油港蒸汽系统热负荷计算及运行参数优化

发布时间：2020-05-20 22:51

【摘要】：油港作为原油与成品油储存、运输、加工的纽带,具有极其重要的地位。随着我国原油战略储备需求的增加以及《石油发展“十三五”规划》对石油化工企业提出的任务,油港的发展势在必行。但是伴随着油港的快速发展,油港多年形成的管理模式已不能适应新时期的要求,特别是油港蒸汽系统,蒸汽管网经过多年改造,相较于初始设计状态而言已经形成了多环、多级的复杂状态,初始管网管理流程已经不再适合升级后的管网。在蒸汽系统的生产管理上,由于管网庞大复杂及测量设备的缺失,无法获得管网温度、压力、流量等实时运行数据,导致工作人员难以判断各管段内蒸汽的流动方向、运行工况以及蒸汽过热状况,给实际操作带来很大的影响;用能设备的热负荷及加热介质的需求量往往是蒸汽系统操作人员根据长期以来形成的经验进行决策,缺乏理论的指导,具有很大的盲目性。基于以上油港蒸汽系统存在的问题,本文主要工作如下:(1)在明确储罐传热途径的基础上,根据传热学相关理论,建立单盘和双盘浮顶罐传热的物理模型及数学模型,分别得出罐底、罐顶、罐壁的传热系数计算公式,最终得到储罐总传热系数。(2)为精确计算储罐内部温度分布,引入数值计算的方法,建立储罐时间空间区域离散模型和区域内各点的离散方程,通过迭代计算得到储罐温度场分布及加热负荷,并将计算结果与储罐温度分布实测数据进行对比,验证了计算模型的准确性。基于数值计算提出了一种新的热负荷计算方法。(3)构建了蒸汽管道水力热力联合模型,并结合图论相关知识,基于IAPWS-IF97公式的水与水蒸汽热力性质计算程序,共同建立了蒸汽管网水力热力模型,通过对比验证,该模型可以对管网中任意管段的运行参数进行精确计算。(4)在分析储罐加热能量有效利用率研究的基础上,对某油港蒸汽系统加热任务进行优化,通过数值计算模型与管网水力热力模型,得到升压后油港蒸汽系统各个参数的变化,对油港蒸汽系统运行参数的优化提供理论支持。
【图文】：

示意图,浮顶罐,热传递,浮顶

其中浮顶传递热量的形式主要以罐顶的热辐射、浮顶与油热传导、浮顶夹层有限空间自然对流传热、外界空气与浮顶之间的对流；罐壁的热传递方式以热辐射、油品与罐壁的热传导、外界空气与罐壁流换热为主，对流换热的形式不同，在之后的章节中将详细分析。罐底以热辐射、储罐与土壤间的热传导为主。本章以油港广泛使用的单盘浮浮顶浮顶罐作为研究对象。

示意图,罐壁,边界层,绕流

14图 2-3 流体绕流罐壁时边界层示意图圆管的对流换热公式对放热系数2bia 进行计算。流体的压强沿曲面经历了一个先减小，后增大的速、流向均沿弯曲面发生变化，这些变化均影响，，当流动截面发生变化时，在管的前半部流体的压开始回升，即 dp dx> 0。在 dp dx> 0的区域内，身动能流动，因此当它持续地向前流动时，它的面的某一点流体的速度梯度将趋于 0，并由于 dp动，边界层发生分离。壁面边界层的流动情况决
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U658.5

【参考文献】