埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律研究

齊 龍，曹 放

（1. 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001； 2. 阜新銀行， 遼寧 阜新 123000）

埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律研究

齊 龍1，曹 放2

（1. 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001； 2. 阜新銀行， 遼寧 阜新 123000）

對(duì)埋地?zé)嵊凸艿?，油品在管道中流?dòng)時(shí)，不僅存在著壓力能的損失，而且存在熱能的損失，并且這兩方面的能量損失是相互聯(lián)系和相互影響的，因此，埋地?zé)嵊凸艿赖脑O(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理就比常溫輸油管道要復(fù)雜的多。從現(xiàn)有的情況來看，埋地?zé)嵊凸艿赖膫鳠嵋?guī)律需要進(jìn)行深入研究，以此來獲得更多的數(shù)據(jù)和信息，促使埋地?zé)嵊凸艿赖墓芾砗瓦\(yùn)行，更加的順暢，減少一系列的矛盾和沖突。目前，我國正處于社會(huì)發(fā)展的重要階段，埋地?zé)嵊凸艿琅c社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有密切的關(guān)系，通過研究其傳熱規(guī)律，能夠在未來的工作中，及時(shí)處理一些不良問題，減少造成的安全事故和損失，從而實(shí)現(xiàn)國家能源的充分應(yīng)用。

埋地?zé)嵊凸艿?；傳熱?guī)律；研究

我國雖然是世界上較早利用管道運(yùn)輸?shù)膰抑?，但發(fā)展卻比較慢。現(xiàn)階段的任何一項(xiàng)工作，都融入了較多的科學(xué)技術(shù)，并且在客觀上和主觀上完成了性能的多樣化。埋地?zé)嵊凸艿雷鳛閲野l(fā)展過程的重要部分，其傳熱規(guī)律的研究，不僅僅是單純的學(xué)術(shù)上的研究，而是要在很大程度上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)增長(zhǎng)和能源的合理開發(fā)，從側(cè)面實(shí)現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。目前，對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律研究投入的時(shí)間和精力比較大，但得到的結(jié)果卻不是很理想，部分研究理論仍然集中在基礎(chǔ)部分，導(dǎo)致總體上的研究進(jìn)度緩慢。

在此，本文主要對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究進(jìn)行討論。

1 概 述

1.1 埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律研究的意義

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，能源的競(jìng)爭(zhēng)成為了國際之間的主要競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)容，并且會(huì)對(duì)國家的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，產(chǎn)生較大的積極意義。相對(duì)而言，埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究，并不是一項(xiàng)普通的研究，而是要從客觀上和主觀上進(jìn)行廣泛的研究，其研究意義具有很強(qiáng)的實(shí)際性。第一，我國目前的原油生產(chǎn)方面，集中在高粘、高凝原油，這種原油自身的特性比較突出，所以我國在輸送方式上，不能像其他國家一樣運(yùn)用等溫輸送的方式。為此，我國在高粘、高凝原油的輸送當(dāng)中，多數(shù)情況是采用加熱輸送的。埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究，可進(jìn)一步了解到加熱輸送過程中，各項(xiàng)數(shù)據(jù)及信息的變化，減少能源的浪費(fèi)，降低輸送成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重提升[1]。第二，目前的原油加熱存在較多的弊端。該項(xiàng)輸送方式，會(huì)由于沿程存在較大的摩擦阻力，導(dǎo)致壓力能出現(xiàn)損失情況。同時(shí)，沿程原油與周圍環(huán)境存在著熱交換造成的大量熱能損失，這些損失都需要依靠其他的能源來進(jìn)行彌補(bǔ)，由此導(dǎo)致了客觀輸送工作效率和質(zhì)量的下降。埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究，可以了解到能源損失的各項(xiàng)原因，結(jié)合客觀實(shí)際的條件限制，為后續(xù)的管道鋪設(shè)以及管道維護(hù)，提供較多的幫助，防止造成工作上的惡性循環(huán)。第三，熱油管道的軸向溫降計(jì)算的是否準(zhǔn)確，直接影響到熱油管道運(yùn)行成本的高低[2]。該項(xiàng)工作，屬于埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律研究的重要內(nèi)容，且會(huì)對(duì)總體的傳熱造成較大的影響，日后應(yīng)通過多個(gè)角度來開展調(diào)查和研究。

1.2 埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究?jī)?nèi)容

相對(duì)于其他管道的工作來講，埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究，必須從多個(gè)角度著手，否則很難得到與現(xiàn)實(shí)相符合的結(jié)果。在埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究?jī)?nèi)容方面，主要是在以下幾項(xiàng)工作上努力：第一，必須對(duì)埋地?zé)嵊凸艿赖母鞣N工況展開研究。埋地?zé)嵊凸艿辣旧硎且环N高精尖的管道，其工況直接影響到傳熱規(guī)律。影響工況的因素較多，包括油品密度、粘度、比熱容等等，這些雖然是細(xì)節(jié)因素，但卻會(huì)對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律造成較大的影響，所以必須要進(jìn)行深入探索[3]。第二，應(yīng)對(duì)埋地?zé)嵊凸艿赖牧鲃?dòng)性進(jìn)行研究。一般來講，流動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致傳熱效率出現(xiàn)提升或者下降的情況?，F(xiàn)階段的人口增多，對(duì)資源的需求量只增不減。通過研究埋地?zé)嵊凸艿赖牧鲃?dòng)性，能夠進(jìn)一步確定埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的各種變化，且不會(huì)造成客觀工作上的失誤和漏洞，總體上的工作效果還是值得肯定的。第三，需對(duì)油品在管道中的溫度和壓力變化情況進(jìn)行研究。以目前的工作來講，埋地?zé)嵊凸艿离m然自身的性能較高，但對(duì)于油品來講，并不能適應(yīng)所有的情況，且地下的變化因素較多。研究油品在管道中的溫度和壓力變化，能夠在未來的工作中，獲得更加理想的結(jié)果，減少不必要的問題出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的穩(wěn)步落實(shí)。

2 埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律

目前，在埋地?zé)嵊凸艿赖南嚓P(guān)研究中，傳熱規(guī)律的研究是重點(diǎn)組成部分，并且在該方面投入了較多的時(shí)間與精力，已經(jīng)得到了部分研究成果。綜合來看，以往在研究埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的時(shí)候，學(xué)術(shù)上的研究較多，結(jié)合的實(shí)際情況比較少，未能考慮到較多的變化條件。另一方面，傳熱規(guī)律并不是一成不變的，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各項(xiàng)建設(shè)的力度不斷增大，埋地?zé)嵊凸艿赖膫鳠嵋?guī)律，會(huì)隨著各種影響因素的增加，而變得更加多樣化，不同的情況呈現(xiàn)出不同的規(guī)律狀態(tài)。在此，本文主要對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律進(jìn)行討論。

2.1 導(dǎo)熱系數(shù)

導(dǎo)熱系數(shù)作為影響埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的重要因素，在該方面開展研究，能夠進(jìn)一步健全傳熱規(guī)律的各項(xiàng)體系，對(duì)后續(xù)的相關(guān)建設(shè)和發(fā)展，具有較強(qiáng)的參考意義。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)熱系數(shù)的研究，可從以下幾個(gè)方面來展開：第一，管壁的導(dǎo)熱。該方面的導(dǎo)熱主要是包括鋼管、石蠟層、瀝青絕緣層的導(dǎo)熱。鋼管的導(dǎo)熱能力很強(qiáng)，一般為45～50 W/(m·℃)[4]。管內(nèi)壁結(jié)蠟層的厚度與油流的溫度和流速有關(guān)，其導(dǎo)熱系數(shù)難以精確確定，設(shè)計(jì)計(jì)算通常不考慮，但當(dāng)油品長(zhǎng)期在流速較低的情況下時(shí)，要考慮石蠟層的導(dǎo)熱系數(shù)，一般石蠟的平均導(dǎo)熱系數(shù)為2.5 W(m·℃)。瀝青的導(dǎo)熱系數(shù)隨其溫度及密度的不同而有較大的變化，關(guān)于瀝青的導(dǎo)熱系數(shù)目前缺乏詳細(xì)數(shù)據(jù)，據(jù)國外資料介紹，6～9 mm的瀝青絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)可取0.15 W(m·℃)[5]。第二，土壤的導(dǎo)熱。埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究中，土壤的導(dǎo)熱屬于必要性的研究工作。從客觀的角度來分析，土壤的導(dǎo)熱特性與土壤的種類、孔隙度、含水量等很多因素有關(guān)。在一年四季當(dāng)中，孔隙度、含水量等因素都在不斷的變化，遇到極端天氣的時(shí)候，甚至?xí)霈F(xiàn)超標(biāo)的情況。本文認(rèn)為，在土壤的導(dǎo)熱研究中，可對(duì)融化砂土、凍結(jié)砂土、粘土等不同類型的土壤進(jìn)行研究，以此來實(shí)現(xiàn)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的精確化。

2.2 埋地?zé)嵊凸艿赖牧鲃?dòng)特性

對(duì)于埋地?zé)嵊凸艿蓝?，由于管道的沿線溫度不斷下降，促使管道沿線的單位管長(zhǎng)摩阻損失將會(huì)持續(xù)的增大。在整個(gè)過程中，原油流變性是決定管道沿程摩阻活啟動(dòng)壓力的主要因素，也在客觀上決定了埋地?zé)嵊凸艿赖膫鳠嵋?guī)律變化。經(jīng)過大量的討論與研究，認(rèn)為埋地?zé)嵊凸艿赖牧鲃?dòng)特性，主要表現(xiàn)在以下方面：熱油在管道中流動(dòng)的時(shí)候，存在比較突出的牛頓流型以及非牛頓流型。對(duì)于大直徑的熱油管道來講，一個(gè)加熱站內(nèi)常見的變化情況表現(xiàn)為：從加熱站出口處的牛頓紊流→非牛頓紊流→非牛頓層流。對(duì)于高粘度熱稠油管道而言，則表現(xiàn)為：牛頓紊流→牛頓層流→非牛頓層流[6]。由此可見，埋地?zé)嵊凸艿赖牧鲃?dòng)特性還是比較有規(guī)律的，在不同的管道中會(huì)表現(xiàn)出不同的傳熱規(guī)律，以此來作為日后實(shí)踐工作的指導(dǎo)，能夠從客觀上實(shí)現(xiàn)流動(dòng)特性的較好掌握，且不會(huì)對(duì)日常的管理和運(yùn)行造成太大的影響。

2.3 影響熱油道管散熱的因素

相對(duì)于其他的影響因素來講，埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的研究，還要在影響熱油管道散熱的因素方面來開展。傳熱過程中，勢(shì)必會(huì)遇到很多的散熱因素作用，并且埋地?zé)嵊凸艿酪残枰M(jìn)行相應(yīng)的散熱工作，否則會(huì)造成安全隱患。影響熱油管道散熱的因素，目前主要是集中在以下幾個(gè)方面：第一，內(nèi)部因素。埋地?zé)嵊凸艿涝趥鳠徇^程中，內(nèi)部的散熱影響因素主要有油品的熱物理性質(zhì)、管道的輸油量、加熱溫度等等[7]。這些因素偏向于物理和化學(xué)方面的因素，會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)或者幾個(gè)因素的共同變化，導(dǎo)致散熱性的持續(xù)上升或者下降，倘若維持因素的穩(wěn)定，則可以保證埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的穩(wěn)定運(yùn)行。第二，外部因素。目前，埋地?zé)嵊凸艿涝谶\(yùn)行的過程中，其散熱的外部影響因素逐步增多，包括覆土的厚度、大氣溫度、風(fēng)速等等。這些外部因素基本上沒有辦法改變，只能是通過不斷的更改管道的性質(zhì)和傳熱規(guī)律，來適應(yīng)這些外部因素，否則將會(huì)導(dǎo)致傳熱規(guī)律出現(xiàn)紊亂的情況[8]。

2.4 埋地?zé)嵊凸艿劳］敽笤賳?dòng)

在現(xiàn)實(shí)的工作當(dāng)中，埋地?zé)嵊凸艿啦⒎鞘且恢边\(yùn)行的，遇到某些特殊情況的時(shí)候，埋地?zé)嵊凸艿罆?huì)通過停輸再啟動(dòng)的方式，完成埋地?zé)嵊凸艿赖膫鳠岷洼斢凸ぷ?。此時(shí)，傳熱規(guī)律也會(huì)受到一定的影響。本文認(rèn)為，埋地?zé)嵊凸艿勒＿\(yùn)行過程也可以看作是再啟動(dòng)過程的延續(xù)。在埋地?zé)嵊凸艿涝賳?dòng)過程中，隨著啟動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，管道中原油的流量逐漸達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值，原油的溫度場(chǎng)也將不再發(fā)生大的變化，趨近穩(wěn)定，熱油管道也就處于正常運(yùn)行過程階段。由此可見，埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律，會(huì)受到管道停輸再啟動(dòng)的較大影響，日后應(yīng)在該方面投入較多的研究力度，無論是設(shè)備還是技術(shù)，都應(yīng)該定期進(jìn)行優(yōu)化，以此來保證埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律的穩(wěn)定。

3 結(jié) 語

本文對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律展開研究，從現(xiàn)有的工作來看，傳熱規(guī)律雖然比較穩(wěn)定，但總體上的工作還需進(jìn)一步努力。在設(shè)備上，埋地?zé)嵊凸艿赖男阅軕?yīng)更加穩(wěn)定，減少各項(xiàng)因素對(duì)傳熱規(guī)律造成的影響；在技術(shù)上，應(yīng)保證各項(xiàng)維護(hù)措施具有長(zhǎng)久的效果，告別以往反復(fù)維修的局面，實(shí)現(xiàn)埋地?zé)嵊凸艿赖耐ǔ＿\(yùn)行。相信在今后的工作中，埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵋?guī)律會(huì)更加穩(wěn)定。

［1］呂玲.周期性邊界條件下埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵊绊懸蛩氐姆治鯷J].當(dāng)代化工,2010,03:290-292=300.

［2］吳峰,李向陽,張治軍.埋地參數(shù)對(duì)管道同溝敷設(shè)傳熱的影響[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2010,11:835-838+797.

［3］許丹,申龍涉,杜明俊,陳忠華.埋地?zé)嵊凸艿劳］斎S非穩(wěn)態(tài)傳熱過程的數(shù)值模擬[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào),2010,04:47-50+87.

［4］鹿欽禮,馬貴陽,杜明俊,張春生.回填土質(zhì)對(duì)埋地?zé)嵊凸艿纻鳠嵊绊懙难芯縖J].節(jié)能技術(shù),2010,06:527-530.

［5］王龍,崔秀國,苗青,宋飛,柳建軍,胡森,霍連風(fēng),李其撫,支樹潔,牟楠.埋地?zé)嵊凸艿婪欠€(wěn)態(tài)傳熱的環(huán)道試驗(yàn)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2011,01:56-59+7.

［6］胡金文,馬貴陽,高巖,劉瑞凱,田麗,何明那.不同季節(jié)埋地?zé)嵊凸艿乐車寥罍囟葓?chǎng)數(shù)值模擬[J].當(dāng)代化工,2011,06:619-621；624.

［7］楊帥,李銳,劉文帥,宮榮娜,石力.埋地?zé)嵊凸艿劳］敎亟狄?guī)律研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011,11:95-96.

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美國API原油庫存大增410萬桶

美國石油協(xié)會(huì)(API)10月27日發(fā)布的行業(yè)版數(shù)據(jù)顯示，上周美國原油庫存增加，因進(jìn)口上升，而汽油庫存和精煉油庫存都出現(xiàn)下降。

API公布的數(shù)據(jù)顯示，上周美國原油庫存增加410萬桶，至4.771億桶，接受路透調(diào)查的分析師預(yù)期為增加340萬桶。庫欣原油庫存減少74.8萬桶。API數(shù)據(jù)還顯示，最新一周汽油庫存減少70萬桶，分析師預(yù)估為減少69.4萬桶。精煉油庫存減少260萬桶，預(yù)計(jì)為減少260萬桶。

值得一提的是，美國能源信息署(EIA)將于周三(10月28日)發(fā)布政府版美國原油庫存報(bào)告。

美國NYMEX 10月原油期貨價(jià)格周二收盤下跌0.78美元，跌幅1.77%，報(bào)43.20美元/桶，因全球供應(yīng)持續(xù)過剩，市場(chǎng)預(yù)計(jì)美國即將公布的數(shù)據(jù)顯示原油庫存續(xù)增。

Study on Heat Transfer of Buried Hot Oil Pipeline

QI Long1， CAO Fang2
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China； 2. Fuxin Bank, Liaoning Fuxin 123000, China）

There is the pressure energy loss and heat energy loss during oil flow in buried hot oil pipeline, and the two aspects correlate and influence each other. Therefore, the design, operation and management of buried hot oil pipeline are more complicated than the normal temperature oil pipeline. The heat transfer law of buried hot oil pipelines need be studied in depth, in order to get more data and information for management and operation of the buried hot oil pipeline. At present, China is in an important stage of social development, there is a close relationship between the buried hot oil pipeline and the social economic development; the research of the heat transfer law helps to timely treat some problems to reduce the accident loss.

Buried hot oil pipeline; Heat transfer law; Research

TE 832

： A

： 1671-0460（2015）10-2462-03

2015-04-13

齊龍（1990-），男，遼寧阜新人，碩士學(xué)位，2013年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，研究方向：油氣管道輸送。E-mail：409484168@qq.com。