顺序输送管道的混油在线视频

同学们好

本节课我们学习成品油顺序输送管道的混油

在了解了管道的顺序输送工艺特点之后

进一步了解顺序输送管道的混油

对于控制油品的质量非常重要

那顺序输送管道的混油

从机理上来说分为这么几种

初始会有也就是进入首战时候的混油

初始混油也就是进入首站时候的混油

初始会有也就是进入首战时候的会友

过站会有不同的油品经过中间泵站时的会有

过站混油不同的油品经过中间泵站时的混油

过站混油不同的油品经过中间泵站时的混油

停输混油

意外混油

以及沿程混油

那本节我们就重点介绍沿程混油

造成沿程混流的原因

从机理上来说

是对流作用和扩散作用

扩散作用又分为分子的扩散和涡流的扩散两类

沿程混油是如何产生的呢

如果管道是处于层流状态

如图所示

前行油品是批次A后行油品是批次B

那么层流

它的速度的分布大概是一个抛物线的形状

我们如果分段来画呢

就可以化成如图所示的样子

那么大家可能会想的

在层流状态下肯定是混油最少的

但是事实是恰恰相反

在层流的状态下

由于分子扩散作用非常大

因此混油量是相当的大

可以达到管道总容积的若干倍

大家要注意是管道总容积的若干倍

因此混流量是非常巨大的

顺序输送管道在两种油品交替时

应避免在层流下工作

如果无法避免时

应在两种油品的交界面处加装隔离装置

以减少混油

另一种流态就是湍流或者说稳流

在湍流时

由于涡流扩散作用比分子扩散作用要大得多

因此在湍流下涡流扩散是占主要作用

此时它的截面上的平均速度分布

如图所示

可以看到比刚才长的楔形状要小得多

因此产生的混油量比层流是要小得多

那么在湍流时

如果输量越大

对于同一条管道而言

就意味着雷诺数越大

那么这个区域就越窄

也就是整个管道截面基本上都是湍流核心区

从而混油量就越小

一般来说从定量上来说

雷诺数是大于1万时

混油量仅占管道总容积的0.5%~1%

雷诺数大于2万5~3万时

湍流核心区几乎占据了整个截面

混油量的增加很小

在湍流情况下

沿程的混油浓度是怎么分布的

沿程的混油浓度是怎么分布的

沿程的混油浓度是怎么分布的

沿程的混油浓度是怎么分布的

我们假设在管道里面

在初始时刻以这条线为分界

这边充满了A种油品

这边充满了B种油品

那么很显然在这一段里面

A种油品的浓度KA=1

这里我们指的是体积分数

因此它占100%

那么KB就是0

相反在前面一段呢KB等于1 KA等于0

那么在两者的交界处

我们认为它们是各占一半

它的浓度

这是初始时刻的状态

那么到下一个状态

由于在流动过程中

A油和B油要进行混合

因此假设在t2时刻混油段

是如图这个绿色这段所示

那么混油段的长度就是两倍的l1

混油段随着时间的推移

它会扩展

扩展到一定程度的时候是这个混油段长度

达到稳定了以后它就基本不变

那么在这个混油段附近

我们就经常会画这样的一条浓度曲线

浓度曲线

从这里就是A油的浓度是最低的时候

A油的浓度逐渐增大

因此是箭头是这样子的

是增大的方向

这边是B油的浓度逐渐增大

沿着这个方向是B油浓度逐渐增大

沿着这个方向沿着流动方向

B油的浓度是逐渐减小

总之它们二者的浓度之和在每一个截面上

都应该是100%

也就是都应该是1

但是对于这条浓度曲线

大家一定要注意的一点是

它并不是A油和B油的分布的曲线

也就是说实际上并不是A油分布在这条线以上

B油分布在这条线以下

这是错误的理解

应该是在每一条截面上都充满着A油和B油

只不过比如说在这个截面上A油占的浓度很大

B油占的浓度很小

所以浓度曲线只是代表了每一个截上 a油和

所以这个浓度曲线只是代表了

每一个截上A油和B油的浓度的大小

所以浓度曲线只是代表了每一个截面上 a油和

每一个截上A油和B油的浓度的大小

而并不代表它们的空间分布

混油浓度是怎么样随着距离和时间而改变的

首先刚才说过在任一截面上

两种油品的浓度之和等于1

如果是输送两种以上的油品

那么也就是所有油品的浓度之和等于1

通常允许一种油品内含有

微量的另一种性质相近的油品

另外限于仪表的测量精度

不可能精确的测出浓度为0

和浓度为1的这样的一个变化的区间

所以在工程上往往取对称浓度

也就是刚才的那条浓度曲线

取某一种油品浓度99%~1%

作为混油段的切割位置

分别在混油浓度1%和混油浓度99%的位置切割

由此产生一个概念就是混油量

也就是混油段内所含有的油品的容积

前面提到过混油会影响成品油的品质

从而产生经济损失

因此精确计算混油量非常重要

现有的混油量计算公式大致分为两类

一类是由扩散理论推导

再进行实验修正得出的扩散理论公式

另一类是从实测数据归纳而得出的经验公式

由于影响混油的因素繁多

混油界面在管道中的运动又非常复杂

各公式都有一定的局限性

还没有公认的与实际完全相符的

混油公式

下面就介绍几种比较常用的比较经典的

理论和公式

首先是由扩散理论推导的

等径管混油量计算公式

根据Fike定律

假设扩散速度与扩散方向上的浓度梯度成正比

用公式表示

就是这个式子

其中 W指的是扩散速度

而DT指的是湍流的扩散系数

这个k就是混油的浓度

x是轴向的距离

那么混油量就等于

混油的扩散速度乘以管道的横截面积

把这个w代到这里来

就最终得到混油量

满足这样一个式子

其中f是管道的横截面积

那么在管道当中

对于混油段我们取这样的一个微元

蓝色的微元体来进行分析

经过微元体左面混油的流量是q1

右面的混油流量是q2

我们对b油进行分析

可以知道对于B油来说

它的q1满足这个式子

刚才的Fike定律可以推导出来

对于q2这个界面

它的混用量q2应该怎么计算呢

它的微元的长度

微元的长度是dx

因此 dx乘以浓度的变化率

也就是这么这段微元内的浓度的变化量

再加上起始段的浓度

也就是在这一个截面上的浓度应该是

括号中所示的这一项

再代入Fike定律就可以得到 q2的表达式

另一方面对刚才的Fike定律的求导

就有dq等于这一项

同时 dq还等于什么

同时 dq还等于什么

同时 dq还等于什么

同时 dq还等于什么

还等于q1-q2 而 q-q2可以消去

这样一项从而剩下这个式子的右边

左边

在这里

两边同时除以一个管道的截面积

最终就得到这样的一个混油浓度的微分方程

另外一个方面是用Austin经验公式也可以计算

混油

这是Austin经验公式的表达式

Austin公式是分区的

如果雷诺数小于临界雷诺数

也就是所谓的陡斜区

它的混流程度是由这样一个经验公式

来进行计算

如果是在平滑区

也就是雷诺数大于临界雷诺数

混油长度是由这个公式进行计算

这两个公式都是一个经验关系式

所谓的临界雷诺数

由这个式子来进行计算

这是混油的临界雷诺数

影响混油

除了沿程混油之外

还有其他因素

比如停输混油在停输情况下

相邻油品密度的差异可大大增加混油量

特别是这个管道不是水平的情况下

由于高差的作用

高密度油品处于斜坡的上方

低密度油品处于斜坡的下方时

更是如此

因所属油品之间的密度差

较轻的油品上浮

较重的油品下沉

这会导致混油长度的显着增加

因此停输时界面的位置和油品的次序

就显得尤为重要

第二是黏度差混油

黏度差对混油量的影响

与顺序输送油品的次序有关

黏度小的油品后行时

它的混油量比前行时的混油量要多10%到15%

第三是初始混油

顺序输送工艺规定

管道首站更换油品时不能停输

当切换油罐时

在管汇中形成的混油段称为初始混油

初始混流量的大小取决于输送流速

和油罐切换的时间

管道越长

初始混油量对管道终点处油品浓度的影响

就越小

过站混油

混油通过沿线各中间泵站时

站内的盲支管中的油品

不断与进站混油掺和

混油通过过滤器时的层流流动

站内管汇和管件处的涡流

泵的搅拌等等因素

都会使得经泵站后混油量增加

一般密闭输送泵机组串联运行时

一个泵站所增加的混油量

约等于通过10公里或15公里

长的直管段时所增加的混油量

可见过站混油也是非常重要的一个因素

还有其他混油在不满流段

由于重新建立了流速断面

以及湍流强度扩散的变化

油品掺混与满管时的情况不同

也会在一定程度上增大混流量

输量的调节

中途分输或进油

油品交替

环境变化等引起流速变化

管道沿线温度变化以及管道沿线的支管旁通管

等都将影响输送中形成的混油量

混油的影响因素众多

那么如何减少混油呢

第一是在工艺流程中

盲支管死角要尽量的少

支线的阀门要尽量靠近干线

第二

采用电动球阀

减少初始切换混油

第三

切换时应该尽可能的增大流速

使它处于湍流区

从而减少混油

第四

管内有混油段时

应该避免停输

不得已时尽量让重油处于低洼处

这样会避免由于重力的作用增大

我们的混油段

第五是尽量避免翻越点或不满流的出现

第六是混油头和混油尾

尽量切入大容量的纯油的储罐中

其余的是常压蒸馏

第七是罐容允许的前提下

增大油品的批量

第八

切换时使用隔离液

隔离球常用于投产

顺序输送管道的混油

就介绍到这里

同学们再见