联合站外输管线温控问题研究

【摘要】加热外输是目前降凝降粘最常用的方法，加热输送时，提高输送温度使原油的的粘度降低，减少摩阻损失，降低管输压力，使管内原油的温度保持在凝点以上，保证安全输送。文章建立了沿程轴向温度的公式，讨论了冬季夏季的流量与温度对末站收油温度的影响，沿程温降的变化及最小输量。

【关键词】沿程温降 最小输量

含蜡原油具有易凝、高粘的特点。加热外输是目前降凝降粘最常用的方法，加热输送时，提高输送温度使原油的的粘度降低，减少摩阻损失，降低管输压力，使管内原油的温度保持在凝点以上，保证安全输送。

在热油沿管道向前输送的过程中，由于管内温度高于环境温度，油流所携带的热量将不断的向管外散失，因而油流在前进的过程中不断的温降，即引起轴向温降。轴向温降的存在，使油流的粘度在前进的过程中不断上升，单位管长的摩阻逐渐增加。因此要降低管线阻力损失，得到要求的末站温度就要对沿程温降、出站温度、出站排量等进行研究，才能经济、安全的输送原油。

1 计算模型的建立

油流在出站时加热到一定的温度后进入管道。沿管道流动中不断向周围介质然热，使油流温度降低。散热量及沿线油温分布受很多因素的影响，如输油量、加热温度、环境条件、管道散热条件等。工程上将正常运行工况近似为热力、水力稳定状况进行轴向温降计算。

1.1 轴向温降计算式

设管道周围介质温度为T0，dl微元段上的油温为T，管道输油量为G，水力坡降为i。流经dl段后，油流产生温降为。在稳定工况下，dl微元段上的能量平衡式如下：

（式1-1）

式（1-1）中左端为dl管段单位时间内向周围介质的散热量，右端第一项为管内油流温降dT的放热量，第二项为dl段上油流摩擦损失转化的热量。因dl与dT的方向相反，故为负号。

从图中可以得到在冬季选择排量为13m3/h，出站温度在70℃时就能达到末站最低温度30℃的要求。

在夏季，计算结果图4。在夏季，环境温度较高，在管线埋深处的温度为20℃，想要得到末站温度在35℃，出站的排量控制在13m3/h，出站温度在56℃就能满足要求。

2.2 沿程温降TL

管理好长输管线，就要知道沿程管线的温降问题。在公式（1-2）中可以得到沿程管线的温降公式：

（2-2）

在冬季，管线埋深处的温度为3.6℃，外输排量在13 m3/h，出站温度的不同，来研究沿程温降问题。

在上图中可以得到，出站油温高，油流与周围介质的温差大，温降就快；在进站前的管段上，由于油流温度较低，温降就慢。加热温度愈高，散热愈多，温降愈快。因此，过多的提高出站的油温，试图提高末站的油温，在计算表中可以看出往往收益不大。出站温度提高10℃，进站温度才提高了3℃。因此，想得到合理的进站温度，必须综合考虑出站排量和温度。2.3 最小输量Gmin的确定

当输油管道运行后，其K、D、T0就一定，在两站相距l时，出站温度允许的最高温度Tmax及末站允许的最低温度Tmin已定的情况下，可以确定管道的最小输量。由公式（1-2）可得：

所以可得在冬季排量小于11.9m3/h，在末站是很难收到30℃；同样在夏季如果出站排量低于7m3/h，末站也收不到理想的温度。

3 结论

（1）根据某联合站的产能300方每天，冬季排量选择排量为13m3/h，出站温度在70℃；夏季在13m3/h，出站温度在56℃就能满足要求。

（2）出站油温高，散热愈多，温降愈快。因此，过多的提高出站的油温，试图提高末站的油温，往往收益不大。想得到合理的进站温度，必须综合考虑出站排量和温

（3）冬季排量小于11.9m3/h，在末站是很难收到30℃；同样在夏季如果出站排量低于7m3/h，末站也收不到理想的温度。

参考文献

[1] 冯叔初编.油气集输与矿场加工.中国石油大学出版社

[2] 杨筱蘅编.输油管道设计与原理.中国石油大学出版社

[3] 彭阳油田外输实施意见.长庆勘察设计研究院

作者简介

崔鹏，籍贯甘肃景泰，2008年毕业于中国石油大学热能与动力工程系，现为采油三厂胡尖山作业区元162井区技术井区长。