论文部分内容阅读
我国生产的大部分原油为含蜡原油,且管输含蜡原油的工艺多采用加热输送。在含蜡原油加热输送的过程中,管壁结蜡会给管道输送带来很大的安全隐患,同时也会造成很大的能量(热能和压能)损耗。因此,研究站间结蜡规律,弄清蜡沉积对于管道和泵站系统工作特性的影响,建立模型预测管道中蜡沉积分布情况,对于提高管道系统的输送效率,确保原油的安全输送和制定合理的清管方案有着重要的实际意义。为此,本文以含蜡热油管道系统为研究对象,展开了以下主要研究内容。在站间含蜡热油管道实际运行过程中,原油物性及摩阻特性会随沿线油温的降低而不断变化,结蜡段管道的有效流通面积和传热系数将随着蜡层厚度的增加而不断减小,综合以上因素,同时计入沿程摩擦热的影响,对压降反算蜡层厚度的水力学平均蜡层厚度算法进行了改进,并利用MATLAB7.0编制了相应的计算程序。通过OLGA建立了站间等距的水平输油管道系统模型,各站间在相同的外界条件和输送同样油品的情况下,依次对不同的泵站升压方式:定速单泵、定速双泵串联和变速单泵进行了站间管道蜡沉积过程的模拟。根据模拟结果,分析了站间管道蜡沉积对不同型号离心泵的工作特性影响,研究了站间管道蜡沉积的分布规律和泵型选择对站间蜡沉积分布的影响。根据大庆原油随温度变化的物性数据,采用最小二乘法回归求得物性公式中的常数项。根据铁岭至鞍山沿线在四季输油中的运行参数,应用本文结蜡段平均蜡层厚度模型计算了不同季节、不同运行时间段下的蜡层厚度,并结合OLGA模拟结果与大庆原油蜡沉积速率预测模型,对铁岭站与沈阳站站间管线的蜡沉积规律及其蜡沉积对管道系统工作特性的影响作了分析。通过以上的分析与研究,得出以下结论:析蜡高峰点以后的管壁处剪切应力、原油黏度以及径向温度梯度是影响蜡沉积速率的主要因素,其中径向温度梯度是首要影响因素,而当地温升高时,径向温度梯度对于蜡沉积速率的影响有所减弱,且地温升高越多,减弱幅度越大;站间沿线结蜡分布情况与泵站所选泵型直接相关,对于含蜡热油长输管道,泵站在选择用泵时,更应选择扬程与流量特性曲线较陡降的泵;大庆原油站间析蜡高峰区的温度区间为40℃左右,此温度区间正好处于站间II区(析蜡点与反常点之间)内,一年四季中,若1I区长度越长,则站间管道结蜡情况越严重。另外,结蜡高峰区内的蜡沉积速率相差不大,因此,站间高峰区越长,蜡沉积分布将越近视为“阶梯型”。