冷热原油顺序输送过程的热力分析-论文.pdf

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1、2013年第37卷中国石油大学学报(自然科学版)Vol_37No．2第2期JournalofChinaUniversityofPetroleumApr．2013文章编号：1673—5005(2013)02-0112-07doi：10．3969／j．issn．1673-5005．2013．02．019．冷热原油顺序输送过程的热力分析李传宪，施静(中国石油大学储运与建筑工程学院，山东青岛266580)摘要：建立冷热原油顺序输送过程的数学模型，将该过程中的水力系统视为准稳态，考察非稳态的热力系统。采用有限差分法求解热力特征方程从而求得管内非稳态的油流温度，用有限元法与有限差分法求解导热方程从

2、而求得管外非稳态温度场。模拟冷热原油顺序输送过程并对模拟结果进行分析。结果表明：对周期性的冷热油顺序输送．其热力表现也呈周期性；一个输送周期中，两种油品相互取代过程的热力表现相反；交替输送冷热原油时，热油头首次到达下站进站口时的温度是该输送方式的安全临界温度，须保证其高于热油的凝点。关键词：原油；顺序输送；非稳态温度场；热力表现；临界温度中图分类号：TE832文献标志码：AThermalanalysisonbatchpipeliningofcoldandhotcrudeoilwithdiferenttemperaturesLIChuan-xian，SHIJing(CollegeofPi

3、pelineandCivilEngineeringinChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：Amathematicalmodeldescribingbatchpipeliningofcoldandhotcrudeoilwasdeveloped．Thehydraulicsystemwassimplifiedasquasisteadyandtheunsteadythermodynamicsystemwasstudied．Thethermalcharacteristicequationwassolvedtoobtain

4、thenon—steady—stateoilflowtemperatureinthetubebyfinitedifferencemethod．Thethermalconductivitye—quationwassolvedtoobtainthepipeoutsidenon—steady—statetemperaturefieldusingfiniteelementmethodandfinitediffer—encemethod．Atypicaloperationcasewassimulatedbythecomputerprogramandthesimulationresultswere

5、analyzed．Thesimulationresultsindicatethatwhenperiodictransportationisformed，thethermalbehaviorsarenearlyperiodic．Foreachperiod，generallyinversebehaviorsareshownbetweentheprocessofcoldbatchdisplacinghotbatchandtheprocessofhotbatchdisplacingcoldbatch．Inbatchpipeliningofcoldandhotcrudeoil，whenheado

6、fthehotbatchjustreachesthenextstation，itstemperaturecomestoitslowestpoint，whichisthecriticaltemperatureforsafetransportation．Thistemperatureshouldbeatleastabovetheoil‘Spourpointforsafetyoperation．Keywords：crudeoil；batchpipelining；unsteadytemperaturefield；thermalbehaviors；criticaltemperature随着进口原

7、油增多，国内某些管道如庆铁线、西本规律：王凯等l1m“考察了这种输送方式的经济部管道等采取顺序输送的方式输送进口原油与国产性，以热力能耗为评价标准对加热方案进行了比选。原油l1-3]。国产原油往往采取加热输送的方式以解非稳态的油品取代过程是原油顺序输送不同于单一决其在常温下流动性差的问题，保证安全输送：而进油品输送的最主要特点。笔者通过数值模拟结果对口原油凝点低、流动性好，采用常温输送即可。这油品取代过程的热力表现进行分析。样，在较高温度下输送