【摘 要】
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我国的原油储备多属于高含蜡原油,在常温下,高含蜡原油流动性较差,因此常采用输送前给原油加热的方法来避免输油管道发生冻结事故。管道停输后,原油的粘度随油温的降低而急剧增大,导致管道再启动困难,甚至发生“凝管”。研究管道的停输温降规律,对管道的生产运行具有重要的指导意义。为准确模拟停输阶段的原油温度场,掌握埋地热油管道的停输温降过程,对温降阶段的准确划分是至关重要的。本文利用原油温降过程中储能模量、损
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我国的原油储备多属于高含蜡原油,在常温下,高含蜡原油流动性较差,因此常采用输送前给原油加热的方法来避免输油管道发生冻结事故。管道停输后,原油的粘度随油温的降低而急剧增大,导致管道再启动困难,甚至发生“凝管”。研究管道的停输温降规律,对管道的生产运行具有重要的指导意义。为准确模拟停输阶段的原油温度场,掌握埋地热油管道的停输温降过程,对温降阶段的准确划分是至关重要的。本文利用原油温降过程中储能模量、损耗模量和损耗角的变化与温度的关系提出了划分管道停输温降阶段的方法,即以析蜡点和储能模量与损耗模量相等时(损耗角等于45°)的温度点为临界点将温降过程划分为三个阶段。在此基础上,建立了含蜡原油埋地管道停输降温的物理模型和针对不同阶段的数学模型,进而利用FLUENT软件进行计算求解。首先本文以花格线输送的QH油为例,进行基本数值模拟计算,分析管道停输过程温度场的变化,并预测管道安全停输时间。数值计算方法对管道正常运行和停输期间的土壤和管内原油的温度场的计算的研究结果表示,管道停输初期,土壤降温不明显,管内原油温度场以圆环状均匀分布于管内,温度从管壁到管道中心依次升高;停输后期,土壤温降明显,管内原油温度场开始以偏心圆环状分布于管内,管内高温区下沉;并且从整体上看管内原油的降温速率从快到慢变化。本文又选取CQ1油、CQ1油和DQ油对计算模型和温降过程划分方式进行验证。研究发现,对管道截面温度场变化来说,CQ1油和DQ油与QH油的温降规律相似;对于管中心处温度来说,从停输第一阶段到第三阶段,累计析蜡量最大的DQ油的停输温降速率最慢,即停输相同时间条件下温降最少。
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