随着我国内陆油田和海上油田的,原油管道的建设进入了一个新的历史时期, 的成品油输送管网逐渐发展和形成起来。我国原油大都是高凝固点、高含蜡、高粘度的“三高”原油,目前主要采用加热炉直接加热工艺,在长距离不锈钢齿轮泵输油管路中正常输送中,我们就 要解决压力和温度的能量损失的问题。根据资源条件和国民经济长期规划的要求,就 正确、合理地处理原油输送过程中管路的摩阻损失和 热损失这两种能量的供求平衡关系,以求达到经济、合理的目的。
一、加热输送的目的和特点
“三高”原油的管道输送中,当成品原油的凝固点大于管路环境温度,或在环境温度下成品原油的粘度很高时, 提前采取各种降凝、降粘方法。加热输是目前 的方法,即将成品原油提高温度后输入不锈钢齿轮泵管路,目的是降低其粘度,减少摩阻损失,借消耗热能以节约压力能。
在热油沿管道向前输送的过程中,由于其油温与环境温度的差异,在这径向温差的作用下,油流所携带的热量将不断地向管道外散失。因而使油流在前进过程中不断地有热量损失,即引起轴向温降。在轴向温降的作用下,使油流的粘度在输送过程中不断升高,单位管长的摩阻逐渐增大,甚至当油温降低到接近凝固点时,摩阻将急剧升高。
以上特点说明,热油输送过程中存在着两方面的能量损失,即摩阻损失和散热损失,因此也就 要从两方面给油流提供能量,一是由加热站提供热能,另一方面是由泵站提升压力能,还要正确处理好这两种能量的供求平衡关系。这两种能量损失的多少是互相影响的,在这两方面的能量损失中,其中散热损失是主要的因素。因为摩阻损失的大小与油品的粘度密切相关,而输送温度的高低,直接影响粘度的大小。如多建中间加热站,提高加热站的进出站温度,使油品在较高的温度下输送,散热损失将因之增大,而摩阻损失则减少。对于某一输送任务,存在着能耗 小的 优化输送条件,为此 先应确定不锈钢齿轮泵输送管道沿线的温降情况。
二、热油输送管道的径向温降
不锈钢齿轮泵管路内油流的径向温差,会引起油流在径向时的对流运动,因而在雷诺数略小于2000的情况下,热油管内流态也不是层流运动,自然对流搅乱了层流。只有在自然对流很弱的情况下,才能恢复层流,因此,某些 文献建议,在进行热油管的传热计算时,层流与紊流的划分仍以雷诺数大于或小于2000为界;而在进行水力计算时,只有当雷诺数小于1000,对流的影响很弱时,流态才按层流考虑,以使计算所得的摩阻偏于 值。
由于径向温降引起的扰动及管壁附近油流粘度的增大,会使热管道的摩阻损失比按截面平均油温计算时增大,在层流时的影响要比紊流时大得多。
三、热油输送管道的轴向温降
油流在加热站加热到 温度以后,在沿不锈钢齿轮泵管道流动过程中,不断把热量散失到温度较低的管路周围介质中去,因而使油流的温度不断降低。对于埋地管线,当输量和油温变化时,由于土壤温度常的重新分布和趋于稳定的过程较慢,所以在核算中计算的某段管路是随时间变化的。上述温降的基本条件没有考虑管内油流磨擦生热对温降的影响,也没有计入含蜡原油降温时析出蜡潜热的影响,故只适用流速低、温降大、磨擦热的影响较小,且在输送温度范围内没有相变的情况下。
综前所述了不锈钢齿轮泵热油输送管道输送影响因素,总的概况就是实际中存在的摩阻损失和散热损失,所以我们在管理和设计中要正确处理这两种能量的关系,也就能够正确处理输油工作中热能与压力能的关系。