【正文】 N ?2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 29 油氣管道輸送 梁光川 （ 4） 徑向溫降對摩阻的影響 (P103) 油流徑向存在一定的溫度場分布 ， 徑向溫差會引起油流在徑向的對流運(yùn)動 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 rlhh RT ????? ???? )/( ybir ??1,1 ??? r?2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 30 油氣管道輸送 梁光川 加熱站和泵站的布置 加熱站的布置 1） 如果每個加熱站的站間沿線 K值大致一樣 ， 則各進(jìn)出口溫度也大致相同 ， 則可按等距離布置加熱站 ， 與高差無關(guān) 。 ?各加熱站進(jìn)出站溫度 、 熱負(fù)荷 、 燃料消耗 ， 確定各季度的加熱站數(shù)； ?各泵站 、 熱站的進(jìn)出站壓力； ?最大出站溫度和最低終點(diǎn)溫度下的最小安全輸量； ?熱力越站時各站的操作參數(shù)； ?水力越站時各站的操作參數(shù) 。 lDfh m mm???? 52)( ????? ?? hVQ?????????????hhVQ??????????????hhVQ?第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 35 油氣管道輸送 梁光川 1） 在小流量范圍內(nèi) ， 流量增加 ，TZ的變化不大 ， 流量的增加對溫度增加的影響不大 ， 對粘度產(chǎn)生的影響??； 2） 當(dāng)流量繼續(xù)增加 ， TZ的增加很快 ， 平均油溫增加也快 ， 流量的增加 ， 油流的粘度下降很明顯； 3） 如果流量再繼續(xù)增加進(jìn)入大流量區(qū) ， 此時 TZ的增加變緩 ， 在大流量區(qū) ， 流量的增加 ， 對粘度產(chǎn)生的影響小 。 因?yàn)槿绻?II區(qū)工作 ， 如果某些原因引起流量下降 ， 則摩阻反而增大 ，從而迫使泵的排量進(jìn)一步減少 ，直到進(jìn)入 I區(qū) ， 因此操作中應(yīng)該避免工作點(diǎn)出現(xiàn)在 II區(qū) 。 ??h第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 39 油氣管道輸送 梁光川 熱油管道的日常運(yùn)行管理 （ P210） ?目標(biāo)函數(shù) （ P211） 當(dāng)輸送任務(wù)一定時 ， 可用能耗費(fèi) S作為衡量方案經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo) ， 其中包括泵機(jī)組的動力費(fèi) SP和加熱站的燃料費(fèi) SR。土壤穩(wěn)定溫度場的建立需要很長的時間 。 在此時間內(nèi) ， 對高凝原油 ， 在停輸?shù)墓艿乐胁话l(fā)生凝結(jié)；對高粘原油 ， 其粘度不致會增加到壓力損失超過泵站的最大允許壓力 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 45 油氣管道輸送 梁光川 （ 3） 管線總傳熱系數(shù)與結(jié)蠟厚度的變化對熱能消耗的影響 隨著凝油層和結(jié)蠟層厚度的增加 ,管壁的熱阻變大 ,Ｋ 值將會降低 ,管路的熱損失就會減少 ,相應(yīng)的管輸能耗就會下降 。 因此 ,在摸清管線的總傳熱系數(shù)隨時間變化規(guī)律的基礎(chǔ)上 ,根據(jù)不同的季節(jié)合理地調(diào)整加熱爐的運(yùn)行臺數(shù)和負(fù)荷 ,在保證安全輸油的前提下 ,力爭使管線的熱力能耗降到最低 。 輸油泵的耗電量與運(yùn)行壓力 (出站壓力 )成正比 。 輸油泵所消耗的功率與泵效成反比 。 LNG的管道輸送多見于城市調(diào)峰裝臵和油輪裝卸設(shè)施上 ， 目前尚無采用低溫管線長距離輸送 LNG的實(shí)例 。 因此 ， LNG輸送管道的初期投資費(fèi)用較高 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 51 油氣管道輸送 梁光川 (2) 管輸工藝技術(shù) LNG的遠(yuǎn)距離輸送與原油的加熱輸送工藝類似 ， 管道沿線需建設(shè) LNG加壓泵站 ， 此外 ， 由于當(dāng)進(jìn)入管道的是飽和液體時受熱后就要部分氣化 ， 成為兩相流動 。 因此 ， 對于遠(yuǎn)距離輸送管道除去加壓站之外每隔一定距離還需設(shè)冷卻站 ， 以降低升高了的液體溫度 。 非絕熱管雖造價低 ， 但在使用時跑冷損失大 。 這種管道是在管外敷設(shè)普通絕熱結(jié)構(gòu) ， 其缺點(diǎn)是熱容量大 ， 絕熱性能較真空絕熱管差 。 全部的焊縫需進(jìn)行質(zhì)量檢測 ， 以保證不泄漏 。 LNG輸送管道材質(zhì)的選取要考慮到其冷脆問題 ， 因此一般選用9%或 %的鎳鋼 。 真空絕熱管由內(nèi)管 、外管及支撐件構(gòu)成 ， 造價和施工管理費(fèi)用高 。 以便于施工和管理 。 因此對于低溫液體輸送管道 ， 特別是長距離管道 ， 要防止液體氣化 ， 即應(yīng)實(shí)現(xiàn)液體單相流動 。 天然氣地區(qū)性貿(mào)易量也正逐年放大 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 50 油氣管道輸送 梁光川 由于 LNG的密度是天然氣的 600倍 ， 與輸氣管道比較 ， 輸送相同體積的天然氣 ， LNG輸送管的直徑要小得多 ， LNG泵站的費(fèi)用要低于壓縮機(jī)站的費(fèi)用 ， LNG泵站的能耗要比壓氣站的能耗低若干倍 。 提高泵效一般從兩方面進(jìn)行 ,一方面是對泵機(jī)組本身進(jìn)行技術(shù)改造 ,可采用車削葉輪 、 拆級 、 加裝調(diào)速裝臵或調(diào)速電機(jī)等方法 ,另一方面是加強(qiáng)機(jī)組的檢修 ,提高檢修質(zhì)量和設(shè)備完好率 ,注意杜絕跑 、 冒 、 滴 、 漏現(xiàn)象的發(fā)生 ,采取這些措施會收到明顯的節(jié)電效果 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 48 油氣管道輸送 梁光川 輸油泵所消耗的功率與流量成正比 。 對于在役管線 ,由于輸量逐年遞減 ,使得輸油泵 “ 大馬拉小車 ” 的現(xiàn)象日趨明顯 ,管線節(jié)流損失嚴(yán)重 ,能源浪費(fèi)較大 。 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 46 油氣管道輸送 梁光川 （ 4） 季節(jié)變化熱能消耗的影響 隨著季節(jié)的變化 ,管道埋深處的自然地溫將發(fā)生變化 ,使管線的總傳熱系數(shù)也發(fā)生變化 ,最終導(dǎo)致管輸能耗發(fā)生變化 。 因此過多的提高出站溫度對進(jìn)站油溫的影響不大 ， 在保證安全生產(chǎn)的前提下 ,根據(jù)所輸原油的有關(guān)物理性質(zhì) 、 凝點(diǎn)及粘溫特性選擇終點(diǎn)油溫略高于原油凝固點(diǎn)進(jìn)行輸送是一項十分有效的節(jié)能措施 。 需要確定熱油管道的啟動時間 ，或者說管道的預(yù)熱時間 。 ? 求解方法 混合離散變量優(yōu)化方法 。 ?對高粘原油 ， 出現(xiàn) Ⅱ 區(qū)的可能性較大 ， 主要是高粘原油的粘溫曲線比較陡 ， 而且高粘原油一般在層流區(qū)工作 。 ?I區(qū)是非工作區(qū) 。 注意事項： 1） 如何判斷翻越點(diǎn) 按任務(wù)輸量和平均溫度下的粘度計算水力坡降線 ， 在縱斷面圖上初步判斷翻越點(diǎn) （ 也可以通過計算 ） ， 以后再根據(jù)工作點(diǎn)流量進(jìn)行校核； xQc DKRx eTTTT ? ????? )( 00第三章 熱油輸送管道的工藝計算 lDfh mmm???? 52)( ??2022/2/16 Pipeline transportation of oil and natural gas 34 油氣管道輸送 梁光川 熱油管路的特性曲線 （ P199120） 對等溫管道： 對熱油管道： 即： Q的變化引起流速和粘度的變化 ， 而且二者的變化趨勢是相反的 ， 其關(guān)鍵是 流量變化會引起溫度的變化 。 泵站的布置 1） 按平均溫度法進(jìn)行水力計算時的布站 2） 按分段計算法進(jìn)行水力計算時的布站 第三章 熱油輸送管道的工藝計算 RRZRR lLnbTTbTTDKGc