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含蜡原油管道流动特性研究

张凤桐  
【摘要】: 我国盛产高含蜡、高凝点原油,加热输送是其外输的主要方法。本文对含蜡原油管道正常运行过程进行了分析,基于流变学、传热学、流体力学等学科的基本理论,考虑到原油沿管道向前输送过程中物性参数及流动状态的变化,分析了含蜡原油在管道中的流动特性,建立了含蜡原油加热输送管道水力、热力计算模型并提出了相应的求解方法。通过对庆铁输油管道某加热站间管段的模拟计算,对其正常运行时沿程温降、摩阻损失的影响因素,以及一定工况下,保持管道安全运行的最小允许输量进行了分析。 本文利用C++ Builder可视化编程语言开发了适合工程应用的热油管道水力、热力及最小输量计算软件,该软件能够通过数值模拟,得到沿程油温分布、进站油温、沿程摩阻及一定工况条件下的最小允许输量等参数。 由于我国东部的大庆、辽河等油田产量不断下降,东北原油外输管道已达不到满输量运行。随着输量的减少和管道运行温度的降低,两加热站间呈现非牛顿流型和层流状态的管段越来越长。当两加热站间温降较大,管内原油有流态变化时,油流的流动状态会发生很大的变化,传统的热力、水力计算方法由于没有考虑原油物性和流态的变化,会造成较大的计算误差。准确了解含蜡原油管道的沿程温降规律、摩阻损失及一定工况条件下的允许输量,可以为含蜡原油管道在低输量运行期合理安排运行方案,保持管道稳定运行提供帮助。 本文的研究可为含蜡原油管道的运行管理提供科学的依据,对于指导油田的输油生产、管道的安全运行和节能降耗具有重要意义。


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