【正文】 失越小。地溫從0℃增加到 16176。C摩阻損失減小10m?30m。因此，夏季可以適當(dāng)?shù)臏p少運行的輸油泵數(shù)。冬季則應(yīng)該增加運行的輸油泵數(shù)，并且減少節(jié)流，保證安全運行。圖517不同地溫時摩阻沿管道的變化 圖518沿程摩阻隨埋深地溫的變化 土壤導(dǎo)熱對沿程摩阻的影響 圖51520為其他運行條件保持不變時，土壤導(dǎo)熱系數(shù)不同時的摩阻沿管道的變化曲線和沿程摩阻隨土壤導(dǎo)熱系數(shù)的變化曲線?？梢钥闯?，土壤導(dǎo)熱系數(shù)越大，沿程摩阻越大?！?W/m℃,摩阻損失增大在25?65m。因此，冬季土壤凍 結(jié)和多雨季節(jié)使土壤導(dǎo)熱系數(shù)增大會導(dǎo)致沿程摩阻損失增大，在熱油管道的運 行管理中應(yīng)該特別注意。圖519不同土壤導(dǎo)熱系數(shù)時摩阻沿管道的變化 圖520沿程摩阻隨土壤導(dǎo)熱系數(shù)的變化 管道結(jié)蠟對沿程摩阻的影響圖521不同結(jié)蠟層厚度時摩阻沿管道的變化圖522沿程摩阻隨結(jié)蠟層厚度的變化圖52522分別為其他運行條件保持不變時，不同結(jié)蠟層厚度時摩阻沿管道的變化和沿程庠阻隨結(jié)蠟層厚度的變化曲線?？梢钥闯?，結(jié)蠟層厚度越 大，當(dāng)量管徑越小，沿程摩阻越大。結(jié)蠟層厚度從0增加到50mm沿程摩阻增 加約200m。管壁結(jié)蠟過厚會造成泵站的工作壓力升高，但是，由前面分析知 管道有一定的結(jié)蠟厚度可以降低散熱損失。所以，清蠟周期和清蠟程度的確定 應(yīng)該綜合考慮結(jié)蠟對散熱和摩阻損失兩方面的影響因素，選出最優(yōu)清蠟方案。圖523最小允許輸量、臨界安全輸量隨出站油溫的變化 圖523為其他運行條件保持不變，臨界安全輸量和保持最小進(jìn)站溫度為 33℃時的最小允許輸量隨出站油溫的變化曲線?？梢钥闯觯稣居蜏卦礁?，臨 界安全輸量和最小允許輸量越小。當(dāng)出站油溫升高10176。C時，最小允許輸量降低 近200kg/so因此，在管道服役末期可以通過提高加熱站出站溫度的方法延長 管道的服役時間。但是這樣會消耗大量的能量。當(dāng)能量的消耗程度超過一定界限，單純通過提高出站溫度來降低最小允許輸量就會非常不經(jīng)濟(jì)，這時就要考 慮改用添加降凝劑、熱處理等其它輸送方式。 埋深處地溫對最小輸量的影響 圖524為其他運行條件保持不變，臨界安全輸量和保持最小進(jìn)站溫度為33176。C時的最小允許輸量隨地溫的變化曲線?？?以看出，管道埋深處地溫越高，臨界安全輸量和最小允許輸量越小。冬季管道埋深處地溫最低在0176。C左右，比夏季最高時低16176。C左右。保持同樣的進(jìn)站溫度，冬季最小允許輸量要比夏季大140kg/s。因此，為了延長管道使用壽命， 可以有計劃的在夏季降低輸量甚至采取間歇輸送，在冬季則加大輸量，保證管 道安全、穩(wěn)定運行。圖524 最小允許輸量、臨界安全輸量隨地溫的變化 土壤導(dǎo)熱系數(shù)對最小輸量的影響 圖525為其他運行條件保持不變，臨界安全輸量和保持最小進(jìn)站溫度為33176。C時的最小允許輸量隨土壤導(dǎo)熱系數(shù)的變 化曲線?？梢钥闯?，土壤導(dǎo)熱系數(shù)越大，臨界安全輸量和最小允許輸量越大。 ℃℃，最小允許輸量降增大近 200kg/s。因此，冬季和雨季時，應(yīng)該注意土壤導(dǎo)熱系數(shù)增大對最小輸量的影響。圖525最小允許輸量 圖526為其他運行條件保持不變時，臨界安全輸量和保持最小進(jìn)站溫度 為33176。C的最小允許輸量隨結(jié)蠟層厚度的變化曲線。可以看出，結(jié)蠟層厚度越 大，臨界安全輸量和最小允許輸量越小。結(jié)蠟層厚度從0增加到50mm最小允 許輸量降低了 60kg/s。因此，保持管內(nèi)壁一定的結(jié)蠟厚度可以降低最小允許輸 量，有助于保持管道安全穩(wěn)定運行。圖526最小允許輸M、臨界安全輸M隨結(jié)蠟層厚度的變化六、結(jié)論 本文綜合了原油流變學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)等學(xué)科的理論，采用數(shù)值模擬 方法，考慮到含蠟原油在加熱輸送過程中，流型流態(tài)及物性參數(shù)的變化，分析了含蠟原油加熱輸送管道的流動特性，建立了含蠟熱油管道水力熱力計算及最小允許輸量計算模型。編制了相應(yīng)計算軟件。通過算例對含蠟熱油管道不同工況下沿程溫降、摩阻損失及最小允許輸量進(jìn)行了模擬計算，并分析了出站油溫、環(huán)境條件、輸量以及管壁結(jié)蠟等因素對管道運行的影響，得到了如下結(jié)論： （1）輸量較小，油流有流型流態(tài)變化時，蘇霍夫公式計算得到的沿程油溫 比實際偏低，誤差較大。本文由于考慮了原油的流型流態(tài)變化和總傳熱系數(shù)等參數(shù)的變化以及管壁結(jié)蠟的影響，計算結(jié)果更接近實際，提高了計算精度。 （2）出站溫度越高沿線油溫越高，摩阻損失越小，管道臨界安全輸量和最小允許輸量越小。出站溫度提高10 ℃時，進(jìn)站溫度提高了6 ℃，摩阻損失降低大約50m,最小輸量則降低近200kg/s。因此，在部分泵機(jī)組發(fā)生故障，輸出壓力降低時，可以通過提高出站溫度保證管道安全運行。在油田生產(chǎn)末期輸量不斷降低的情況下，可以通過提高出站溫度延長管道服役時間。 （3）管道埋深處地溫越低，土壤導(dǎo)熱系數(shù)越大，沿線油溫及進(jìn)站油溫越低，摩阻損失越小，管道臨界安全輸量和最小允許輸量越大。地溫從14176。C降低到0℃時，進(jìn)站溫度降低大約4℃，摩阻損失增大在10～30m，最小允許輸量 提高了 135kg/s。176。C，摩阻損失增大在25～65m，最小允許輸量提高了 200kg/s。因此，熱油管道出站油溫和泵站輸出壓力應(yīng)隨著季節(jié)而調(diào)整。夏季可以適當(dāng)降低加熱站出站油溫、減少運行泵數(shù)量，降低能耗。冬季則應(yīng)提高出站油溫，增加運行泵數(shù)量，保證管安全運行。在冬季或多雨季節(jié)應(yīng)該特別注意土壤導(dǎo)熱系數(shù)增大對管道運行的影響。在油量不足的情況下可以采取冬季提高輸量，夏季降低輸量或采取間歇輸送的方案代替正反輸運行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 （4）管壁結(jié)蠟越厚，沿線油溫越高，摩阻損失越大，管道臨界安全輸量和 最小允許輸量越小。管壁結(jié)蠟可以減少管道散熱量，起到一定的保溫作用，但 是摩阻損失相對要增大一些。因此，應(yīng)該綜合考慮兩方面因素對管道能耗的影 響，合理確定清蠟周期和清蠟量。 （5）輸量越小，沿程油溫越低，溫降越大，輸量從800kg/s降低到300kg/s后，進(jìn)站油溫降低超過10℃。因此，管道在低輸量運行時，應(yīng)該相應(yīng)提高出站油溫，保證管道安全運行。輸量高于臨界安全輸量時，沿程摩阻隨著輸量的減 少而減小，當(dāng)輸量小于臨界安全輸量時沿程摩阻隨著輸量的減少而急劇增大，使管道進(jìn)入不穩(wěn)定運行區(qū)域。因此，管道在輸量接近臨界安全輸量運行時，要保證泵壓有一定的富余量，一旦發(fā)生不穩(wěn)定狀況，可以馬上提高泵壓，增加輸量，以脫離不穩(wěn)定運行區(qū)域。 本文計算模型雖然考慮了非牛頓流體和管道結(jié)蠟等因素的影響提高了管道 水力、熱力計算的精度。但由于時間和條件的限制本文對管道散熱計算和結(jié)蠟 厚度的計算進(jìn)行了一些簡化，與實際情況存在一定的誤差。在將來的研究工作中應(yīng)在以下幾個方面作進(jìn)一步的完善和研究： （1）根據(jù)不同季節(jié)土壤溫度場的實際變化情況，建立更符合實際的管道散 熱模型進(jìn)一步提高熱力計算的精度。 （2）研究原油析蠟機(jī)理，準(zhǔn)確的計算不同管段的結(jié)蠟層厚度。 （3）采用優(yōu)化分析的方法，根據(jù)不同的約束條件，計算得到最節(jié)能的出站溫度、出站壓力及清蠟周期等運行參數(shù)，為熱油管道運行管理提供更詳盡的數(shù) 據(jù)。參考文獻(xiàn)，1991:40?55.Dennis E Drayer. 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