花格输油管道经济运行温度的分析

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【摘要】现在花格管线存在着运行温度偏高的现象，使运行成本很高，因此科学有效的降低运行温度对减少运行成本至关重要。原油热输送的经济温度是指运行中热力费用和动力费用之和的最小值所对应的原油温度，即输油出站温度。由于经济温度受管径、管长、输油量等参数的影响，所以不同管线有不同的经济温度。本文只计算了2007年9月份在地温15°C及流量不变的情况下所对应的经济温度。

【关键词】管道 运行温度 经济

1 前言

一条原油长输管道沿线的散热量相当大，把原油加热温度控制在经济温度的范围内对节能有着重大的意义。对于目前管道输送原油消耗的能量主要有两个方面：一是加热耗油；二是克服摩阻耗电。输油温度高耗油多，但温度高时粘度相应变低，摩阻减小而耗电量少；反之结果亦反。确定一个合适的输油温度，是输油管道达到经济运行的关键。（式1）

式中：

D―单位时间的输油动力费用；G―原油的重量流量；H―站间的摩阻损失；η―动力系统的综合效率；S―电能的价格。

用列依宾宗公式计算摩阻损失：

图1？经济温度与总能耗的关系曲线

3 对我们花格管线的计算

本计算中取2007年9月份的数值，由9月可查资料得到：

输油量为每天6 0 0 0吨，管径D=ф355.6，内径d=ф341.4，站间距L=128000m，地温T0=15℃，油品粘度：ν40=20.6×10-6/s，ν45=16.8×10-6/s，ν50=13.9×10-6/s，ν60=11.4×10-6/s，

原油热容C=2.1kJ/？K；原油的低发热值q低=45733kJ/，动力系统效率η=08313，热力系统效率η=0.8606，油价S′=3000元/吨，电价S=0.5元/度，原油流态为水力光滑区m=0.25，β=0.0246。通过计算得aL=0.4413，Q=0.085m3/s。

3.1 用式（7）计算平均输油温度，并由（8）计算起点输油温度

设起点温度对应的平均温度tp在40～45℃之间，则粘温指数u=0.0408；νi=ν40=20.6×10-6/s；F=2877.86；E=40.01；计算得tp=47.34℃，tp超出所设温度范围，tp大于上线温度。所以又设tp在45～50℃之间，则u=0.0378；νi=ν40=16.8×10-6/ s由式（7）得：tp= 4 7 . 8 6℃，45℃

令起点温度对应的平均温度tp在318K～323K之间，即在45℃～50℃之间，A，B由t=45，η45及t=50，η50代入方程求解，则Y=1.602×10-6

由式（9）得：f（t1）=-0.02958，f（t2）=0.02359。f（t1）0说明tp在所设的温度范围内（45℃～50℃）。f′′（t）与f（t1）同号，因此应在t=t1的弧端作切线逼近。

由切线法公式：tp第一次近似值，322.11k，tp第二次近似值，322.16k，tp第二次近似值与第一次近似值只差0.05K，说明计算准确，取tp=322.16K（49.16℃）代入（8）得tH=59.82℃。

2007年9月甘森站进站温度是46℃，出站温度是64℃；中灶火的进站温度是46℃，出站是65℃（表1）。

4 结论

（1）在不同的流量以及不同的地温下所对应的经济运行温度是不同的，这就需要在运行时根据流量、地温的不同调节出站温度。

（2）由上表2得在流量一定的情况下，降低出站温度对动力费用的影响几乎没有，而对热力费用的影响很大。

参考文献

[1] 杨筱蘅 .输油管道设计与管理[M].东营：石油大学出版社，2006社，1988

作者简介

李超（1983年11月）男 汉 辽宁抚顺人 助理工程师 主要从事油气管道输送。