文档介绍：中国工程热物理学会传热传质
学术会议论文编号:123587
大型浮顶储罐原油温度场实验测试研究
李超1,2 刘人玮1 李旺1 林小飞2 饶心2
姜海斌1,2 宇波1*基金项目:国家自然科学基金资助项目(; )
侯磊1 黄启玉1 张劲军1
中国石油大学机械与储运工程学院,城市油气输配技术北京市重点实验室,北京 102249
,乌鲁木齐 830012
*通讯作者: 电话: 010-89733849 E-mail address: ******@vip.
摘要:大型双盘式浮顶储罐内原油的传热传质过程及其变化规律对国家原油储备体系中油罐的安全运行管理有着重要影响。基于对储罐内原油传热传质过程的认识,通过预先布点设计与设备优选,分别采用人工测量与单总线两套现场测温方法对储罐内原油温度场分布与平均温度进行了测试与分析。研究发现储罐内油温分布呈现明显分区特征,原油整体温降受外界气温、风速与太阳辐射等因素的影响也呈现不同速率,测试结果与文献中数值模拟预测结果一致。研究所采用的测试方法与获得的温度场变化规律能为大型浮顶储油罐运行方案的制定提供技术支持。
关键词:浮顶罐;温度分布;实验研究
0前言
近年来,我国石油的消费需求随着国民经济的迅速发展而快速增长。原油对外依存度一路攀升,近年已突破50%的警戒线,石油供需矛盾十分严峻。由于原油进口来源单一,国际态势持续动荡,使得我国石油供应得不到安全保障,势必影响到国家的经济发展,甚至政治与军事的稳定[1-2]。因此,建立科学完备的国家石油储备体系对保障我国的能源供应以及石油安全有着重要的现实意义和深远的战略意义。
国家石油储备体系中以大罐储油最为普遍。石油储备需要较长时间储存原油,当罐外环境温度低于罐内原油温度时,原油会自然冷却,当油温降到罐内原油凝点附近时,粘度急剧升高,原油几乎失去流动性,这将严重影响储罐的安全运行。研究储罐内原油的传热传质规律,并对所储原油的温度分布与变化进行准确预测,能为生产中制定及时的、经济的加热方案提供依据,能避免因原油温度过低造成的安全事故,同时也能达到节能降耗的目的。
目前国内外学者主要采取包括室内试验、现场测试研究与数值模拟的方法对油罐温度场进行研究。室内试验与现场测试研究正从最初的定点测量发展到现在的应用各种温度传感器及技术仪表对油温进行长时间监测,测温技术日趋成熟。李建树[3]、王明吉[4-5]、朱秀峰[6] 、等利用铂热电阻温度传感器,对储罐进行了定点温度测量,由此得到温度场的变化。于达[7-8]等人通过在某油罐的表层、浅层和深层上布置185个温度监测点对油温进行了测量,指出浮顶罐内原油的不同存在形式与温降阶段。朱作京[9]等人在室内对模拟罐的温度场进行测量,并由此换算出真实油罐的温度场。以上各种测试研究方法并没有基于储罐内原油的传热传质特点以及现场储罐的安全操作要求进行合理的布点设计,
对温度场影响因素的分析也不全面,测试结果也不能全面地反映出储罐内原油温度场分布规律。
本文即从原油的传热传质特点入手,通过合理的储罐测温布点设计,自制测温棒和单总线测温系统,对某储备库大型浮顶原油储罐温度场进行现场测试,得到在不同因素影响下油温的分布规律与变化规律,研究方法可以作为大型储罐温度监测