資源描述：
《含蠟原油長輸管道平均溫度研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、含蠟原油長輸管道平均溫度研究StudyonAverageTemperatureinLongDistanceWaxyOilPipeline張足斌張國忠王海琴（中國石油大學（華東））摘要：含蠟原油長輸管道工藝計算因考慮物性參數(shù)與油溫的關系而變得復雜。從輸送距離、壓降和油溫這三者之間的關系式出發(fā)，引出了具有物理意義的三個平均溫度。當以析蠟點溫度和反常點溫度作為分界點進行工藝計算時，三個平均溫度具有高度的一致性，并在不同溫度區(qū)間呈現(xiàn)出非常好的線性關系。本文給出的綜合平均輸油溫度計算式和相應計算方法使含蠟原油長輸管道的工藝計算快捷而準確。該方法可以應用
2、于較大的溫度區(qū)間，同時適用于層流和紊流。關鍵詞：長輸管道；含蠟原油；平均溫度；水力計算；熱力計算含蠟原油熱輸管道的沿線溫度按近似于對數(shù)曲線規(guī)律變化[1]，而與油流溫度相關的物性參數(shù)，如密度、粘度（或表觀粘度）、比熱容等均按自身規(guī)律隨油溫變化，管道工藝計算過程中充分考慮原油物性隨溫度的變化規(guī)律，對于保證計算的精確性是十分必要的。但為了計算的簡便，文獻和規(guī)范中引入了可用于任一溫度區(qū)間的輸油平均溫度及其算法[1][2]，導致不同計算公式的結果之間產生矛盾，而且計算結果精度較差[4][5]。本文給出幾種有實際意義的平均溫度計算方法，并通過計算實踐給出
3、了與理論平均溫度有良好近似的輸油平均溫度計算公式，提高了計算的快捷性，同時能有效減小不同計算方法所得結果之間的差異。1長輸管道沿程溫度與壓降計算長輸熱油管道的工藝計算主要包括兩個方面：沿線油溫分布和沿線壓降分布。1.1管線沿程溫度分布對dl的管道微元運用能量方程式，對于穩(wěn)定工況，有(1)式中：K，管道總傳熱系數(shù)，W/（m2·℃）；T0，管道中心埋深處的自然地溫，℃；dp，微元管道上的壓降，Pa；dl，微元管道長度，m；g，重力加速度，m/s2。(2)方程式(1)經過積分得到出站管道長度與對應油溫的關系:(3)式中：TL，距離出站口L處的油溫，
4、℃；TR，管道的出站溫度，℃。1.2管道沿線壓降的計算距離出站口L處消耗的壓降為 (4)將式（3）的右端表示成數(shù)值積分，從出站溫度TR開始，以微元溫度逐步下降，計算對應溫度下所需的物性參數(shù)[1,2]和摩阻系數(shù)[3]，由式（3）就可計算出出站距離與管中油溫的關系。進而利用式（4）求出出站距離與摩阻的關系，求解時式（4）的右端同樣用數(shù)值積分表示，利用已經求出的與出站距離相對應的油溫、油品物性和摩阻系數(shù)，就可求出與出站距離相對應的壓降。1.3 管線壓降與油溫的關系根據(jù)式（1），令，并結合，則可得到熱油管道沿線溫降與壓降之間的關系式:(5)2熱油管道
5、平均溫度2.1熱油管道平均溫度的定義根據(jù)不同的解析關系式可以定義不同的平均溫度，此時關系式中所有的物性參數(shù)和摩阻系數(shù)都必須與該平均溫度相對應。使式（3）得到滿足的平均溫度定義為Tm1，則式（3）中除了T外其余參數(shù)都作為常數(shù)，此時式（3）變?yōu)?6)式中，，，其中是Tml作為特性溫度計算得到的平均摩阻系數(shù)。與式（4）相對應平均溫度定義為Tm2，此時式（4）變?yōu)椤?7)式中，是Tm2作為特性溫度計算得到的平均摩阻系數(shù)。同理，與式（5）相對應平均溫度定義為Tm3，此時式（5）變?yōu)?8)式中，，其中是Tm3作為特性溫度計算得到的平均摩阻系數(shù)。2.2熱油
6、管道平均溫度的計算以Tml的計算為例。在已知管徑、埋深處地溫、輸量、油品物性隨溫度的變化規(guī)律以及出站油溫的情況下，由式（3）用數(shù)值積分的方法求出對應出站距離L處的油溫TL，對式（6）運用二分法求解，Tml以及對應的cml、ρm1、λm1使式（6）得到滿足。類似計算方法可求出平均溫度Tm2和Tm3。為了工藝計算的簡便性，文獻[1,2]定義輸油平均溫度為 (9)本文從大量的計算實踐中得知，以析蠟點溫度和反常點溫度作為分界點進行分段計算時，三個平均溫度Tm1、Tm2和Tm3相差甚微，定義一個綜合平均輸油溫度Tmm=(Tm1+Tm2+Tm3)/3，它
7、與TR和TL之間存在良好的線性關系： (10)3算例某管道長L=259.09km，設有三個熱泵站。管道內徑D=0.704m，埋深處自然地溫T0=5.0℃，全線總傳熱系數(shù)為K＝1.8W/(m2?℃)。一段時間內管道熱力越站運行，此時的質量流量G=595.24kg/s，首站出站油溫TR=50.0℃，所輸原油物性見表1。表1 原油物性系數(shù)ρ0kg?m-3ξkg?m-3?℃-1TSL℃Tcmax℃AJ?kg-1?℃-1n1℃-1BJ?kg-1?℃-1m℃-1Tfan℃TSL1℃912.00.6241.8629.83484.
8、00.34651925.50.0116436.243.0M1m2?s-1N1m2?s-1?℃-1M2m2?s-1N2m2?s-1?℃-1AKPa?snNK℃-1An
