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油气集输系统运行效率分析

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油气集输 集输工艺 集输工程 集输安全
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石油大学(华东)硕士学位论文油气集输系统运行效率分析姓名:陈鲁申请学位级别:硕士专业:油气储运工程指导教师:杨肖曦;李自力20040801油气集输系统运行效率分析陈鲁(油气储运工程)指导教师:杨肖曦副教授、李自立教授摘要本文以河口首站为研究对象,把联合站分为输油系统、沉降罐系统、外输管网、加热炉系统,对每一个子系统和联合站整体建立了能量平衡模型和炯平衡模型,并进行了能量平衡分析和炯平衡分析,全面系统地评价了油气集输系统用能情况,找出了用能的薄弱环节,指明了节能改造的方向。通过计算可以看出,输油系统采用了较先进的螺杆泵,运行可靠,效率较高:一次沉降罐不保温,散热量较大,二次沉降罐和净化油罐散热量较小,净化油罐保温层厚度接近最优值,而二次沉降罐保温层厚度与最优厚度相差较多;加热炉系统的热效率较低,是由于过量空气系数大,排烟温度高;加热炉佣效率较低是因为用品位高的燃料炯加热品位低的原油造成较大的佣损。通过联合站整体能量分析可以看出,首站站效为88.58%,佣效率为9.72%,是一个用能效率较高的系统,但也有用能薄弱的环节,还有节能改造的潜力。关键词:能量平衡,拥平衡,效率,油气集输系统,节能il。u i of on in he of to is by he of he of of to is tO t.he is of he is of is to of an of 8.58%.72%is a is ey 我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含萁谴入已经发袭或撰写过翡磷究成秉,也不包会务获褥石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我~同工作的闷志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并袈示了谢意。签名: 每年e 用学位论文的规定,即:学姣毒权保聱送交论文熬复印{拳及趣孑叛,兔许论文被套阙帮馔霾:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段搽存论文。(保密论文在解獬后应遵守此规定)学生签名:导筛签名:限龟锄幻数伽坤年¨月己7 }年 {|筒 ≯7醑石油大学(华东)硕士论文 第1章前言第1章前言1.1选题的必要性能源是发展国民经济的重要物质基础,能源危机越来越受到人们的重视。节约能源己成为继煤、石油和天然气、水电、核能之后的第五大能源。目前我国平均能源利用率不高,只有30%左右,而日本和美国分别为57%和51%。如果我国能源利用率可以提高到40%,则每年可以节约标准煤2亿多吨,可见节能降耗对解决能源问题有十分重要的意义。石油工业在生产过程中,自身消耗了大量的能源191,特别是随着许多老油田开发难度的增加,能耗逐年上升。1994年陆上石油企业总能耗折合标准煤3408万吨,相当于自产油气的15.5%。目前在油气生产成本中,能耗约占25%,而长输管道则占40%。油气集输系统是油田地面工程的核心,它包括对油、气、水的收集、处理、输送的全过程。我国大多数油田属于高凝、高粘石蜡基原油,为防止集输过程中原油结蜡、凝固、堵管线,大多数油田采用加热输送流程。在整个输油过程中,每吨原油要消耗天然气20~30耗是相当大的。节能降耗对石油企业来说是降低成本,提高经济效益的重要途径。1.2国内外油气集输系统节能降耗研究状’兄【¨力学分析法得到了广泛的应用和迅速的发展,它已经从热力动力、冷冻等深入到化工、炼油、冶金、轻工、建材等生产过程,指导节能工作并卓有成效。同时它还发展到各个工业部门乃至整个国家能源转化和使用情况的考察。热力学分析法大致可分为:能量平衡法、熵分析法和炯分析法。右油大学(华东)硕士论文 第1章前言1.能鬣平衡法8&量平衡法是建立在热力学第一定律的基础上的第一炎热力学分板方法。分析任一装覆、过程乃至部门的能鬣转化、利用及损失情况,也即对§定能量损失的数爨分毒,计算£&爨的利用效率即热效率。2。楚分嫒法熵分析法是热力学第一、二定律为基础的第二柴热力学分析法。通过诗算设备、装藿躐遘程豹熵产量疆及瑾憋功、损耗功,麸丽确定过程的功消耗(焖损耗)及热力学效率,分析粪找功损耗大的朦因,提出节能降耗,掇商能量利用率的途径及攒施。3。卿分析法媚分析法是以热力学第一、二定律为基础的第二类热力学分析方法。通过对装饕戏过程,在物糕平赞移黯量平黉匏基萋爨上,计冀各物浚耱能流的佣值,通过炯平衡,确定堋损失及其分布,找出损失绒损耗的原因美及能量利爱上熬薄弱饔苓,麸瑟必繁能瓣耗,箍瘫能量糕震率攒筏正确方向。潮分析方法豹蔓要内容有:(1)进行物料、热量平衡,确定输入输出体系的各物流量、热流量、功流量以及各物流的状态参数(如温度、鹰力、组成等);(2)计冀物流煅和热流煅;(3)踟黼平衡方程确定过程的炯损失;(毒)确定翔效率及热力学宠善度。本文运用热力学原理,应用能擞利用率、能量转化率、拥效率等概念,对灌气榘餐过程孛熬艉量转纯、传递嚣傻弱迸芎亍燕力学分褥,帮萤能分析。评价过程、设备或装置的能量有效利用程度,确定能量利用效2石油大学‘华东)硕士论文 第示能量损耗的大小、原因及部位,为改进工艺和设备、提高能量利用率指明方向和途径,提出合理利用能量的基本原则和节能措施。在油田内部进行能量分析,是从八十年代初受到重视并陆续发展起来的。能量分析是~项重要的基础工作,实践证明能量分析是组织改进节能实践的重要技术手段。目前,常用的方法是能量平衡分析和炯分析。在油田开发后期,油气集输系统耗能大的主要原因是原油综合含水率高、原油脱水加热以及主要耗能设备效率低等。近些年,国内外的一些先进的集输系统采用了一系列的新技术、新设备和新工艺,取得了显著的效果【15l。(一)常温游离水预脱除技术①加破乳剂,即把一定量的破乳剂加入高含水的采出液中,在不加热的情况下脱除大部分游离水。现场采用的破乳剂主要由表面活性剂组成,能快速的使采出液进行油水分离,是水中的乳化原油破乳,同时能使水中的悬浮物凝结,并吸附原油使之上浮,从而起到净水的作用。⑦磁处理技术,其应用原理的学术观点很多,目前无成熟理论。通过对水溶液、原油、原油乳化液进行的磁处理的前后对比试验表明,经过磁处理后,可以改变原油乳状液的流变性和脱水性能,使破乳剂的活性提高,有利于原油脱水工艺。(二)高效的油气集输流程①无泵无罐流程此种流程从井口到联合站的原油稳定前均无泵,且没有开口的油罐。为保证油气集输和处理,通常在脱水前要增压,有时甚至在每一段前都要增压,为了避免增压,又要保证一定的脱水压力,需将井口回压提高到l~1,5施不用开口罐的措施是一律采用封闭压力沉降、脱水、缓冲等环节,使集输处理过程是密闭的,这样可以减少油气损耗。石油火学(华东)硕士论文 第1章前言②鲁然不加热集输根据乳化理论粕油田实践,油井产液一般含水60%左右开始由油包水黧乳化液转化为水包油型乳化液,流动戳力骤然下降;鹦一方面随着产滚含水的不断增加,产业瀑度不叛舞毫,接近熬至超过艨油凝点,因此不用附加措施就可对原油进行自然不加热输送。(三)提裹爱黢设备翳散率在原油集输处理系统中,加热炉运行效率直接影响燃料消耗量和系统瓣效率。阐内热熬炉懿效率一般较低,平均为70%左右,焉餮终平均水平高达87%。提商加热炉效率的描施主要有控制过量空气系数、降低捧濑温度采减少捧爝热损失,加强炉体傈澈措施殴减少散热损失等。在降低油水泵电耗方磷,提高泵效率怒关键,鼠煎大部分泵效}匕较低,为65%左右,与国外先进水平相差较多。国内外在降{氐电能消耗上采取了以下接旌:髑裹效裂代替低效泵,在泵上使用变频调速器,周天然气发动机代替电机驱动象,节约了电能。1.3河口采油厂油气集输系统简介河弱采潴厂淘气集输大飘摇负精河西魄区懿渤南油翻、埋东酒田、飞滕滩油田、义和废油田、大王北油田、陈废油田等13个油田的天然气生产、原油脱水、骤油稳定、污水处理任务,其中大型联含站8馥,轻烃她理站2座,天然气增联站油干线8祭,年输渡囊约250多万吨。(集油站和干线分布如图O.1所示)黄站位予潺墨集簸系统戆孛心缀墨,毯受着澎三漆势妻蘩来渡懿筵莲和外输,及埋东站、义和站来油的外输任务。日处联来液6300合含承率80%,鑫多}输琢漓爨5800t。联合蘩癌添漓净谨系统(包括分离、脱水、稳定、沉降警)采用阶梯式热化学沉降,采用高效分水器简化了4互迪盔堂!兰查!堡±鲨奎 蔓!曼』翌量原油处理的生产工艺,其生产流程如图01.1集输系统分布图处理站图1.2酋站生产流程示意图1.加热炉 2'高效分水器3.水套炉4.稳定塔5.一次沉降罐6.二次沉降罐7.好油罐8.外输水套加热炉9.外输油泵 10.提升泵5石油大学(华东)硕士论文 第1章前言本文的研究辩絮是河瓣首站,对其进行能量分析和溺分析,对集输系统用能进行评价,根据结果提出相应的节能措藏,为集输系统魄节能改造提供科学的理论依据。6石油大学(华东)硕士论文 第2章能量分析基础第2章能量分析基础能量平衡、能量利用率是从热力学第一定律出发,在数量上描述能量转换过程的平衡关系的。近年来又采用个一个新的热力学参数“炯”的概念,它是从热力学第二定律出发.表达了能量转化和传递过程中能量的可用性,以及能量在数量和质量上的关系。佣综合了焓和熵的概念,既从数量上又从质量上表示出处于某一状态的工质的实际作功能力。本文对联合站用能系统进行能量平衡和炯平衡分析。2.1能量平衡分析…能量平衡是研究进入体系的能量和离开体系的能量在数量上的平衡关系,可用能量平衡方程、能量平衡表或能流图表示,并用能量利用率来体现其用能水平。2.1.1能量平衡方程能量平衡体系即进行能量平衡的设备所要考察的范围,体系应有明确的边界线,并用框图示出,称之为能量平衡模型,如图2.1所示。能量平衡的对象可以是一个设备,也可以是若干个设备组成的一个系统。 图2统总输入热量∑Q,应等于系统的总支出热量∑缘加上系统储存能量的变化△Q。。,即∑绋=∑线+正常工作的热设备多处于热稳定状态,此时体系本身储存的能量不再变化,7石油大学(华东)硕士论文 第2章能量分析基础即0,因此在稳定工况下∑Q,3∑Q。 (2·1)∑Q,2‰+Q。。 (2鲮。=既+9f (2_3)式中 轨,:由工质(3料或半成品等)带入系统的能量:Q。:由工质带出系统的能量;外界供给体系的能量,主要指燃料和二次能源:出系统的能量,如排烟热、散热、凝结水带出热等。进行能量平衡的任何对象,只要它的能量平衡系统确定后,都可以建立起这种模型,这种能量平衡模型的好处是简单、清晰、便于分析和计算。2.1.2各种能量的计算(1)燃料热【4】Q=占一(2中Q,:燃料热,料低位发热量,kJ/c,:燃料平均比热,或:L:燃料进炉的温度,℃;£:环境温度,℃:B:燃料消耗量,k∥s;(2)物流带入或带出系统的能量Q。= (2—5)8互塑盔堂!些查!堡主堡塞 苎!童墼里坌堑至型式中绒:物流带入或带出系统的能量,:流入或流出系统物流的质量流量, kg/物流从瓦到);T,£:物流和环境温度,℃。(3)电的等价热量式中见:电的等价热量,:系统所消耗的电量,s;驴。:电与热的折算系数,取纯=3.16。(4)排烟损失热量%(%一To)研烟损失热量,:排烟的体积流量,/s:C。:烟气平均容积比热,%:排烟温度,℃;g::排烟热损失率,%(5)散热损失级=一兀)×10。式中Q,:散热损失,:散热体内工质到环境的传热系数,∥/(m 2K),:总散热面积,搠2;%:散热体内物流的平均温度,℃。2.1.3能量平衡计算基准O(2.6)(2.7)(2油大学(华东)硕士论文 第2章能量分析基础(1)綦准温度;以环境温度(即外界空气温艘)为基准:(2)燃料发热鐾:苏燃糕低佼发热量菇基准{(3)燃烧用空气:按体积百分比,02;21.O‰9.O%;羧菝量酉分魄,Q:23。2%,蕊:76.8%;(4)单位:使用国际单位;(5)~次能源按其低位发热鬣计算,二次能源按其等价热量计算名称 数爨 低位发热麓台稼煤堍标准煤 9.27 1.1.868 1,43天然气 18.93 1.33电 1kⅥl 3.6 0.1232.1.4能量平衡评价准则在实舔王箨孛兔了方镁诗算鬻采琢懿下形式静黯董方裰:‰=%+Q (2—9)式中g。。:由外界供给的能量,0:有效希=_,:撵教N#裁溺豹戆量,1)设备能量利用率r/h‰=老川蝴(22)系统能量利用率。 川…一娶M㈣ 沼,,,东)硕士论文 第2章能量分析基础式中 ∑由外界供给系统的全部能量,易:系统有效利用的能量。9:系统损失的能量,3)能量传输效率珑指系统输出有效能量与输入的全部能量之比,是用来评价整个生产工艺流程或整个生产装置用能水平的准则。仉=卺圳。%(2中%:系统输出的有效能量,通常Q。=瓯,:系统全部输入能量,绋=Q。,4)能量损失系数丸能量损失系数是用来判别用能不合理环节的,对于生产系统,可以取子系统或设备作为用能环节,对于设备可以取用能过程,能量的转换或传递过程为环节。五2老式中Q,.,为系统或设备)的损失能量,5)能损率旯反映每一个环节能损占总能损的百分比,拈矗(2.13)(2.14)互鎏盔堂!兰叁!堡主堡塞 蔓!至墼墨坌塑至塑(6)单位能耗 ㈨盼糯单位能耗能较好的反映企业的用能水平,有一定的可比性。2.2佣分析Ⅲ嘲2.2.1佣平衡模型与炯平衡方程设输入系统的炯为民。,输出的媚为五二,二者之差即是系统内耗散焖,也即内部娴损E。。这样就可以把系统中佣的变化表示为图2是一个基本佣平衡模型。如果对输出炯再作划分,则又可将其分为两部分:排放给外界的无效炯,即外部炳损E。;输出翔中的有效部分,即有效输出炯巨盯,这样就可以得到一个通用堋平衡模型,如图222;嘶f+x|㈣t+(2·1s]E,¨+E,。 (2·16)式中 E∥带入佣,由除焖源以外的物质带入体系的翔;巨。:供给炯,由炯源或具有炯源作用的物质供给体系的拥,如12石油大学(华东)硕士论文 第2章能量分析基础燃料娴、电焖等。2.2.2佣值的计算(1)燃料佣①燃料物理显热炯%P。=瓦]一10②燃料化学炯气体: e。=o.95Q;液体: %=0.975站固体. +料炯 :P,=8。+%式中 e。:燃料物理显热佣,kJ/,;燃料比热,);正,矗:燃料温度,环境温度,K:鲇:燃料高位发热量,kJ/kg;r:水的气化潜热,kJ/7;燃料中水的百分含量,%。(2)功源佣电能和机械能的炯与其总能量相等。(3)热源炯(2.17)(2.18)(2—19)(2.20)(2.21)奠迪查堂!茔垄!塑主笙壅 釜!整壁垦坌塑墨塑霹予一个遥滋热滚T,{冀繇境懑度药蒸准粒潮篷为:%==%:××100%(37至迪盔堂!些查!堡主笙苎 笙!童熊塑墨竺堂量坌塑(7)输油系统效率:r/=三坚×100% (3式中 机功率因数;U:电网输入电压,V;I:电网输入电流,A;Q:泵体积流量,m3/h;p:原油密度,七g,聊3;H:泵的扬程,m;H,,日::泵进出口处的液体压头,m;只,B:泵进出口实测压力表读数,v1,进出口处液体平均流速,111,s;毛,z::泵进出口处相对基准参照面的高度,m:凰,忍:输出管网的压头,.1.3计算结果输油系统输油效率及能量分布见表33流 功率因数 电机输入 电机效率U(v) I(A) 率((%)400 330 0.83 189.76 95390 340 0.85 195.2l 95390 330 O.85 189.47 95390 330 O.81 180.56 95400 340 O.8l 190.80 9518互迪盔堂!望查!堡主堡奎 笙!童塑鎏墨丝堕墅泵参数:入口压力 出口压力 额定流 实际流量 泵效率只(只(量m3,h Q(m3,h) 玑(%)O.05 1.8 300 285 76.93 1.8 300 273 72.440.03 1.8 300 281 76.820.04 1.7 300 302 81.250.04 1.8 300 275 74.23管网及输油系统管网压力 调节阀及管网效率堍 输油系统效率r/P,((%) (%)1.7 94.44 68.891.7 94.44 64.931.7 9444 68.851.6 94.12 72.541.7 94.44 66.51输油泵效率曲线珂80757065图3,泵效率越大。表3损率能量 符号 单位 数据数(%) (%)输入功率 89.16 O DJ .46 5.O 15.8419石油大学(华东)硕士论文 第3章输油系统黼鼙分析| 裂援耗 魏 2.53 22+48 71.24o .7l 4.08 12.91y 29.46 68.44输油泵系统能流鞠%5 8%4.08图34输油系统能流图3.1.4输油系统分析【22】藩墨袋渡厂荣站熬竣浊泵是2002牮改造懿摸熬螺稃泵,型号烫率为220此之前使用的泵型号为75065溅试结果觅淡3。3:}电压 电流 功率 电机 进口 出口 流 轴功 泵效I(V) (I) 因数 效率 压力 压力 爨 盎 率(%)}6000 30 0。85 0.95 0.05 1.8 300 25l。75 57。97通过改造前膳的数攒对比可以看出,改造后输油系统效率有了较大掇离,改髓之前泵效率只脊57.97%,改造之后,泵效率在72.44%~81.25%之间,输浊系统豹效率在64,93%~72。54%2_溜系统的系统惑损耗31—56%,其中输油泵损耗占22.48%,占总能损耗的71.24%,其次是电规襞损S%,砉憨鲢耗鹃15。84。./o;调节蠲秘管薅貔撰耗4,08%,筏接率为12.91%负荷都在90%以上,这样确2东)硕士论文 第3章输油系统能量分析保了泵在高效区内运行,泵出口压力基本与管网所需压力相符,这说明新换的螺杆泵符合首站现场的要求。根据中国石油与天然气集团公司颁布的油气田及长输管道节能技术实施细则之规定,油田集输油泵运行效率应在65%之上,该系统的运行的效率应在72.44%~81.25%之间,是一个效率较高的系统。输出油泵改造之后收好的经济效益,计算结果如下【101:改造之前电机输入功率:只:x]3×6000×30×o.85×10~:265.0只=189.16 片一只)×24×365×0.455(元/(265.0—189.16)55=30.23(万元)改造后电机额定功率大幅降低,每年可以节约电费30.23万元,除此之外首站外输泵用螺杆泵后噪音明显小于离心泵,运行平稳,密封性好,渗漏很少,并且停掉了全部冷却水,这样还可以节约部分水费。螺杆泵的能耗及效率的指标明显优于离心泵。3.2输油泵的堋分析3.2.1泵佣分析模型的建立如图3.5所示,泵的供给佣为电娴k;原油进出泵时的物流炯分别为疋。,E::泵进出物流炯之差为有效堋%;熠损表示为岛。泵的炯平衡方程为:2查!堡主兰塞 篁!主塑垄墨堕堂绁如一(E:一‰)+(3_9)E。=% (3_10)E。。f=E。2一H:一Ⅳ1)一一哆一只一S)个=疋一五)+Q(只一只)一C7"‘1=(疋((3·11)41式中%:泵的轴功率,,日::泵进出口的焓,。,进出口的熵,;G,Q:原油的质量流量和体积流量,kg/s,m3/s,G=成9,式中成为原油的平均密度;五,只:泵进出口原油的压力,103Pa;原油平均定压比热,)。3.2.2泵:跚算泵炯计算的原油数据见表33号 单位 数据泵进口压力 只 .04泵出口压力 E .8泵进口温度 62.7环境温度 13原油比热 C删 2.0056原油密度 以 七g/∥ 870.0泵排量 Q ∥/J 0.0787石油大学(华东)硕十论文 第3章输油系统能量分析f 原油流量 G kg/s 68.47泵轴功率 % 79.7泵效率 玎 % 76.33泵出口蜮铲瓦%糕等拖几输入电炯:k=%=179.7效率焖损系数%=一五)一(只一只)=68.47056x[(63—62.7)一(273.15+13)×二;;.::;!;:笔】+o.0787。(1.8一o.04)。1 0,273.15+62.7。 …。一=144.62枷帖等圳啡s%五=1一r/e,=18%=19 52%石油大学(华东)硕士论文 第4章油罐散热计算第4章油罐散热计算4.1散热量的计算首站共有三个油罐;一次的沉降罐、二次沉降罐、净化油罐(好油罐),其中一次沉降罐不保温,其它两个油罐均保温,油罐相关参数如表44位 数值一次沉降罐内温度 ℃ 51二次沉降罐内温度 ℃ 82.8净化油罐内温度 ℃ 57.7外径 ℃ 23.0罐高 m 12.0拱顶高 m 2.0平均壁厚 m O./(m.鼬 45保温层材料 聚氯乙烯泡沫塑料保温层厚度 m 0.04保温层导热系数 W/(m.10 0.058保护层材料 镀锌铁皮保护层导热系数 Wl(m.K、 50.m 0.002罐外壁温度 ℃ 25.O(未保温)16.0(保温)环境温度 ℃ 13.m/s 5.O(1)传热系数的确定一般油罐的直径均在十几米以上,壁厚仅凡厘米,故可以忽略其内外径之差,作为平板处理。 不保温时:’口1一^ 口,24石油大学(华东)硕士论文 第4章油罐散热计算…谯。鞣1式中 圆:罐内原油到罐内壁的换热系数,W/()故』相可以忽略;(4—2)一般必较大口2:罐外侧到周围空气的对流换热系数,口:=11.6+7x/.76+0.07(t。一,,),W/();4,^:罐壁、保护层等的壁厚,/(瓯,屯:油罐保温层壁厚,/(v:空气流速,m/s。由《油气田及长输管道能量平衡》有关数据查得罐顶和罐底传热系数如表44底传热系数l 项目 单位 保温 不保温I 罐顶/(1 0.343 2.323I 罐底K。 W/(1 0.116 1.162(2)散热量Q=瓦K,()+巧墨()+E蚝(f一‘r)■=石.D.哇=丢加2式中D,H:油罐直径和油罐高,m(4.3)(4.4)(4.5)(4.6)至照查堂!兰奎!塑垫堡墼熬堡曼咒,F。圪:罐壁、罐顶、罐底构面积,舻;t;罐内遗凄,℃。表4_3油罐传热蔫耪面积 符号 单位 数氇 m: 『867 05}罐顶嚣积 巧 一 {428.04{罐底面积 ^ m }415 47(3)油罐散热计算结果见袭年4项羟 革证 一次沉薛罐 =次沉降罐 净化油罐罐壁转热系数 w“m‘K) 】0。57l l 265 1.376罐顶传热系数 w,(m‘K) 2.323 0。343 0.343鹾底黉热系数 K) 1.162 0116 0.116罐壁传热量 48.29 76.56 53.33罐颈悖热量 7。78 .8.34 3|36 2+15总传热爨 04.42 90.17 62.044.2保温屡厚度的优化(1)援型的建立保温层费用运行费用耐:,M=)“^口2式中A;聚氯己烯泡沫塑料单位造价,元,秸;:(4.7)(4.8)(49)互塑盔堂!兰查!堡主堡壅 塑!皇垫堡墼垫生兰B:热价,兀/MW.h(2)模型的求解:可以把的最优值为望!篓型=值, 面一万1丽1舢1100 .600_。十一———=—————彳——_:~.,址,J、l一‘n,上J^■v ^r益+、z …瓯=l~6wB(一∑要一跏(3)带入数据表4.5原始数据(4.10)项目 符号 单位 数据输用年限 Z 侄 15热价 B 元肌4保温层的年折旧费P % 11用和维修费用率聚氯乙烯泡沫塑料 A 元/00单位造价①好油罐内温度t=57.7".00.2+而0.0150 0 45 0+志27 25)卜. 川=0.04542 .04m,接近最优厚度。②二次沉降罐温度t=82.8"C=0.05361 02+丽0.0150 0 45 0十南997)|×o.亘迪盔堂!兰查!堡主堡塞 苎!童塑堡墼盟而其实际保温层厚度万=0.04m,与最优厚度相差较大,若二次沉降罐保温层厚度取最优厚度皖=0.05361 m,其散热量计算如下罐壁传热 罐顶传热 罐底传热 罐壁传热 罐顶传热 罐底传热 总传热量系数 系数 系数 量kW 11,12 K) ) W/()0.976 0.343 O.116 59.05 10.26 3.37 72.68二次沉降罐内原油温降: 出。南2磊巫72.68117℃实际二次沉降罐内原油的温降:84—81.8=2.2℃l△’}0.5℃可见如果保温层能取最优厚度,原油由于散热损失而造成的温降可减少O.5"C.但.7℃,其值还是较大,分析其原因只要是沉降罐容积太大(5000原油流量只有1300t/d,如果改用2000结构参数如下:表4.7油罐参数容积 罐直 罐高 罐半 拱顶 侧面 顶面 底面积(径(m) (m) 径㈤ 高(m) 积(积((000 15.866 11.56 7.933 1.778 576.20 207.64 197.71表4顶传热 罐底传热 罐壁散 罐顶散 罐底散 总散热系数 系数 系数 热量 热量 热量 量W/(m:.鼬 w/() W/() kW kW kW 76 0.343 O.116 39.63 5.02 1.62 46.27二次沉降罐原油温降勰石油大学(华承)硕士论文 第4章油罐散热计算:旦: 堑:!!:。1.082盎2——两两矿引·℃.41。!!!!!!!:由分析计算可以看出为了减少油罐的散热损失,一方面露注意保温瑟厚痰静选耩,使箕1矗接近簸佐篷,勇一方嚣氇妻洼塞沉降罐容器翡选择,在保证沉降效果的前提下,应使沉降罐容积越小越好,这样既能减少初投资,又可降低散燕量。首站沉降罐容积和保溺层厚魔均未处在最优状态,其原因是酋站经过多次改造,丽沉降罐却怒建站时建造的,为了减少改造费用,沉降罐设有根据原油处理翳求进行改造。石油大学(华东)硕士论文 第5章外输管网能量分析第5章外输管网能量分析5.1模型的建立取自该站外输油管到下一站间的管道作为能量分析体系,管道外表面为体系边界,外部环境为体系外界,体系通过散热方式与外界进行能量交换。(1)能量平衡模型如图5量平衡方程:= (5—1)式中9,岛:表示原油带入带出管道的热量,用下式计算C:(五一L)92=(五一L)图55:输油管道内原油因摩阻损失而产生的热量(加热原油),绯=。,Q:管道外表面向环境(即土壤)散失的热量,2=足加£(乙一瓦) (5·5)(2)炯平衡模型如图5.2所示:佣平衡方程疋;=“+E。(5.6)式中E。,E,::分别表示原油带入带出管道的炯值,30图5东)硕十论文 第5章外输管网能量分析用下式计算:E.=一瓦,一瓦]]+署(e,; E:=兀·n(等]]+丢 。:输油管道内部焖损,因原油流动摩擦损失产生的炯损,按下式计算‰=熹∽_只)罢 限。,成 』。巨。:输油管道外部炯损,因管道散热引起的佣损,按下式计算,氏=④,。,式中G:管道中原油的质量流量。kg/s;D,L:输油管道的外径及长度,m:2:管道进出口原油的温度,K;2:管道进出口原油的压力,10。:输油管道埋深处的自然地温,K;局,岛;管道进出口原油密度,kg/o,岛:环境温度,03。:原油进出口温度的对数平均温差,K:K:从原油到土壤的总传热系数,w“)。5.2分析评价3垒!堡主笙塞 笙!童!!塑笪堕!!量!!盟(1)能量平衡正平衡管道效率:77散热损失系数:瓦.:00%8:卫×100%(55.12)压降损失系数:~=西等葛×l。。% (52)堋分析正平衡管道佣效率:‰=鲁×100%(5热炯损系数:^=鲁×100%压降佣损系数: 铲争能量平衡分析结果(1)计算基础数据见表5.15)(5目 单位 数值外输油量 t/d 5800外输温度 ℃ 63外输压力 .7外输含水率 %
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