感应加热技术在集油系统中的应用研究

【摘要】：我国有较多的稠油油藏,在稠油输送过程中,随着温度的降低油的粘度逐渐增高,地面的输送成为困扰人们的一个难点。对输油管线采用电磁感应方法加热,就可提高输油管线里石油的温度、降低稠油的粘度、防止含蜡原油中蜡的结晶而减少流动摩阻。 电磁感应加热具有加热速度快、物料内部发热和热效率高、加热均匀且具有选择性、产品质量好、几乎无环境污染、可控性好及易于实现生产自动化等一系列优点,因此近年来得到了迅速发展。 本文介绍了感应加热的基本原理,推导了感应加热工件内电磁场与涡流分布的理论公式,并推导了感应加热中轴对称温度场的有限元法的基本方程。以及对电磁场数值计算方法作了介绍。 介绍了大型有限元分析软件OPERA中引入复矢量磁位计算电磁场、涡流场的方法以及对温度场的求解,简述了OPERA软件中的电磁场、温度场以及耦合场分析。 根据对管道感应加热问题的特点,建立了计算模型,确定了模拟计算中边界条件、网格划分、材料温度特性等问题的处理方法。 利用OPERA-2D软件的后处理程序对感应加热过程中管道内涡流场、温度场的一些基本问题进行模拟及分析。