热油管道停输温降过程的数值模拟

热油管道停输降温过程是输油管道中最常见的现象,掌握其降温规律对确定安全停输时间、再启动方案和停输检修安排都有着非常重要的意义。本文在传热学的基础上,分析了热油管道停输后的温降过程及其影响因素,并利用ANSYS软件对埋地输油管道停输后的原油温降过程进行了数值模拟,分别计算出了不同初温和不同管径的情况下停输温降情况,为实际工程设计提供一定的参考依据。     

热油管道停输过程中土壤温度变化规律研究

由于热油管道的计划检修和事故抢修都在管线停输情况下进行,停输后,管内存油油温不断下降,存油黏度随油温下降而增大,存油黏度上升到一定值后,会给管道再启动带来极大的困难,甚至会造成凝管事故。为此,为了确保安全经济地输油,研究了管路停输后的管内油品及周围土壤温度场的变化规律,确定允许停输时间。根据热油管道停输后油品和管道周围土壤的热力变化工况,提出了土壤温度场传热定解问题,并通过运用数学分析法（保角变换、拉普拉斯变换）对其进行数学求解,得出土壤温度场的解析式。该解析式的计算值比由源汇法及当量环法所得到的解析式的计算值更接近于实际测量值。编制了相应的软件,为更合理地确定在不同季节安全停输时间提供了科学计算依据。     

热油管道停输过程中土壤温度变化规律研究

由于热油管道的计划检修和事故抢修都在管线停输情况下进行 ,停输后 ,管内存油油温不断下降 ,存油黏度随油温下降而增大 ,存油黏度上升到一定值后 ,会给管道再启动带来极大的困难 ,甚至会造成凝管事故 .为此 ,为了确保安全经济地输油 ,研究了管路停输后的管内油品及周围土壤温度场的变化规律 ,确定允许停输时间 .根据热油管道停输后油品和管道周围土壤的热力变化工况 ,提出了土壤温度场传热定解问题 ,并通过运用数学分析法 (保角变换、拉普拉斯变换 )对其进行数学求解 ,得出土壤温度场的解析式 .该解析式的计算值比由源汇法及当量环法所得到的解析式的计算值更接近于实际测量值 .编制了相应的软件 ,为更合理地确定在不同季节安全停输时间提供了科学计算依据     

基于Fluent的海底输油管道停输温降数值模拟

随着海上油田的大量开发,对海底输油管道停输过程传热问题的研究迫在眉睫。加热输送的原油管道在运行过程中,不可避免地会遭遇油田停电和管线维修等意外,造成停输。这时油管内原油的黏度随油温下降而升高。当油温降到一定值后,会给管道的再启动带来极大的困难,甚至造成凝管事故。为避免凝管事故发生,需要准确预测海底管道管内原油的温降情况及安全停输时间,分析影响停输时间的因素。利用Fluent软件对海底输油管道停输温降进行数值模拟。计算结果表明,保温层厚度和海水温度对停输时间影响非常明显。模拟结果可指导生产实践。     

埋地热油管道停输温降的CFD模拟

针对埋地热油管道的停输温降过程,分别建立了埋地热油管道的物理模型和数学模型,并应用FLUENT软件模拟了不同土壤导热系数、不同大气温度下的温度场分布。同时在稳态的基础上模拟非稳态,得出停输后温度场、速度场的分布。并对不同油温下的温度分布进行模拟,得出了温度场在不同条件影响下的分布规律。对于优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺具有重要的作用。     

海底半埋输油管道的停输温降与冷凝过程分析

埋于海泥中的输油管道易受洋流、风暴潮等恶劣环境的影响而被冲刷直至裸露在海床上,从而失去海泥的蓄热保温作用.为研究海底半埋输油管道的停输温降与冷凝过程,建立含海泥、海水、原油、管道、保温层等多要素的三维非稳态传热模型,利用停输前管道附近的温度场作为初始条件,计算停输后原油的散热和冷凝过程,分析原油温度和冷凝量随位置和停输时间的变化规律.结果表明:海底半埋管道停输后原油降温先快后慢,80 h降温超25 ℃,此过程管道中心油温始终高于壁面处温度,两者之间的温差先增大后减小,最大温差出现在停输20 h时,为26.8 ℃.半埋管道停输20 h后,原油开始从壁面处凝固并逐渐向管道中心扩展,凝固量不断增加,停输80 h,原油凝固量达到30％.半埋管道原油温度下降比全埋管道更快,相同时刻下温度平均低1.8℃,凝固量平均高2个百分点.不同地区的原油冷凝时间和冷凝量存在较大差异,应加以区分.研究结果可为海底半埋输油管道的停输和再启动作业提供参考.     

热含蜡原油管内停输温降计算

利用Fluent计算流体动力学软件模拟热油管道内停输温降过程.计算过程不须跟踪固液相界面,同时将析蜡潜热转化为附加原油比热容,反映出降温过程中自然对流的变化和固液相界面的移动,并进行试验验证.试验数据与模拟计算结果非常吻合,而且求解更加简洁;在此基础上,研究初始油温、管径等因素对水下管道内停输降温过程的影响.结果表明:在其他条件相同时,增大管径和提高初始油温均可延长降温时间,且增大管径比提高初始油温更有效.     

热油管道停输后初始启动压力波速的计算

热油管道停输后,管内油品降温收缩,管内会产生油蒸气空间,从而使管道再启动时出现启动充装过程。启动压力波速不仅取决于管子的弹性变形和油品的弹性特征,而且与流体的降温幅度和启动流量的大小有关。考虑管子、流体的弹性变形和管内液体的降温收缩,从质量守恒的原则出发,推导了热油管道停输后启动压力波速的计算公式。对长距离热油管道进行的现场试验表明,该公式适用于工程计算。     

采用焓法方程计算埋地管道含蜡原油停输温降

埋地热含蜡原油管道停输后,当管内原油温度降到析蜡点以下时,原油中的蜡晶将逐渐析出。根据含蜡原油降温过程中蜡结晶放热的特点,使用焓法方程对析蜡点以下伴随有析蜡胶凝现象的原油降温过程进行了数学描述,并详细给出了使用有限元法对焓法方程进行求解的方法。将焓法方程的计算结果与Φ426mm×6mm管道实测数据进行了对比。结果表明,土壤的计算温度和实测温度最大偏差在1.4℃以内,管内平均温度的计算值与实测值的偏差为0.3℃。由此证明了使用焓法方程计算埋地热油管道停输温降具有较高的准确性。     

饱和含水土壤埋地原油管道冬季停输温降

建立了饱和含水土壤埋地原油管道在低于冰点环境温度下的停输流动和传热模型,该模型不仅考虑土壤水分结冰和管内原油凝固相变过程与初始温度场和流场的影响,而且考虑了水分在土壤多孔介质中和管内原油的自然对流。通过数值模拟,获得了停输期间温度场、流场以及土壤水分结冰界面和管道中原油凝固界面的分布情况。结果表明,停输期间越靠近管壁正上方的土壤,其温度梯度越大;受温度分布的影响,土壤水分和管内原油产生沿y轴对称线自下而上的自然对流;土壤水分结冰界面和管道中原油凝固界面随停输时间向埋深方向推进,管道顶部土壤中的结冰界面推进速度较远离管道土壤中的结冰界面缓慢,管内原油凝固界面也向埋深方向偏移。     

复杂工况下热油管道泄漏识别与定位方法研究

针对复杂工况下热原油管道泄漏难以准确识别的难题;提出采用基于多元支持向量机的管道泄漏诊断方法;并建立了识别模型;可以在小样本情形下完成模型的训练工作;实现多种工况下对压力波动信号的分类识别;从而提高评判泄漏的有效性和准确性。针对热油管道负压波波速受油品及温度等因素影响较大所导致的定位误差;分析了管道沿程轴向温降以修正负压波波速;并采用牛顿-柯特斯积分方法对传统泄漏定位公式进行了改进。现场实验表明;基于多元支持向量机的检测方法能有效地识别管道运行异常状态;改进的漏点定位算法使得定位精度从原来的2.5%提高到1.0%。     

油田环状集输流程埋地管道温降计算方法研究

以工程热力学、传热学、油气集输、多相流等学科知识为依据,根据能量守恒定律建立油田环状集输流程埋地管道的温降计算模型,找出油田环状集输流程埋地管道的温降计算方法.同时,对油田生产现场的温降进行测试,通过试验数据验证建立的温降计算方法满足工程应用.     

减少铁水和钢水出炉后温降的理论分析

作者应用传热学的理论，定量分析了铁水传搁过程中温降的影响因素，及各种减少铁水温降措施效果的优劣。其结论可推广至钢水传搁过程温降的分析，对生产中进一步挖潜节能有一定的指导作用     

水下输油管道溢油运动模拟及应急处理

为更好地模拟溢油动态行为,为溢油应急处理提供及时有效的信息,在FLUENT环境下,以二阶Stokes波为例,建立波浪、海流和风3项因素共同作用下的水下溢油模型,探索溢油运动规律.结果表明,溢油初期,在深层海水中风和波浪的影响较弱,主要为水流携带溢油向下游运动,加大了水底油污的扩散程度和污染范围,围油栏的布设应以此为参考;溢油上升至浅层海水中,风和波浪作用会增大水下油滴的离散化程度,加剧油和水的掺混并对油膜的位置和大小起决定作用,可采用凝油剂和吸油剂等进行溢油处理.     

输油管道水击过程分析

在输油管道中 ,因各种原因会造成水击现象 ,为了预防水击对管道以及管线上的设备造成危害 ,以某输油管道由于关闭干线截断阀而造成各站进出站压力发生变化的压力动态趋势图为依据 ,对水击过程中的压力变化进行了定量分析 ,为研究长输油管道中的水击现象提供了依据 ,并提出了相应措施 ,以防止或减小水击损害