电加热集输技术研究

论文摘要

电加热集输技术是近几年发展起来的一种高新节能技术,是以电热取代双管掺水集输的一项新工艺。其工作原理是缠绕在管道外壁上的电热带或电热管发热,热量通过管壁传导使管内介质均匀受热,达到介质管输的温度要求。电加热集输不仅可以维持正常的原油集输生产、大大降低了初投资,而且节能环保便于遥控操作。随着电伴热技术的日趋成熟和电加热集输理论研究的深入,电加热集输将有更为广阔的应用。本文以电加热集输管道和枝状电加热集输管网为研究对象,研究电加热集输管道的温降、压降情况和枝状电加热集输管网的参数优化问题。首先介绍了电伴热技术概况及电加热集输在油田的应用状况,然后对电加热集输管道周围土壤温度场进行了数值计算,经数值计算绘制了稳定运行电加热集输管道周围温度场,在此基础上对电加热集输管道轴向温度变化进行分析,推导出轴向温度常微分方程并进行求解,最后对枝状电加热集输管网进行优化计算,得出管网的优化埋深、优化管径和经济保温层厚度。本文用Visual Basic语言编制了电加热集输设计与运行应用软件,并用软件对现场实际情况进行了运算,使管网工程总投资费用比优化前节省了3.86%,年热力费用比优化前减少了5.78%,从而为系统的优化设计和生产管理提供一定的帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 绪论
• 1 电伴热技术在原油输送中的应用
• 2 电伴热技术在油气集输上的应用
• 3 论文主要研究内容
• 第一章 电加热集输管道周围土壤温度场数值计算
• 1.1 埋地电加热集输管道土壤温度场的物理模型与数学模型
• 1.1.1 大地自然温度场物理模型与数学模型建立
• 1.1.2 存在电加热集输管道时的土壤温度场
• 1.1.3 埋地电加热集输管道径向土壤温度场的物理模型
• 1.1.4 埋地电加热集输管道土壤温度场的数学模型
• 1.1.5 埋地电加热集输管道土壤温度场数学模型的边界条件
• 1.2 埋地电加热集输管道土壤温度场的数学模型的求解
• 1.2.1 区域离散化方法
• 1.2.2 稳态导热问题差分方法的推导
• 1.2.3 二维稳态导热微分方程及边界条件的差分方程变换
• 1.2.4 有限差分方程的解法
• 第二章 电加热集输管道的热力和水力计算
• 2.1 电加热集输管道物理模型和数学模型
• 2.1.1 物理模型建立和简化
• 2.1.2 数学模型建立
• 2.2 数学模型的求解
• 2.2.1 与本模型有关的求解方法介绍
• 2.2.2 预测-校正法对模型求解
• 2.3 电加热集输水力计算
• 第三章 枝状管网电加热集输优化
• 3.1 枝状电加热集输管网节点参数计算
• 3.2 目标函数建立
• 3.3 约束条件的确定
• 3.4 完整数学模型
• 3.5 电加热集输系统参数优化数学模型的求解
• 3.5.1 与本文有关的优化方法介绍
• 3.5.2 POWELL 法结合混合SUMT 法进行优化的方法
• 3.5.3 管径的圆整
• 第四章 电加热集输计算软件编制及应用
• 4.1 软件简介
• 4.2 软件应用
• 4.2.1 热力计算
• 4.2.2 优化计算
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要