融合机制与高斯混合回归算法的成品油管道顺序输送混油长度预测模型

成品油管道顺序输送过程中会出现混油现象,精确预测混油长度对油品批次切割具有重要意义,混油长度机制模型存在精度不高,数值计算量庞杂等问题。当前基于机器学习算法构建的全局预测模型未考虑实际工况多模态特性,预测精度受限;直接引入高斯混合回归算法辨识数据模态难以准确表征变量间复杂非线性关系。采用现有机制计算公式与高斯混合回归算法构建融合机制认知的局部建模算法,基于真实成品油管道顺序输送混油长度数据集进行不同模型预测结果对比试验。结果表明,融合机制认知与局部建模算法能有效表征变量间函数关系,新模型预测精度有明显优势。     

成品油管道拖尾油形成机理研究

拖尾油是混油的尾段。在成品油顺序输送过程中不可避免地会产生拖尾油,而拖尾油会污染后行油品。在盲管段主要是由于死油区的前行油品混入主管而形成拖尾油。传统的混油量计算式没有考虑拖尾油的影响,采用雷诺时均法对紊流进行模拟计算,利用CFD对不同的流速及盲管长度的情况进行模拟得到混油相关实验数据,模拟结果表明,盲管中油品替换速度与流速呈指数关系,为使混油量较小,流速最好控制在1.6 m/s内。盲管长度与油品替换时间呈指数关系,为减少混油量,盲管长度应小于5倍主管管径。利用MATLAB对盲管段油品替换时间、盲管长度和流速进行多元非线性拟合,得到盲管段所产生的拖尾油长度,结合混油长度计算的Austin-Palfery式得到混油长度的计算修正公式。对比现场实际数据表明,修正公式计算得到的混油量更加接近实际值。     

中国成品油管道顺序输送混油研究现状与展望

混油是成品油管道顺序输送无法回避的问题。针对管道顺序输送过程中混油成因、混油发展控制方法、混油检测方法、混油计算模型以及油品质量管理等方向开展综述,归纳陈述各方向的发展现状与既有成果,并在此基础上分析未来发展趋势。分析认为：需建立特殊场景混油的数学表征,进一步研发与SCADA系统实时交互的混油仿真软件,发展机制-数据融合混油模型、“软硬”协同混油检测设备,研发有效减少沿程混油的新型隔离材料,开展“管道-储罐”一体化智能化管理油品质量,关注甲醇、液氨与成品油的顺序输送工艺及其中的液体混合与处理问题。     

弯管内成品油顺序输送混油数值计算

为了研究弯管对成品油顺序输送混油量的影响,采用volume of fluid（VOF）多相流模型,通过改变水平弯管的弯曲角度、曲率半径与竖直双弯管油品的输送顺序、方向及速度等因素,对水平弯管和竖直双弯管两种状态下成品油顺序输送进行三维数值模拟。结果表明：成品油在不同弯曲角度水平弯管中顺序输送时,随弯管弯曲角度增大,弯管处流场变化对混油段干扰加剧,混油量加大;在不同曲率半径水平弯管中输送时,随着弯管曲率半径增大,混油“双前锋”效应减弱,顺序输送过程中的混油段也相应缩短;成品油在竖直双弯管中顺序输送时,对于油品上行,汽油前行比柴油前行产生的混油量少,对于油品下行,相同输送顺序下结果则正好相反;当油品上行、汽油前行时,增大油品输送速度,紊流径向脉动加剧,油品间轴向扩散减小,混油段明显变短。     

停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟

在紊流模型基础上, 建立了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件对停输前后混油段浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度变化图象和曲线。研究结果表明:在竖直管道顺序输送过程中密度差对层流边界层的影响会表现的比较明显且大于粘度差的影响。同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度。研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义。     

顺序输送成品油管道混油的分析

综述了顺序输送成品油管道混油的形成、混油量的计算、混油的处理方法,对顺序输送成品油管道中如何减少混油量,如何处理混油,确保油品质量,提高管输经济效益提供一种思路和方法。     

成品油管道混油切割操作及应急处置分析

该文基于华南成品油管道运行现有实际情况,结合以往事故、经验,对成品油管道混油切割操作中事故预防方法进行分析总结并对事故发生后的应急处理方法加以概括,得出了控制混油切割操作风险的有效途径.     

长输成品油管道混油的变化趋势研究

长输成品油管道影响混油分布和混油量变化的因素很多,变化过程也很复杂。通过对成品油管道内混油在实际运行中参数变化的数据以及混油形成理论的分析,研究了正常输油条件下各种因素在混油形成过程中所起的作用,总结了混油在长输管道内分布、变化的一般规律。     

埋地热油管道开挖修复停输再启动过程热力模拟

东部管网已运行30多年,使用寿命已超过设计寿命,多处出现防腐层破坏及漏油事故,急需进行停输开挖维修。热油管道开挖段停输维修时,由于开挖段的裸管与大气直接接触,向外散热量增大,温度骤降,油品黏度发生变化,影响再启动。对于整条埋地管道,温度变化幅度最大的管段为开挖段。在热油管道稳态运行的研究基础上,首次给出停输及再启动时开挖维修段内油品温度的非稳态计算模型,模拟计算出停输及再启动过程中开挖段内的油品温度变化曲线,并分析出不同的维修参数下,开挖停输段内油品温度的变化规律。     

起伏输油管道临界完全携积水油速数值模拟

水力清管可有效减缓管输油品质量指标的衰减,研究水力清除成品油管内积水所需的临界完全携积水油速具有十分重要的现实意义.首先,分析了完全携水油速下管内油携水的流动型态,发现临界完全携积水油速下,上倾管内油携水流动属于油水两相波状分层流.基于此,建立了双极坐标系下的油携水流动数值模型,并给出了数值求解算法.最后,将模型计算值与文献数据进行对比分析,验证了临界完全携积水油速数值模型的可靠性.对上倾管道内柴油携水流动过程进行了数值研究,详细分析了水力清管过程中油流和积水的流动特性.研究结果表明:水膜在油流携带过程中主要受重力压降的影响,摩阻压降相比于重力压降可忽略;当管内油速较小时,靠近相界面处的水相部分在油相的携带作用下向下游流动,而管壁附近的水相在重力作用下回流至管道底部;随着油相速度增大,水相速度最小值位置逐渐向管壁偏移,当其首次出现在管壁位置时对应的管内油相速度即为临界完全携积水油速.     

成品油管道输送高差混油模型研究

在倾斜管道顺序输送中 ,输送油品的物性差异在重力作用下影响混油的形成。分析了油品物性对混油过程的影响 ,利用与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数 ,建立了管道顺序输送高差混油模型。同时考虑了粘度和密度的变化 ,采用Crank Nicholson型隐式格式构造差分方程 ,并进行了数值求解。利用计算实例对雷诺数、倾角和输送长度等混油影响因素进行了分析。结果表明 ,倾角对混油的影响随着输送距离的增加和雷诺数的提高逐渐减小 ,特别是在大于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时 ,倾角对混油的影响相当小     

成品油管道输送高差混油模型研究

在倾斜管道顺序输送中，输送油品的物性差异在重力作用下影响混油的形成。分析了油品物性对混油过程的影响，利用与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数，建立了管道顺序输送高差混油模型。同时考虑了粘度和密度的变化，采用Crank-Ncholson型隐式格式构造差分方程，并进行了数值求解。利用计算实例对雷诺数、倾角和输送长度等混油影响因素进行了分析。结果表明，倾角对混油的影响随着输送距离的增加和雷诺数的提高逐渐减小，特别是在大于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时，倾角对混油的影响相当小。     

管流实验装置中原油温度分布研究

利用管流实验装置可以模拟原油在实际管道中的动态降温、静态降温以及再启动的全过程,然而,在模拟过程中管内油品温度场分布、管内油品降温速率与管外水浴降温速率的关系等问题仍未解决.在FLUENT平台上对管流实验中的动态及静态降温过程进行了数值模拟.结果表明,按照实验中设定的降温速率进行降温,动态降温过程中油壁温差在0.16℃以内,静态降温过程中油壁温差在0.05℃以内,可以认为实验过程中某一时刻管路截面上油温是一致的.     

管流实验装置中原油温度分布研究

利用管流实验装置可以模拟原油在实际管道中的动态降温、静态降温以及再启动的全过程，然而，在模拟过程中管内油品温度场分布、管内油品降温速率与管外水浴降温速率的关系等问题仍未解决。在FLUENT平台上对管流实验中的动态及静态降温过程进行了数值模拟。结果表明，按照实验中设定的降温速率进行降温，动态降温过程中油壁温差在0．16℃以内，静态降温过程中油壁温差在0．05℃以内，可以认为实验过程中某一时刻管路截面上油温是一致的。     

石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间分布实验研究

采用脉冲磷光颗粒示踪法,对一套新型内混式石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间进行了实验测试,分析了烧焦管内固体颗粒的扩散特性.实验结果表明,在烧焦管轴向上距示踪剂注入位置为1.0 m的截面上,不同径向位置测得的颗粒停留时间分布呈较对称的单峰分布,从烧焦管轴心向边壁靠近,其峰高差别较大.而在示踪剂注入位置以上的4.0 m及9 4 m截面上,不同径向位置测得的颗粒停留时间分布曲线由一个尖而高的前峰和长拖尾所组成,曲线的峰高基本一致,表明颗粒沿轴向以弥散颗粒和颗粒团的形式扩散,颗粒沿径向的混合较均匀.分别对1.0 m和4.0 m及以上检测距离内的颗粒扩散行为建立了径向扩散模型和轴向两组分叠加模型,模型预测的颗粒浓度值与实验值吻合较好.     

石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间分布实验研究

采用脉冲磷光颗粒示踪法，对一套新型内混式石油焦燃烧器烧焦管内固体颗粒的停留时间进行了实验测试，分析了烧焦管内固体颗粒的扩散特性。实验结果表明，在烧焦管轴向上距示踪剂注入位置为1．0m的截面上，不同径向位置测得的颗粒停留时间分布呈较对称的单峰分布，从烧焦管轴心向边壁靠近。其峰高差别较大。而在示踪剂注入位置以上的4．0m及9．4m截面上，不同径向位置测得的颗粒停留时间分布曲线由一个尖而高的前峰和长拖尾所组成，曲线的峰高基本一致，表明颗粒沿轴向以弥散颗粒和颗粒团的形式扩散，颗粒沿径向的混合较均匀。分别对1．0m和4．0m及以上检测距离内的颗粒扩散行为建立了径向扩散模型和轴向两组分叠加模型，模型预测的颗粒浓度值与实验值吻合较好。     

成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件,可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素,应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型,并用动态规划方法进行求解,同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案,可为管道运营预测提供可靠的依据。     

成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件，可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素，应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型，并用动态规划方法进行求解，同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案，可为管道运营预测提供可靠的依据。     

成品油管道混油检测嵌入式仪器设计

分析了成品油管道中混油段的检测技术以及现有SCADA系统中对混油量计算所使用公式的不足之处,根据现场实际采用的经验控制方式以及混油段历史数据统计规律,对混油段切换控制设计了一套安全可行的嵌入式测控系统.该系统以并发任务的方式对光学界面仪数据进行采集,同时输出历史数据平均值以及切换控制信号.系统使用μC/OS操作系统,在软件设计中通过信号量机制及临界区的使用控制程序流程和时序.     

糠醛精制润滑油及其人工神经网络的平衡模拟和预测

实验研究糠醛精制润滑油过程中温度、醛油比对精制结果的影响.把油品的四个质量指标(折光率、酸值、碱性氮、苯胺点)虚拟成四个组分,对糠醛精制过程建立平衡衡算关系.用人工神经网络算法建立多变量体系的平衡计算.应用该平衡计算结合原油的质量指标预测一定温度和醛油比下精制油的质量指标和收率,得到满意的结果.