稠油伴热管道结构参数对停输过程的影响

建立了伴热稠油管道的二维非稳态数学模型,研究了填充介质、保温层厚度及涂层发射率等结构参数对单管停输和双管停输时管内稠油温度分布的影响,进而确定不同参数条件下的安全停输时间.结果表明:单管停输时,温降幅度随填充介质传热系数增大而逐渐降低、随保温层厚度增加而先减小后增大、随涂层发射率降低而逐渐增大;双管停输时,稠油温度均随停输时间近似呈线性降低.对于伴热稠油管道,采用导热泥与涂层均能较大程度降低稠油的温降速率、温降幅度,保温层厚度宜取60 mm,其伴热效果较佳,而采用高发射率涂层可延长安全停输时间.     

考虑水分迁移的埋地管道温度场数值模拟

基于水热耦合方程提出了埋地管道周围土壤温度场的数学模型及其控制方程,利用有限元法对考虑水分影响的土壤传热问题进行了数值模拟和分析。通过与不考虑土壤含水情况的计算结果进行对比,发现靠近埋地管道区域的土壤温度梯度较大,湿土的导热系数大于干土的导热系数;土壤导热系数先随含水量的增加而增大;当达到一定含水量后,导热系数随含水量的增加而不断减小。     

海底双重保温管道传热特性研究

用瞬态法测定了使用不同年限的泡沫保温材料整管导热系数,测定结果表明,随着使用时间的延长,保温材料结构收缩,导热系数增大。通过试验确定了双重保温管道环行空间自然充换热在低Ｃｒ．Ｐｒ数下当量导热系数的６计算公式。模拟计算表明,土壤当量导热系数的取值对管道的传热计算影响不大,给出海底双重保温管道总传热系数的计算公式。     

伴热管道传热性能的有限元分析

对伴热管的伴热效果进行了有限元分析.研究结果表明,为保证伴热管的伴热效果,在伴热管施工过程中保持伴热管和工艺管的紧密接触是十分重要的,一旦伴热管和工艺管道间存在微小间隙时,伴热管的伴热效果将快速下降.     

输油管道MI电伴热优化设计与应用

在较低的温度时黏性油品的黏度较高,常温管道输送此类油品较困难,因此应对其进行伴热输送。为了解决管道黏油输送的难题,在对比矿物绝缘加热电缆法(Mineral Insulated Heating Cables,MI)、集肤效应电伴热及电热带法等现有输油管道电伴热方法的基础上,重点介绍了输油管道矿物绝缘加热电缆电伴热的组成和原理,对该技术伴热量及温控电路进行了优化设计,实现了输油管道的等温伴热输送。将该等温MI电伴热技术应用于青海唐古拉山老温泉输油管道伴热的实际工程中,结果表明:该技术具有能耗低、效率高及安全可靠等优点,易于在各类黏性油品管道输送中推广应用。     

海底管道主动伴热维温技术应用研究进展

海底管道主动伴热维温技术作为被动保温方式的补充,拟在中国海上高黏、易凝原油,深水油气开发中进行应用,中国在自主应用海底管道主动伴热维温技术方面尚处空白,需要在充分比较的基础上,吸收国内外应用案例的先进做法。通过调研分析认为:海底管道主动伴热维温技术可以适应各种水深海域,但目前的应用主要集中在属于浅水区的北海海域。电加热/伴热技术由于适应性强、热效率高,特别是间接电伴热技术,将成为取代热流体伴热的重要选择。间接电伴热技术较直接电加热技术效率高、安全稳定,可实现长期运行,更适合海上油气物流的输送。集肤效应电伴热技术作为间接电伴热技术的一种,由于其安全性强、热效率高、沿线温度分布均匀且可监控,适合用于长距离海底管道的伴热维温,是今后主要的发展方向。中国海底管道主动伴热维温技术需要在当前国家对重要装备国产化大力支持的背景下,开展横向和纵向对比,加大应用研究力度,突破接线盒处连接点的可靠性等关键问题,早日实现海底管道集肤伴热技术国产化,为中国海上油气田的可持续发展提供技术支撑。     

液氢低温输送管道环空绝热技术研究进展

【目的】液氢因其体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注,但其极低的沸点导致在输送过程中易蒸发而造成氢损失,低温绝热技术是实现液氢管道输送的关键手段。【方法】从热传递的3种方式（固体导热、气体导热、辐射换热）对管道环空间的漏热进行分析,固体导热主要来源于环空间绝热支撑结构,总结了不同类型支撑结构的导热性能;同时,维持环空间夹层真空度可以有效减少因气体导热引起的漏热。真空多层绝热材料对低温绝热技术的影响是研究热点,在此从真空多层绝热材料预测模型、绝热材料布置方式、定密度多层绝热、变密度多层绝热等方面分别进行了讨论。【结果】在保证应力强度的前提下改善支撑形状,最大限度缩短传热路径、减少支撑与内外管的接触点个数及接触面积能够有效减少支撑的漏热量。同时,加快研制低成本与高效率的吸气剂是维持真空度最直接的有效方法。真空多层绝热技术在低温设备中应用广泛,可有效减少固体导热、气体导热及辐射换热。定密度多层绝热和变密度多层绝热都存在使漏热最低的最佳层密度排布方式,且变密度多层绝热具有更好的绝热性能及重量优势。【结论】合理优化环空间几何结构与热传递方式、研制高效吸氢剂,对优化液氢低温输送管道环空绝热技术、有...     

随环境变化的土壤热波动特性研究

根据周期性变化的环境温度和土壤半无限大平壁假设,建立了土壤导热数学模型,并采用PHOENICS3.6软件求解,得出了不同温度波对土壤导热区域的影响。研究了不同频率、振幅的热波及不同物性参数的土壤对不同深度处热波响应特性的影响。指出该研究方法可以应用于冷热油交替输送管道的非稳态温度场研究。     

土壤导热系数法测定魏荆输油管道总传热系数

为优化魏荆输油管道运行方案,实现管道节能运行,根据土壤导热系数的测定原理,应用土壤导热系数测定魏荆输油管道的总传热系数,介绍了探针法测量土壤导热系数的测量原理和方法,通过对现场管道测点定位和管道埋深测量,并对现场测量数据应用数值方法进行回归,得出了魏荆输油管道总传热系数的年平均值为1.868 6 W/(m2·℃).现场测量表明,土壤导热系数法是测量埋地热油管道总传热系数的最有效方法.     

电伴热埋地天然气管道的热力计算

为有效抑制天然气管道中水合物的形成,根据流体在多层圆筒壁圆管中流动的传热学理论,综合考虑大地温度变化、天然气物性参数等多方面因素的影响,给出电伴热埋地天然气管道热力计算的数值方法与计算公式,并应用于现场计算.在气井的井口温度一定的条件下,管道缠有电伴热带的出口温度明显升高,且温度升高的最小值为3.8℃,最大值达19.8℃,计算结果与现场实测结果的相对误差小于5％,表明所推导的温降计算公式和编制的计算软件完全能够满足油田生产的要求.     

温室地埋管强化换热方案探讨及数值模拟分析

为了提高地热资源在温室供热中的利用效率,定性研究了地源热泵地埋管管内强化传热方式,针对横纹管、缩放管和波纹管为研究对象并以光滑管作参照,建立了以水为传热介质的强化传热模型,利用Fluent软件,采用simplec算法和标准k-ε模型,分析了不同的管内结构对管内传热过程的影响,并探讨其强化传热机理,从光滑管和几种强化传热管的传热特性中可得出,在研究范围内,它们的传热效果按优劣依次为横纹管、缩放管、波纹管,为温室供热地埋管的选择提供了可靠的依据。     

有渗流地埋管传热模型及快速算法

考虑地下水渗流的地埋管传热模型能更精确地描述地埋管换热的实际工况，现有的考虑渗流的地埋管传热解析模型计算繁琐耗时.提出了计算速度更快的g-函数解析解，并利用该解析解进行模拟分析. 结果表明，新的解析解在保证合理计算精度的同时，计算速度有了显著提高，钻孔壁中点温度g-函数较积分平均温度g-函数计算值偏大. 在阶跃热流作用下，地下水渗流能显著改善地埋管换热工况. 多钻孔埋管布置方式对钻孔域温度场有较大影响.     

结蜡厚度与土壤总传热系数相关性影响研究

针对铁大线低输量运行开展了管道结蜡的预测及与土壤总传热系数相关性影响研究,给出了铁大线低输量运行条件下的经济结蜡厚度以及结蜡厚度与土壤总传热系数的相关式,确定了各站间的总传热系数和管道的安全最低输量,提高了管道在综合处理工艺条件下的热力校核的准确性,为铁大线低输量运行热力系统改造节约了费用.     

恒定加热量时热油管道工作特性研究

通过对热油管道工作特性的研究,发现在加热站加热量恒定时热油管道存在临界输量,当输量小于临界输量时,管道运行将进入不稳定工作区。对恒定加热量管道临界输量的影响因素进行了分析,指出总传热系数降低、加热量的增大和加热站上游来油进站温度升高都将使恒定加热量管道临界输量降低。     

无机传热原油加热炉技术研究

介绍了无机传热技术在原油加热炉上的应用及无机传热原油加热炉的原理和技术特点.与直接炉和热媒炉相比,具有整体加热装置简单、运行安全可靠性高、抗腐蚀防结垢、维修费用低的优点,在实际应用中取得了良好的经济效益.     

车载油罐热管式原油加温装置的研制与应用

在寒冷地区冬季，油田原油在拉运过程中不易卸油，利用发动机尾气余热作为热源，采用高效传热的热管作为传热元件制造原油加温装置，在车辆行驶过程中，间接加热罐内油品，通过对有内热源的车载油罐的传热分析，建立数学模型、求解微分方程，得到罐内油品随时间变化的计算公式，由运行实测值与理论计算结果的对比分析得出，该加热装置的采用可有效地防止罐内油品的凝固，既节省了能源，又提高了运输效率。     

杉木积成材的热压传热特性

采用热电偶测温仪测量了杉木积成材热压过程中板坯芯层温度的变化规律,探讨了杉木积成材的热压传热特性.结果表明:在杉木积成材的热压制板过程中,木束条的形态对其热压过程中热量的传递影响很小;板材的密度对其热压过程的传热有较大影响,密度越大板坯内部的传热速度越小;板材的厚度对其热压过程中的传热有显著影响,板材越薄其升温速度越快,越厚保持恒温阶段的时间越长;板坯的含水率对其热压过程初期的传热有影响,后期的影响极小;热压温度对板材热压过程中的传热影响显著,热压温度越高升温速度越快;热压压力越高,板坯中心层的升温速度越快,但是压力越大,蒸汽排出的阻力随之加大.     

新型农村地源热泵地埋管换热器的传热模拟

[目的]更好地模拟地源热泵地埋换热器的换热状况。[方法]介绍了3种地源热泵地埋管换热器的传热模型(线热源模型、圆柱热源模型和Eskilson模型),以宁波市鄞州区冬天供热为例,选择适当的传热模型进行数据模拟,得出了地埋管周围土壤温度场分布。[结果]地源热泵系统连续运行一段时间后,地埋管周围半径为0.8 m的范围内温度场会呈现强烈的变化,该区域以外的地方温度变化越来越小,直至接近于土壤的原始温度;浅层地表土壤原始温度场分布与深度呈指数关系,当深度达到一定程度后,土壤基本上维持恒温状态,比当地年平均气温高1~2℃。[结论]该研究为新型农村地源热泵中央空调工程设计和运行提供了理论参考。     

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。