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成品油管道顺序输送的混油分析

摘要本文介绍了顺序输送的特点及顺序输送管道的水力特性。

分别从沿程油、局部混油、意外混油三方面对顺序输送管道混油机理进行了全面阐述,对影响混油的因素进行了相关讨论,总结了当今世界上使用范围较广的几种混油界面检测方法。

针对现有顺序输送混油模型计算方法所存在的问题,利用流体紊流特性提出了混油模型的简化方式,利用简化模型及费克定律推导出了混油浓度的基本方程,给出了管道终端混油浓度的高斯-勒让德计算方法。

经过推导给出了混油量的计算公式,并分别讨论了混油量计算的理论公式与经验公式,同时对理论公式的浓度适用范围的修正系数作了介绍。

本文还重点分析了用混油浓度方程确定管道终点的浓度切割方法,以及对混油进行处理的方法;针对其影响混油的因素,提出了减少顺序输送管道混油量的相关预防措施。

关键词:顺序输送管道;混油机理;混油量;混油浓度;预防措施AbstractThis thesis is about the speciality of sequential transportation and the waterpower speciality of sequential transportation pipeline.Expatiate compeletely from three aspects: confused oil along the line、partly confused oil、accidently confused oil,discuss about the factors that affecting the confuse,summarize nowadays widely used methods on mesuring the interface of the confuesed oil.Aimed at the problems exists in the methods of former calculating of sequential transportation at the present,put forward the predigest ways of the confused oil former by using disorderly current speciality of fluid,enduce the essencial equation of confused oil's consistence by using the simplied ways and the Feck Law,present the method of calculating the consistence at the end of the pipeline which is called the Gauss-Lerang method.Present the method of calculating the quality of the confused oil after enducing,and discuss the theory and experience formulas respectly of calculating the quality of the confused oil,at the same time introduce the modified quotiety of the theory formula's consistence extension applied.And the thesis emphasized method about how to confirm the terminal of pipeline which is called cuting consistence method by using the equation of confused oil 's consistence,as to the method how to deal with the confused oil.Aimed at the factors affect the confusing,present the measures to preventing the confuse in sequentiality pipeline.Key words:order pipeline;mixing machinasm;mixing volune;contaminaied concentration目录第1章概述 (1)1.1国内外成品油管道的发展现状 (1)1.2管道顺序输送的目的 (3)1.3研究顺序输送的意义 (4)第2章混油过程 (6)2.1混油过程简要描述 (6)2.2 混油段的发展 (7)2.3 混油处理 (9)第3章混油计算 (10)3.1 混油机理 (10)3.2 混油浓度 (12)3.3管道终点混油量的计算 (20)3.4 变流速情况的混油计算 (25)3.5 管道终点油罐内的允许混油量 (26)3.6 终点混油段的切割 (28)3.7 混油界面的跟踪 (30)3.8 混油界面的检测 (31)第4章影响混油的因素及减少混油量措施 (37)4.1 顺序输送产生油损失的原因 (37)4.2 减少混油量措施 (42)结论 (47)参考文献 (48)致谢 (50)第1章概述石油、石油产品作为重要的能源之一,在世界许多国家的经济发展中起到了重要的支柱作用,长期以来,我国由于石油储运体系的不健全,尤其是成品油储运结构的不合理,在国际石油市场冲击下十分被动,严峻的现实迫使我国把发展石油储运业放在确保经济可持续发展的战略高度来认识。

从1993年起,我国已成为一个石油净进口国,尤其是开发大西北、大西南战略思想的确立,对油料的需求日益增多。

随着汽车工业的发展,燃料的需求快速增长,国内炼化企业原油加工能力的不断提高,继续依靠铁路、汽车和船舶运输成品油已不能满足市场的需求。

成品油市场规模的形成及发展,提出了建设成品油管道的迫切需求。

成品油管道顺序输送原油与成品油、原油与液化天然气、成品油与液化天然气等。

这样,一管多用可以使长输管道最大限度地满负荷运行,并且减轻其它运输方式(铁路、公路)的运输负荷,充分发挥管道的利用率,提高经济效益。

1.1国内外成品油管道的发展现状1.1.1 国外成品油管道的发展状况管道运输的起源可以追溯到公元16世纪我国古代自流井盐人利用竹木管输送天然气熬盐的时代,但真正的管道运输业是本世纪初美国大量敷设金属管道用来输送石油、石油产品以及天然气才开始的。

十九世纪末开始顺序输送石油和石油产品。

成品油管道出现在1940年,即著名的普兰迪逊成品油管道,这条管道完全按凯斯通公园的做法顺序输送油品,一直运行到现在。

该管道由305mm和254mm变径管组成,已建成相当规模。

1941年爆发了第二次世界大战,美国在战时利用已建的各种管道为战时输油服务,进行大量的改,建成了当时管径最大、距离最长的输油管道。

其中一条是原油管道,管长为600mm,全长2158km,日输原油47700m3。

另一条是成品油管道,管径为500mm,包括支线全长2745km,日输原油37360 m3。

1942年,苏军通过拉多湖底铺设了35 km的焊接管道,向被德军封锁的列宁格勒军民输送油料,至1943年3月累计输送4⨯105t。

第二次世界大战后发展野战输油管道的同时,北约和美国大力建造军用固定输油管道。

60年代开始,成品油管道向着大管径、长距离方向发展。

至20世纪80年代末建成长达1100多公里,形成了完整的体系,其中在中欧6000 km,土耳其约1000 km,北欧、意大利、希腊各600 km。

目前,世界成品油管道总长度已超过23⨯104 km。

并且还在以每年新增约8000 km的速度发展,主要集中在北美、西欧、俄罗斯和少数第三世界国家,其中一半以上分布在美国。

1.1.2 我国成品油管道运输的现状我国于1973年开始对顺序输送进行大规模的工业试验,1977年建成第一条长距离、小口径顺序输送管道。

这条管道建于世界屋脊青藏高原上,穿过永久冻土带等地质条件极为复杂地区的格尔木—拉萨成品油管道。

全长1080 km,管径150 mm,顺序输送汽油和柴油。

进人20世纪90年代中期,我国建成了第一条具有商业意义的成品油顺序输送管道工程,即抚顺至营口鱿鱼圈成品油管道工程,管道全长246 km,管径355、637.7 mm,管材X52,16Mn直和螺旋缝焊接钢管,设计压力6.4MPa,年输送能力为2.4⨯106t,顺序输送汽油和柴油共5个牌号两种油品。

第一次在成品油管道工程上采用了当时具有领先技术的SCADA系统,实现了全线自动化顺序输送成品油。

随后于2002年9月29日投产了兰成渝成品油管道,管道干线全长1250 km,管径508、457、323. 9 mm,管材X60、X52直缝和螺旋缝焊接钢管,顺序输送90号、93号汽油和0号柴油,该管道设计压力10 MPa,成县减压站进站处最高设计压力14.6 MPa,年输送能力为5.0⨯106t。

沿途地势连绵起伏,最大落差达2254.9 m,中间分输站多达13个,面向15个油库分输。

这是我国第一条高压、大型成品油管道,无论从地理位置、管线环境还是其规模以及具有多分输的功能来讲,在国内都是前所未有的。

目前,正在建设中的大型成品油管道有,总长约为2100 km的广西—北海—贵阳—昆明的大西南成品油管道,乌鲁木齐—兰州的西部成品油管道等。

西部成品油管道干线长1858km,管径599mm,设计压力8.0~10.0 MPa,设计输量10⨯106t,这将是我国又两条大型长距离成品油管道。

近年内还将建设华北地区、长江三角洲、珠江三角洲地区、浙闽沿海及苏鲁皖等地区的成品油管道,构成成品油管道的骨架。

中远期将逐步发展短距离管道,形成成品油管道网络。

另外,东北地区成品油管道正在规划中。

截至2003年底,我国成品油管道共计6525 km。

1.2管道顺序输送的目的世界各国之所以不断地发展油品管道运输,积极调整成品油运输结构,就是因为成品油管道运输具有很多的优越性,其大量采用对一个国家的经济发展起着很重要的作用。

(1)能明显减少油品损耗。

由于成品油是轻质液体燃料,具有易燃、易爆、易于挥发的特点,采用管道密闭输送,可大大降低(装车、卸车、运输等操作过程中的)蒸发损耗,其安全性也得以提高。

(2)能明显降低运输费用。

由于管道运输操作环节少,能耗低,自动化程度高,统一管理,节省人力,因此管道运输总的输油成本要比其他陆路运输方式低很多。

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