”标志,具有重要意义。针对海底掩埋保温管道,建立了正向预热一投油计算模型,以某海底管道为对象,研究其在预热一投油过程中沿线温度的瞬变过程,并对预热时机的选取及影响因素进行探讨。结果表明：在管道投油一稳定瞬变过程中,最低油温出现在管道终点,故只要管道出口温度满足安全流动的需要,即可确保整条管道的油温处于流动安全允许范围内;预热时机取“终点水温=凝点”时,可以满足原油安全流动的温度要求,并且适用于不同热水流量和投油流量工况,推荐工程采用。（图6,参11）     

埋地热油管道正反输送非稳态热力计算

通过对国内外埋地热油管道非稳态热力计算文献进行总结,分析了埋地热油管道正反输非稳态热力过程,建立了数学模型,并编制了计算软件进行简化求解。通过对任京线正反输运行试验数据与软件计算结果进行比较,验证了数学模型的正确性与计算软件的可靠性,并以任京线为例,计算得到了正反输过程中管道周围土壤温度场及管内原油温度的变化规律。     

埋地输油管道启输过程的传热计算

本文主要研究埋地输油管道热水单向预热过程的传热计算。埋地输油管道启输过程是三维非稳定传热问题,启输过程中管周土壤温度场的变化受管内热水温度和启输前地表面温度年波幅的影响,可将传热微分方程和边值条件线性组合成两个定解问题,用电子计算机进行数值求解,得出计算公式,以确定预热阶段管路任一点任一时刻的热水介质温度。本文建立的计算方法可用于工程计算。     

在役埋地热油管道低输量运行的经济研究

对在役埋地热油管道,当管道实际输量小于设计输量时,为妥善地解决管路沿线的能量消耗与能量供应之间的矛盾,研究一种经济上、技术上比较合理科学的运行方案,对于降低输油成本具有重要意义。建立了埋地热油管道经济计算数学模型,提出了采用方案比较法和TLNET软件相结合求解数学模型,确定了管道输量在小于设计输量下,使管道的运行费用为最小的经济运行方案,包括管道沿线运行的热泵站数、站内泵机组的组合方式、各站的进出站压力和温度、管道的小时运行费用、变频调速电机的转速及热站的热负荷等。进行了实例计算,通过与现场实际相比较,其结果令人满意。     

埋地热油管道启输热力数值模拟

在综合考虑预热介质，管道，管道覆盖层以及半无穷大土壤的情况下，提出了埋地热油管道启输传热的数学模型，并在该模型中，将土壤物性参九视为随温度变化的函数，应用保角变换将半无究大土壤区域变换成有限矩形区域。由Keller盒式积分法构造出了问题的差分格式，采用广义阻尼牛顿－拉夫逊法求解非线性差分方程组，得到了问题的数值解，并由算例验证了所述方法的正确性。     

热油管道与土壤环境间不稳定传热的耦合研究

通过对因输量、加热温度等因素引起的埋地热油管道非稳态运行过程的研究,提出了以管外壁与土壤交界处的热流量作为耦合参数的数学模型,并给出了热流量的简单有效的处理方法.以大量的算例为基础,对实际运行数据和计算结果进行了对比分析,验证了该模型及方法的合理性,其处理方法为埋地热油管道非稳态问题的研究提供了一种新的思路.     

海四联外输管道停输与不预热投产过程的研究

通过对海四联外输原油流变性的研究,建立了热油管道停输与不预热投产过程的数学模型,模拟计算了海四联外输管道停输与不预热投产过程,给出了管外土壤与管内油品的温度分布、管内压力的变化及流量的恢复过程.在模拟计算的基础上,实现了管道前半段动火停输、新建管段不预热直接投油,全线启动投产一次成功.现场实测数据与模拟计算结果基本一致.     

采用探针法测量热油管道周围土壤温度场

在热油管道预热投产和停输再启动过程中,为了保证管道安全生产,常常需要对管道周围土壤温度场进行监测。探针法具有不需要预捏测温元件、不破坏管道周围土壤的原有状态和土壤中已建立的温度场等优点,是一种方便、快捷的土壤温度场测试方法。在东黄复线、东临线和中洛线上进行的７次现场测温应用表明,该方法测试结果可靠,测温精度能够满足工程要求,不仅可用于埋地热油管道周围土壤温度场测试,也可用于输油站上管道埋深处的自然