埋地热油管道预热过程周围土壤温度场蓄热量计算

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1、第41卷第12期当代化工Vo1．41．No．122012年12月ContemporaryChemicalIndustryDecember，2012埋地热油管道预热过程周围土壤温度场蓄热量计算李少华，尚增辉，公茂柱，王洪亮，叶昆(中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北沧州062550)摘要：采用原油参数模拟了热油管道预热的热力过程，建立了相应的热力计算模型，并利用有限体积法对东北地区输送大庆原油某管线的预热过程进行了数值模拟，计算得出了预热完成后土壤的蓄热量。对预热过程土壤温度场的变化规律进行了描述。关键词：预热；土壤温度场；埋地管道；原油中图分

2、类号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2012)12—1412—03CalculationofHeatShortageCapacityofSoilTemperatureFieldAroundthePipelineinthePreheatingProcessofUndergroundOilPipelinesLIShao—hua，SHANGZeng-hui，GONGMao-zhu，WANGHong—liang，YEKun(CPEHuabeiCompany，HebeiCangzhou062550，China)Abstract：Thethe

3、rmalprocessinthepreheatingofpipelineswassimulatedwithcrudeoilparameters．andthecorrespondingthermodvrnamiccalculationmodelwasestablished．AndfinitevolumemethodwasutilizedtosimulatepreheatingprocessofaChina'sNortheastcrudeoilpipelinewhichtransportsDaqingoil，andthesoilheatstoragecapa

4、citywascalculated．Atlastthechangeruleofsoiltemperaturefieldinthepreheatingprocesswasdescribed．Keywords：Preheating；Soiltemperaturefield；Undergroundpipeline；Crudeoil当加热原油进入温度等于埋深处自然地温的冷建立数学管路中时，原油与管壁和周围土壤的温差很大，冷管路及周围土壤将从初始的油流中吸收大量的热量，使热油温度急剧下降。由于土壤导热系数小和热容量大的特点，土壤温度场达到稳定需要很长一段时间，在此

5、过程中土壤将大量蓄热。本文采用原油参数进行模拟预热过程的热力计算‘，当模拟预热流体的进站温度和水力条件满足启输条件时，记录下相应的土壤蓄热量。写作该文的目地以期对原油管道启输时的热水预热和冷热原油交替输送的图1埋地管道物理模型Fig．1Theburiedpipelinesphysicalmodel预热提供参考。采用二维导热偏微分方程对原油管道在土壤1热力计算模型’『．中的传热进行描述。土壤的导热方程为：埋地管道散热的物理模型如图1所示，为了简=化计算，做如下假设：忽略油品温度沿径向的变化，[学)即认为同一时刻在管道的同一横截面上油温相同；当=R时，边界条

6、件为：由哥钢管的导热系数较大，进行传热计算时可忽略：一(一)．壁厚；在以管截面为中心圆截面上，沿圆周各个方向的散热量相等；在管路周围存在矩形热影响区当Y=H。时，边界条件为：域，在热影响区域内土壤温度受热油管道的影响；未启动时，管道初始温度为埋深处土壤地温。由此=-O{k(一)收稿日期：2012-07—28作者简介：李少华(1983一)，男，山东聊城人，助理工程师，工学硕士，2011年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业。E-mail：]sh∞hua2OO8@126．com。