成品油顺序输送管道混油量计算方法

成品油顺序输送管道混油量计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 成品油顺序输送管道混油量计算方法 油气储运 设计计算 牵牵牵 成品油顺序输送管道混油量计算方法* 陈世一一崔艳星崔艳雨 (中国民航大学)(中国石油天然气管道工程有限公司)(中国民航大学) 陈世一崔艳星等:成品油顺序输送管道混油量计算方法,油气储运,2007,26(8)16,19. 摘要针对有初始混油的成品油管道,叙述了当量管长法在管道终点混油量计算中的应用, 得到了管道终点混油量与初始混油量间的关系,分析了管径和流量变化对管道终点混油量的影响. 对采用各种混油量 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 得到的计算结果进行了比较和分析,给出了各公式的适用条件. 主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 词成品油管道顺序输送混油量当量管长计算方法 成品油管道多采用顺序输送方式,在油品切换 过程中,产生初始混油是不可避免的.成品油管道 多面向市场,一般设有多个进油口和分输口,管道通 常为非等径的;管道在进油和分输作业中,各管段中 的流量要发生变化.目前考虑初始混油,管径和流 量变化对混油量影响的计算方法主要有当量管长 法,和直接公式法?.本研究讨论常见的混油 量计算结果的差异,以及公式的适用性. 一 ,初始混油的管道终点 混油量计算 在考虑顺序输送管道在油品切换过程中产生的 初始混油的影响时,管道终点混油量的计算方法有 当量管长法和直接公式法. 1,当量管长法 当量管长法是将初始混油量换算成产生该混油 量应具有的当量管道长度,将该长度与实际管道长 度相加作为等效管道长度,计算管道终点的混油 量n,z.该方法概念清晰,可以利用各种计算公式, 适用性强.当量管长法的基础是不含初始混油的管 道终点混油量计算公式,常用的公式有扩散理论公 式和 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 公式. (1)扩散理论公式 根据对称浓度扩散理论,计算无初始混油的管 *中国民航总局科技基金资助项目(MY0517415). **300300,天津市滨海国际机场;电话:(022)24092160. 道终点混油量公式为:. C=4aZLPe?(1) z一— 2~/DTt == 式中C——管道终点混油长度,m; a——考虑管壁处层流边层影响的修正系 数; L——管道长度,m; x一管道终点与起始接触面的距离,m; t——切换到后行油品后所经过的时间,s; D——油品的紊流扩散系数; Pe——贝克莱数; —— 油品的平均流速,m//s. (2)经验公式 如果将后行油品浓度为1,99的两界面间 距离定义为混油段长度,常用的计算混油段长度公 式为奥斯汀(Austin)和柏尔弗莱(Palfrey)给出的经 验公式,即Austin—Palfrey公式为: C一11.75e? (Re>10000e?)(2) C一18384e?9e2?17a/3- (Re<10000e?)(3) 式中d——管道内径; 第26卷第8期陈世一等:成品油顺序输送管道}昆油量计算方法 Re——前行和后行油品浓度各为50%的混油 所对应的雷诺数. 浓度各为50的混油运动粘度按以下经验公 式计算: lglg(v×10+0.89)一~-lglg(A×10+0.89) +~-lglg(vB×10+0.89) 式中v——浓度各为5O%的混油在输送温度下的 运动粘度,m/s; —— A油在输送温度下的运动粘度,m/s; v.——B油在输送温度下的运动粘度,m/s. 另一个计算混油长度的经验公式为: C一10.(A?.+B.)(d/L).L(4) , 一0.1l(,+68~Re).(—A,B) 式中——相互交替的A种油品摩擦阻力系数; .——相互交替的B种油品摩擦阻力系数; e——管道的相对粗糙度; Re厂一第i种油品对应的雷诺数. Austin—Palfrey公式和式(4)均没有考虑管道 初始混油的影响,如果管道具有初始混油,则需要应 用当量管长方法计算. 2,有初始混油的管道终点混油长度计算公式 (1)由扩散理论得到的混油量计算公式: c—c?十(譬)? 式中C——无初始混油的管道终点混油长度, m; C.——初始混油长度,m. 实际上,式(5)可以应用当量管长法,由扩散理 论公式得出,其中c按式(1)计算.将初始混油长 度C.代替式(1)中的混油长度C,便可求出当量管 道长度L,再将管道的实际长度L与当量管道长度 L之和代替式(1)中的L就可推导出式(5). (2)由扩散理论得到的计算混油量半经验公式 考虑初始混油量后,后行油品在管道终点处的 浓度可以用下式计算: KB一~--[1一(z+Zo)] +VsaCoe-2 一 Pe..(6)V s L2… Zn一 4~/D1', (z)=—ler--dZ ?7cJo 式中t——改输后行油品后的时间,S V一在初始混油段中后行油品的体积,m.; V——初始混油量,m.; K广后行油品在管道终点的浓度. 3,算例 为了比较各种计算方法得到的计算结果的差 异,取顺序输送中的柴油和汽油两种油品.柴油的 运动粘度为7.75×10m/s,汽油的运动粘度为 0.665×10m/s,管道的绝对粗糙度为0.15mm, 混油段长度定义为后行油品浓度为l和99的两 界面问的距离,D采用雅勃隆斯基(~[6alOttCKI,Ift)一希 兹基洛夫(XrmrrIaOB)公式. (1)在讨论初始混油量对管道终点混油量影响 时,取流速为1.0m/s;管道的长度为i00km(管内 径为0.3m)和管道长度为200km(管内径为0.5 m)进行计算,结果见表l. 表1初始混油量对管道终点混油的影响 5001157.51072.3789.0987.3 表1中Austin公式和式(4)的计算结果是应用 当量管长法得到的.从表1可以看出,终点混油长 3522O O1483 88889 342O7 O82O9 82557 61O3隘玑量耋呲 86529 .; %? OOOOO OOOO 864554 ??????O9OO83 881472 112223 11ll11 744489 ??????837O1O 567O37 OOO111 111111 81626O ?????? 255723 8O6431 122345 }} 685482 ?????? 8395O5 78926O 444556 11ll11 OOOOOO OOOOO 12345 ? 18?油气储运 度随初始混油长度的增大而增大,但增大的速率随 初始混油长度的增大而减小.其中,Austin—Palfrey 公式所得计算结果为最小,式(5)所得的计算结果为 最大.当式(1)中的修正系数a一1.0时,式(4)与 式(5)的计算结果很接近,如图1(d一0.5ITI,L一 200km,V一1.0m/s)和图2(d一0.5m,L一200 km,L一100m)所示.从图2可以看出,随着流速 (雷诺数)的增大,Austin—Palfrey公式所得计算结 果逐渐接近式(4)和式(5)的结果. 一 量 景 赠 《 积 捌 她 一 量 一 曩 《 球 舡 初始混油长度(m) 图1公式(4)与公式(5)计算结果比较 油流速度(m/S) 图2油流速度对混油长度的影响 需要说明的是,在存在初始混油的情况下,式 (6)计算出的终点混油段关于初始混油界面是不对 称的,50浓度界面前的混油段比50浓度界面后 的混油段短;当初始混油长度较大时,计算50浓 度界面后的混油长度时会出现两个解,第一个解通 常小于初始混油长度的一半,与实际不符,应舍去. 在上述的方法中,式(6)的计算量最大,该方法不仅 要计算误差函数(z),而且还 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 解方程的根,需 要借助计算机完成. (2)为了讨论初始混油量对管道终点混油量的 影响程度与管道长度的关系,取管道的内径为0.5 m,初始混油长度为200m,流速为1.0m/s,计算结 果见表2.从表2可以看出,管道终点混油量随着 管道长度的增大而增大,但增大的速率随着管道长 度的增大而减小. 表2管道长度与管道终点混油量的关系 二,管道变径和分输(或注油)时 终点混油量的计算 采用当量管长法和扩散理论公式法讨论变 径和分输(注油)对管道终点混油量的影响.当量管 长法是将管道分成若干个管段,每个管段的管径和 流量均不变,前一个管段末端的混油量作为下一个 管段的初始混油量,计算每个管段末端的混油量时 采用有初始混油的管道终点混油量计算方法.前面 所述各公式用于变径或分输管道时,应采用当量管 长法. 1,扩散理论公式法 若顺序输送管道由+1段直径不同的管段组 成,其管内径分别为d.,d.,…d;在各管段中的流 速分别为(,),V(f),…(,);各管段的紊流扩 散系数分别为D丁.(,),D(,),…D(,);混油的起 始接触界面流过各管段的时间分别为t,(tz—t-), … (一一),(mt),t.为起始接触界面由起点流 至终点所需的时间.管道终点处后行油品浓度K 与时间t的关系为.: 一 1I卜(赤)I) A一(爱)Dcdt+(爱).『t2Dc+… +()'~Dry-1(tdt+Dr~(t 4O371 O578O 17217 27269 11222 45687 7O465 71427 O5813 ;22 6383O 549O5 63918 27O46 11222 59176 95375 9O761 41593 12223 OOOO)姗?蝴? 第26卷第8期陈世一等:成品油顺序输送管道混油量计算方法 2,算例 取管道的长度为200km,初始混油长度为0. 如果管道有变径,变径点取管道的中点,即100km 处,前段管内径为500mm,后段管内径为350mm; 如果有分输,分输点也为管道中点.因式(6)和式 (7)均没有考虑管壁处层流边层造成混油的影响,即 修正系数a一1.0,为了便于比较,在式(5)中也取O/ 一1.0. 表3为管道的流量保持不变,在管道中点变径 的各公式计算结果比较.计算中取管道入口处的流 速为1.2m/s.从表3可以看出,式(6)和式(7)计 算的管道终点混油长度小于管道实际中点的混油长 度,所以式(6)和式(7)不能用于计算有变径的管道 终点混油量. 表3在流量不变,管径变化时的计算结果比较 表4为管道的内径保持不变,在管道中点有分 输情况下各公式的计算结果比较.计算中取管道入 口处的流速为1.2m/s,分输后管道内的流速为1.0 m/s,管道内径为0.5m.从表4可以看出,式(5)和 式(7)的计算结果相同,而且与式(4)的计算结果相 差很小,而Austin—Palfrey公式计算的结果仍然为 最小. 表4在管径不变,中点分输时的计算结果比较 计算 公式 混油长度(m) 100km处管道终点 表5为管道既有变径,又有分输情况下的各公 式计算结果比较.本例中取管道变径前的油流速度 为1.2m/s,经过变径和分输后的油流速度为1.5 m/s.从表5可以看出,式(6)和式(7)不适合计算 有变径情况下的管道终点混油量. 表5流量和管径变化对终点混油量的影响 三,结论 (1)管道终点混油长度随初始混油长度的增大 而增大,但增大的速率随初始混油长度的增大而 减小. (2)在所讨论的混油长度计算公式中,Austin— Palfrey公式的计算结果最小,而式(5)的计算结果 最大.当修正系数a一1.0时,式(4)和式(5)的计算 结果十分接近;随着雷诺数的增大,Austin—Palfrey 公式的计算结果逐渐接近于式(4)和式(5)的计算 结果. (3)式(6)和式(7)不适合计算变径管道混油量. 参考文献 1,苗承武:输油管道设计和管理,石油工业出版社(北京),2001. 2,陈庆勋:成品油顺序输送分输和变管径混油量的计算,油气储 运,1999,18(1). 3,谷俊标:顺序输送管道不同工况下混油量的计算,油气田地面工 程,2005,24(3). 4,杨筱蘅张国忠输油管道设计与管理,石油大学出版社(东 营),1996. 5,严大凡:输油管道设计与管理,石油工业出版社(北京),1986. 6,陈峰张国忠亓强:顺序输送管道变流速下混油量的计 算,油气储运,2002,21(9). (收稿日期:2006—05—18) 编辑:孟凡强