含蜡热油管道结蜡厚度计算.pdf

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1、2010正管技木5设备2010第5期PipelineTechniqueandEquipmentNo．5含蜡热油管道结蜡厚度计算王伟强，贺相军，杜茂敏，郭秀丽(1．中石大工程设计有限公司，山东东营257061；2．海洋石油工程股份有限公司，天津300451；3．中国石油天然气管道工程公司天津分公司，天津300280)摘要：结蜡是影响热油管道安全、经济运行的重要因素。管线结蜡厚度可以根据管道的运行参数反算，文中为此设计了计算模型，可以准确快捷地计算出管道的结蜡厚度，为管道的安全、经济运行提供了依据。关键词：含蜡原油；结蜡厚度；热油管道中图分类号：TE832文献标

2、识码：A文章编号：1004—9614(2010)05—0012—02CalculationofWaxDepositThicknessofHeatedWaxyCrudeOilPipelinesWANGWei—qiang，HEXiang-jun。，DUMao．rain，GUOXiu．1i(1．UPCDesignInstituteCo．，Ltd．，Dongying257061，China；2．OfshoreOilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300451，China；3．ChinaPetroleumPipelineEngineeringCo

3、rporationTianjinBranch，Tianjin300280，China)Abstract：Waxdepositistheimportantfactorthataffectsthesafeandeconomicoperationofthehotoilpipeline．Thewaxdepositthicknessonthewallofthepipelinecanbecalculatedaccordingtotheoperationaldata．Accordingtotheme~od，acom-putationalpro~amismade，withw

4、hichthewaxdepositthicknesscanbecalculatedquickly．Itprovidesasafeandeconomicoper-ationbasisforhotoilpipeline．Keywords：waxycrudeoil；waxdepositthickenss；hotoilpipeline0引言时可以按牛顿流体计算；析蜡点后，开始流体仍呈现结蜡是影响热油管道安全、经济运行的重要因牛顿流体特性，但随着温度的进一步降低，流体会呈素。当含蜡热油管道中的油温低于原油析蜡点温度现非牛顿流体特性(该点称反常点)，工程上计算时多时，管

5、道内壁会产生结蜡现象。由于结蜡使得有效管采用幂律流体计算。径减小，导致管道沿程摩阻加大，增加了动力费用。1．1沿程摩阻计算当结蜡到一定程度时就需要清管，结蜡厚度是确定清热油管道的摩阻计算，文献[1]采用式(1)计算：管周期的一个决定性因素。n一1，h=卢(1)对于一条运行中的热油管道，油品性质、压降、温度等运行参数以及环境参数都可以得到。根据这些式中：h为管道沿程摩阻，m；／3为系数，s2／m，层流取参数进行反算就成为确定结蜡厚度的一个简单易行4．15，紊流取0．0246；m为系数，层流取1，紊流取0．25；的计算方法。Q为管道体积流量，m。／s；D为管道内

6、径，m；i为油品1计算模型平均温度下的运动黏度，m／s；Z为管道长度，m．在热油管道中，原油刚刚出站时通常温度较高，可以利用式(1)计算牛顿流体的沿程摩阻。原油呈牛顿流体。随着温度的降低，当油温低于原油对于非牛顿流体，层流时沿程摩阻计算采用圆管析蜡点时，蜡晶开始析出，管壁开始结蜡。根据析蜡内幂律流体的压降计算公式J：点的位置可以把整条管道分成两个部分：析蜡点前和P=(l)J“(IJ析蜡点后。式中：P为管道压降，Pa；L为管道长度，m；K为稠度系在析蜡点前，管内原油呈现牛顿流体特性，计算数；n为流变指数；为流体平均流速，m／s．收稿日期：2009—10—21收

7、修改稿日期：2010—04—18非牛顿流体紊流时的摩阻计算方法远不如层流第5期王伟强等：含蜡热油管道结蜡厚度计算13的成熟。通常采用达西公式计算摩阻。JD(1o)要判断流体的流态首先要计算雷诺数，对于非牛式中：JD∞为20℃时原油密度，kg／m；为系数。顿流体，雷诺数的计算公式为式(3)：780kg／m≤P2o<860kg／m时，Ot=(3．083—稃pDnv2)-n㈩2．638X10P20)×10。；860kg／m≤

8、lD加≤960kg／m时，Ot=(2．513—1．975X10P20)X10。式中：为非牛顿流体在管道中的雷诺数；p为原油1．5原油黏度密度

9、，kg／m．原油的动力黏度采用文献[3]中的公式计算