热油管道防腐层大修期间热力参数的数值模拟研究

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5、回填不同阶段管道沿线原油和土壤温度变化。根据温度模拟结果，可以确定大修期间开挖站间的最大允许开挖长度。利用所编计算程序对2006年铁秦输油管道葫芦岛－绥中站间防腐层大修期间运行工况的模拟结果显示，进站油温平均计算偏差低于1.0℃。若考虑防腐层大修期间管沟积水的影响，铁秦输油管道葫芦岛－绥中站间7月份最大开挖长度不超过1.0km；若不考虑，该站间7月份最大开挖长度不能超过6.0km。本研究为制定东北管网防腐层大修期间合理的管道运行方案提供了理论依据。关键词：热油管道防腐层大修开挖回填有限容积法数值模拟前言我国东北管网始建于上个世纪七十年代，已运行三十多年，为保证

6、管道的安全运行，自2005年开始，东北管网进行了有计划的防腐层大修。大修期间，需要对管道进行开挖，从而导致了管道输油工况的恶化。黄金萍[1]根据对大修期间埋地管道土壤热力条件的初步分析，提出了改善管道热力条件的措施，但所作分析基于管道运行经验。为制定合理的大修期间运行方案，仍需从理论方面对防腐层大修期间管道热力参数变化进行分析，目前并未见有对该问题研究的文献。防腐层大修期间，开挖段原油直接向大气散热，温降速率增大，站间原油温度分布随之改变；开挖段回填后，开挖段原油向土壤散热，温降速率减小，随着回填土壤温度场的恢复，站间原油温度分布发生改变，即开挖回填期间管内原

7、油处于典型的不稳定传热状态。大修结束后，回填土壤温度场逐渐恢复，恢复过程受管道散热和环境条件变化共同作用。从管道开挖到回填土壤温度场恢复稳定，管内原油的散热处于不稳定状态，散热量增多。由于防腐层大修持续时间长（每2km大修段施工时间一般在30d左右），大修期间发生气候条件变化（寒流、突降暴雨等）时，开挖段向外界散热速率变大，散热量增多，进而影响到全线输油工况的变化。因此大修期间若有气温突降、管沟积水等意外因素，开挖管段大幅散热将导致管道输送安全性下降。可见，在防腐层大修期间，现有基于稳态运行的管理经验和研究成果[2-7]已不完全适用。本文研究者通过对开挖回填管

8、道热力状态变化的分析，建立了适用于开挖