埋地热油管道变厚度保温层的设计

根据热油管道沿线温降和摩阻损失等特点，在管道运行总费用最小原则的基础上，提出热油管道应采用全线保温层变厚度敷设，高温段的管道应敷设较厚的保温层，随着沿线温度的降低，应逐渐减小保温层的厚度，对于土壤传热系数较大的地段，应适当增加保温层的厚度。     

热油输送最优温度的计算及计算机程序

为了方便起见,现将《油气管道技术》1981年2期发表的“热油输送最优温度的计算”一文中的主要计算公式列后,并将各式中的计量单位尽量采用新计量单位。在计算动力电费和燃料费总耗中,考虑了终点与起点的高差△h=H_b-H_c的影响,略加补充和修改。但在计算最优平均输送温度T的公式时,由于是经求导运算推导的,所以对原公式的结果没有影响。     

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.     

埋地热油管道准周期运行温度研究

热油管道运行时，沿线油温受运行历史的影响。由于大气周期温度变化和管内油温的作用，管外土壤环境温度场呈准周期变化。通过对热油管道周期运行温度的计算，讨论了热油管道输油历史对周期运行温度的影响。认为热油管道出站油温变化持续时间越长，管道恢复正常运行需要的时间也越长。当管道发生事故需要确定允许停输时间时，应考虑停输前15天内管道输油参数变化的影响。     

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。     

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。     

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.     

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     

长沙地区居住建筑外墙保温层最佳厚度的研究

考虑太阳辐射对墙体传热的影响,运用P1-P2经济性模型对寿命周期内保温层最佳厚度进行了研究,并对长沙市居住建筑8个朝向和3种外表面颜色的典型外墙的保温层最佳厚度进行了计算.分析了现值因数、基层热阻和气候因素对选定的5种保温材料最佳厚度的影响,提出了根据保温材料的性价指标确定最优保温材料的方法.结果表明,膨胀聚苯乙烯由于寿命周期内的总投资现值最低,收益净现值最大,为5种保温材料中的最优材料.考虑到外墙朝向的影响,不同朝向的外墙,其保温材料宜采用不同厚度;外表面为深色的东北向外墙采用最佳厚度保温层带来的寿命周期收益最大,浅色的南墙最小.     

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.     

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。     

含蜡热油管道稳态与瞬态的温降计算

含蜡热油管道在设计及实际运行过程中,油品密度、粘度、比热容沿程随温度变化,沿线流型与流态也不断变化,这些都是计算管道温降必须考虑的因素.从能量方程出发,计入析蜡潜热的影响,推导出管道沿线流量变化不大时的瞬态温度方程,并利用三特征线方法进行求解,提高了含蜡热油管道的计算精度,并为其设计计算及仿真软件的开发提供了理论依据.     

热含蜡原油管道经济清蜡周期计算

针对热含蜡原油管道低输量下运行现状,在原有经济清蜡周期模型基础上考虑余蜡厚度的影响,建立了含清蜡周期和余蜡厚度两个自变量的最优清蜡周期模型.指出在求解出给定余蜡厚度和清蜡周期下管输油品的单位总能耗后,采用对分法计算某一余蜡厚度下的最优清蜡周期,再通过改变余蜡厚度方法,可以确定最优余蜡厚度和管道的最优清蜡周期.     

埋地热油管道经济埋深的计算模型

以埋地热油输送管道管沟开挖投资的年分摊费用和管道运行中的年热力损失费用之和作为目标函数,给出了埋地热油输送管道经济埋设深度的计算模型,模型考虑了埋设深度、保温材料、保温厚度和土壤性质对传热系数的影响。实例计算表明,传热系数随埋深的变化明显地影响着经济埋深的程度,给出的模型既较好地反映了各因素对经济埋深的影响规律,又避免了传热系数取值的盲目性,而且模型计算能够快速收敛。该模型可为热油输送管道施工的工艺优化设计提供一定的理论依据。     

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。     

用双曲正切结蜡模型计算含蜡原油管道的结蜡分布

在原油热输管道修复开挖暴露长度的计算中,应用了双曲正切结蜡模型计算管道开挖前的结蜡厚度分布。对模型的验证表明,双曲正切结蜡模型用于计算含蜡原油管道的结蜡分布是可行的,计算得到的热油管道开挖暴露长度更合理。     

长输管道泵机组优化数学模型

以动力费用最小为目标函数,建立长输热油管道全线泵机组优化数学模型,并采用两层嵌套法进行求解,用动态规划法进行优化.以某长输热油管道为例,采用所建立的数学模型设计了最优进站温度和最佳开泵方案.     

CDM模式下节能建筑保温层经济厚度的研究

在采用生命周期耗费分析法(LCCA)对建筑围护结构保温层厚度进行经济分析的过程中,考虑了环境保护因素,即参与清洁发展机制(CDM)项目合作,得出了一个简单的保温层经济厚度计算公式,并对天津地区典型建筑住宅围护结构保温层经济厚度进行了计算、分析、对比。结果表明:参与CDM的项目合作,不但可以使节能建筑的总投资费用大幅度降低,同时还可使保温指标产生质的飞跃,这对我国建筑节能发展有积极的意义。该方法对我国某些具体的节能建筑的工程设计具有参考和应用价值。     

关于节能建筑围护结构保温层厚度的思考

在对建筑围护结构保温层厚度进行经济分析的过程中,考虑了环境保护因素,即参与清洁发展机制(CDM)项目合作,得出了一个简单的保温层经济厚度计算公式,并对大连地区典型建筑住宅围护结构保温层经济厚度进行了计算、分析、对比.结果分析表明:参与CDM的项目合作,不但可以使节能建筑的总投资费用大幅度降低,同时还使保温指标也产生了质的飞跃,这对我国建筑节能发展有积极的意义.该方法对我国某些具体的节能建筑的工程设计具有参考和应用价值.     

临济管道保温层应用的可行性分析

根据临济管道的设计输量和胜利进口混合原油的物性,对管道无保温层和增设保温层两种工艺进行了综合热力计算,并结合临济管道沿途区域的地质条件,分析比较了无保温层管道与增设保温层管道所消耗的热费用、建设费用及减少的热站投资,结果表明,临济埋地原油管道增设保温层在技术上是可行的,但保温结构的选用还应综合考虑打孔盗油等人为的破坏因素.