热油管道凝管风险评价与安全停输时间研究

论文摘要

热油管道输送的是易凝高粘原油,输送能耗高,运行安全问题突出,凝管就是影响热油管道安全运行的主要问题之一。一旦发生凝管事故,将造成重大经济损失以及不良社会影响。热油管道的运行必须确定安全停输时间,将停输时间控制在安全停输时间之内,以免造成凝管事故。为此,本文对热油管道进行凝管风险评价和安全停输时间研究,以期为管道的安全运行提供一定的指导作用。凝管风险评价包括了凝管风险的辨识、凝管风险概率的计算和凝管后果的分析。首先对东北管网停输事件进行调研,总结了管道停输的原因以及停输时间的分布情况,再根据调研结果和一些凝管事故案例建立了热油管道凝管失效故障树,利用最小割集原理对凝管失效故障树进行定性分析,找出了引起凝管风险的主要因素,并提出了相应的改进措施。对凝管失效后果的分析,主要从凝管事故处理过程出发,将凝管造成的经济损失以定量计算模型分项表达出来。基于可靠性理论,建立了管道停输凝管失效概率的计算方法,使用C语言编制了相应的计算程序。以葫芦岛-绥中管道为例,着重分析了腐蚀管道停输凝管失效概率的影响因素。热油管道的安全停输时间与停输温降过程有关,所以本文利用ANSYS软件的热分析功能模拟分析了管道进站温度、季节、管径大小、保温层厚度和土壤导热系数变化对停输温降规律的影响。基于停输凝管失效概率和相应的可接受标准,限定管道最高允许启动压力,形成了确定热油管道安全停输时间的新方法,分析了热油管道安全停输时间的影响因素。同时,利用这种安全停输时间确定方法确定了葫芦岛-绥中管道在现有腐蚀状况下,在春、夏、秋、冬四季的安全停输时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 研究的现状
• 1.2.1 风险评价概述
• 1.2.2 热油管道凝管风险评价现状
• 1.2.3 热油管道停输再启动安全性评价现状
• 1.2.4 热油管道安全停输时间研究现状
• 1.3 研究的目标与内容
• 第二章 热油管道凝管风险评价
• 2.1 凝管风险辨识
• 2.1.1 凝管事故案例
• 2.1.2 东北管网停输事件统计
• 2.1.3 凝管失效故障树的建立
• 2.1.4 凝管失效故障树定性分析
• 2.2 凝管失效概率计算
• 2.2.1 基于凝管失效故障树计算失效概率
• 2.2.2 基于结构可靠性理论计算失效概率
• 2.3 凝管失效后果分析
• 2.3.1 凝管损失分析
• 2.3.2 凝管损失定量计算模型
• 2.3.3 案例计算
• 2.4 降低凝管风险的措施
• 第三章 基于可靠性理论确定停输凝管失效概率
• 3.1 概述
• 3.2 停输凝管失效的极限状态函数
• 3.3 管道极限承压的确定
• 3.3.1 无腐蚀缺陷管道极限承压
• 3.3.2 含腐蚀缺陷管道极限承压
• 3.3.3 参数的随机性与分散性
• 3.4 停输再启动时管道实际承压的确定
• 3.5 停输凝管失效概率的计算
• 3.5.1 如何确定管道的停输凝管失效概率
• 3.5.2 可靠性理论中失效概率的计算方法
• 3.5.3 利用J-C 法计算凝管失效概率
• 3.6 葫芦岛-绥中管道停输凝管失效概率计算
• 3.7 停输凝管失效概率可接受标准
• 3.8 停输凝管失效概率的影响因素与实际意义
• 3.8.1 停输凝管失效概率的影响因素
• 3.8.2 停输凝管失效概率的实际意义
• 第四章 基于失效概率的热油管道安全停输时间研究
• 4.1 热油管道停输温降规律数值模拟
• 4.1.1 热油管道温度场物理模型
• 4.1.2 热物性参数与边界条件
• 4.1.3 求解结果
• 4.1.4 不同影响因素下的模拟分析
• 4.2 管道规定的允许停输时间
• 4.3 基于凝管失效概率的热油管道安全停输时间
• 4.3.1 安全停输时间的定义
• 4.3.2 安全停输时间的确定
• 4.3.3 安全停输时间的影响因素
• 4.4 葫芦岛-绥中管道安全停输时间的确定
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢