埋地热油管道传热规律研究

齐 龙，曹 放

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 阜新银行， 辽宁 阜新 123000）

埋地热油管道传热规律研究

齐 龙1，曹 放2

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 阜新银行， 辽宁 阜新 123000）

对埋地热油管道，油品在管道中流动时，不仅存在着压力能的损失，而且存在热能的损失，并且这两方面的能量损失是相互联系和相互影响的，因此，埋地热油管道的设计、运行、管理就比常温输油管道要复杂的多。从现有的情况来看，埋地热油管道的传热规律需要进行深入研究，以此来获得更多的数据和信息，促使埋地热油管道的管理和运行，更加的顺畅，减少一系列的矛盾和冲突。目前，我国正处于社会发展的重要阶段，埋地热油管道与社会的经济发展具有密切的关系，通过研究其传热规律，能够在未来的工作中，及时处理一些不良问题，减少造成的安全事故和损失，从而实现国家能源的充分应用。

埋地热油管道；传热规律；研究

我国虽然是世界上较早利用管道运输的国家之一，但发展却比较慢。现阶段的任何一项工作，都融入了较多的科学技术，并且在客观上和主观上完成了性能的多样化。埋地热油管道作为国家发展过程的重要部分，其传热规律的研究，不仅仅是单纯的学术上的研究，而是要在很大程度上实现经济的平稳增长和能源的合理开发，从侧面实现我国的可持续发展战略。目前，对埋地热油管道传热规律研究投入的时间和精力比较大，但得到的结果却不是很理想，部分研究理论仍然集中在基础部分，导致总体上的研究进度缓慢。

在此，本文主要对埋地热油管道传热规律的研究进行讨论。

1 概 述

1.1 埋地热油管道传热规律研究的意义

在经济迅速发展的今天，能源的竞争成为了国际之间的主要竞争内容，并且会对国家的发展和经济的建设，产生较大的积极意义。相对而言，埋地热油管道传热规律的研究，并不是一项普通的研究，而是要从客观上和主观上进行广泛的研究，其研究意义具有很强的实际性。第一，我国目前的原油生产方面，集中在高粘、高凝原油，这种原油自身的特性比较突出，所以我国在输送方式上，不能像其他国家一样运用等温输送的方式。为此，我国在高粘、高凝原油的输送当中，多数情况是采用加热输送的。埋地热油管道传热规律的研究，可进一步了解到加热输送过程中，各项数据及信息的变化，减少能源的浪费，降低输送成本，实现经济效益和社会效益的双重提升[1]。第二，目前的原油加热存在较多的弊端。该项输送方式，会由于沿程存在较大的摩擦阻力，导致压力能出现损失情况。同时，沿程原油与周围环境存在着热交换造成的大量热能损失，这些损失都需要依靠其他的能源来进行弥补，由此导致了客观输送工作效率和质量的下降。埋地热油管道传热规律的研究，可以了解到能源损失的各项原因，结合客观实际的条件限制，为后续的管道铺设以及管道维护，提供较多的帮助，防止造成工作上的恶性循环。第三，热油管道的轴向温降计算的是否准确，直接影响到热油管道运行成本的高低[2]。该项工作，属于埋地热油管道传热规律研究的重要内容，且会对总体的传热造成较大的影响，日后应通过多个角度来开展调查和研究。

1.2 埋地热油管道传热规律的研究内容

相对于其他管道的工作来讲，埋地热油管道传热规律的研究，必须从多个角度着手，否则很难得到与现实相符合的结果。在埋地热油管道传热规律的研究内容方面，主要是在以下几项工作上努力：第一，必须对埋地热油管道的各种工况展开研究。埋地热油管道本身是一种高精尖的管道，其工况直接影响到传热规律。影响工况的因素较多，包括油品密度、粘度、比热容等等，这些虽然是细节因素，但却会对埋地热油管道传热规律造成较大的影响，所以必须要进行深入探索[3]。第二，应对埋地热油管道的流动性进行研究。一般来讲，流动性会导致传热效率出现提升或者下降的情况。现阶段的人口增多，对资源的需求量只增不减。通过研究埋地热油管道的流动性，能够进一步确定埋地热油管道传热规律的各种变化，且不会造成客观工作上的失误和漏洞，总体上的工作效果还是值得肯定的。第三，需对油品在管道中的温度和压力变化情况进行研究。以目前的工作来讲，埋地热油管道虽然自身的性能较高，但对于油品来讲，并不能适应所有的情况，且地下的变化因素较多。研究油品在管道中的温度和压力变化，能够在未来的工作中，获得更加理想的结果，减少不必要的问题出现，实现埋地热油管道传热规律的稳步落实。

2 埋地热油管道传热规律

目前，在埋地热油管道的相关研究中，传热规律的研究是重点组成部分，并且在该方面投入了较多的时间与精力，已经得到了部分研究成果。综合来看，以往在研究埋地热油管道传热规律的时候，学术上的研究较多，结合的实际情况比较少，未能考虑到较多的变化条件。另一方面，传热规律并不是一成不变的，随着经济的发展和各项建设的力度不断增大，埋地热油管道的传热规律，会随着各种影响因素的增加，而变得更加多样化，不同的情况呈现出不同的规律状态。在此，本文主要对埋地热油管道传热规律进行讨论。

2.1 导热系数

导热系数作为影响埋地热油管道传热规律的重要因素，在该方面开展研究，能够进一步健全传热规律的各项体系，对后续的相关建设和发展，具有较强的参考意义。结合以往的工作经验和当下的工作标准，导热系数的研究，可从以下几个方面来展开：第一，管壁的导热。该方面的导热主要是包括钢管、石蜡层、沥青绝缘层的导热。钢管的导热能力很强，一般为45～50 W/(m·℃)[4]。管内壁结蜡层的厚度与油流的温度和流速有关，其导热系数难以精确确定，设计计算通常不考虑，但当油品长期在流速较低的情况下时，要考虑石蜡层的导热系数，一般石蜡的平均导热系数为2.5 W(m·℃)。沥青的导热系数随其温度及密度的不同而有较大的变化，关于沥青的导热系数目前缺乏详细数据，据国外资料介绍，6～9 mm的沥青绝缘层的导热系数可取0.15 W(m·℃)[5]。第二，土壤的导热。埋地热油管道传热规律的研究中，土壤的导热属于必要性的研究工作。从客观的角度来分析，土壤的导热特性与土壤的种类、孔隙度、含水量等很多因素有关。在一年四季当中，孔隙度、含水量等因素都在不断的变化，遇到极端天气的时候，甚至会出现超标的情况。本文认为，在土壤的导热研究中，可对融化砂土、冻结砂土、粘土等不同类型的土壤进行研究，以此来实现埋地热油管道传热规律的精确化。

2.2 埋地热油管道的流动特性

对于埋地热油管道而言，由于管道的沿线温度不断下降，促使管道沿线的单位管长摩阻损失将会持续的增大。在整个过程中，原油流变性是决定管道沿程摩阻活启动压力的主要因素，也在客观上决定了埋地热油管道的传热规律变化。经过大量的讨论与研究，认为埋地热油管道的流动特性，主要表现在以下方面：热油在管道中流动的时候，存在比较突出的牛顿流型以及非牛顿流型。对于大直径的热油管道来讲，一个加热站内常见的变化情况表现为：从加热站出口处的牛顿紊流→非牛顿紊流→非牛顿层流。对于高粘度热稠油管道而言，则表现为：牛顿紊流→牛顿层流→非牛顿层流[6]。由此可见，埋地热油管道的流动特性还是比较有规律的，在不同的管道中会表现出不同的传热规律，以此来作为日后实践工作的指导，能够从客观上实现流动特性的较好掌握，且不会对日常的管理和运行造成太大的影响。

2.3 影响热油道管散热的因素

相对于其他的影响因素来讲，埋地热油管道传热规律的研究，还要在影响热油管道散热的因素方面来开展。传热过程中，势必会遇到很多的散热因素作用，并且埋地热油管道也需要进行相应的散热工作，否则会造成安全隐患。影响热油管道散热的因素，目前主要是集中在以下几个方面：第一，内部因素。埋地热油管道在传热过程中，内部的散热影响因素主要有油品的热物理性质、管道的输油量、加热温度等等[7]。这些因素偏向于物理和化学方面的因素，会因为某一个或者几个因素的共同变化，导致散热性的持续上升或者下降，倘若维持因素的稳定，则可以保证埋地热油管道传热规律的稳定运行。第二，外部因素。目前，埋地热油管道在运行的过程中，其散热的外部影响因素逐步增多，包括覆土的厚度、大气温度、风速等等。这些外部因素基本上没有办法改变，只能是通过不断的更改管道的性质和传热规律，来适应这些外部因素，否则将会导致传热规律出现紊乱的情况[8]。

2.4 埋地热油管道停输后再启动

在现实的工作当中，埋地热油管道并非是一直运行的，遇到某些特殊情况的时候，埋地热油管道会通过停输再启动的方式，完成埋地热油管道的传热和输油工作。此时，传热规律也会受到一定的影响。本文认为，埋地热油管道正常运行过程也可以看作是再启动过程的延续。在埋地热油管道再启动过程中，随着启动时间的延长，管道中原油的流量逐渐达到一个稳定的值，原油的温度场也将不再发生大的变化，趋近稳定，热油管道也就处于正常运行过程阶段。由此可见，埋地热油管道传热规律，会受到管道停输再启动的较大影响，日后应在该方面投入较多的研究力度，无论是设备还是技术，都应该定期进行优化，以此来保证埋地热油管道传热规律的稳定。

3 结 语

本文对埋地热油管道传热规律展开研究，从现有的工作来看，传热规律虽然比较稳定，但总体上的工作还需进一步努力。在设备上，埋地热油管道的性能应更加稳定，减少各项因素对传热规律造成的影响；在技术上，应保证各项维护措施具有长久的效果，告别以往反复维修的局面，实现埋地热油管道的通常运行。相信在今后的工作中，埋地热油管道传热规律会更加稳定。

［1］吕玲.周期性边界条件下埋地热油管道传热影响因素的分析[J].当代化工,2010,03:290-292=300.

［2］吴峰,李向阳,张治军.埋地参数对管道同沟敷设传热的影响[J].油气储运,2010,11:835-838+797.

［3］许丹,申龙涉,杜明俊,陈忠华.埋地热油管道停输三维非稳态传热过程的数值模拟[J].辽宁石油化工大学学报,2010,04:47-50+87.

［4］鹿钦礼,马贵阳,杜明俊,张春生.回填土质对埋地热油管道传热影响的研究[J].节能技术,2010,06:527-530.

［5］王龙,崔秀国,苗青,宋飞,柳建军,胡森,霍连风,李其抚,支树洁,牟楠.埋地热油管道非稳态传热的环道试验[J].油气储运,2011,01:56-59+7.

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［7］杨帅,李锐,刘文帅,宫荣娜,石力.埋地热油管道停输温降规律研究[J].中国石油和化工标准与质量,2011,11:95-96.

［8］崔起佳.低输量条件下埋地热油管道温降规律研究[J].中国石油和化工标准与质量,2013,12:168.

美国API原油库存大增410万桶

美国石油协会(API)10月27日发布的行业版数据显示，上周美国原油库存增加，因进口上升，而汽油库存和精炼油库存都出现下降。

API公布的数据显示，上周美国原油库存增加410万桶，至4.771亿桶，接受路透调查的分析师预期为增加340万桶。库欣原油库存减少74.8万桶。API数据还显示，最新一周汽油库存减少70万桶，分析师预估为减少69.4万桶。精炼油库存减少260万桶，预计为减少260万桶。

值得一提的是，美国能源信息署(EIA)将于周三(10月28日)发布政府版美国原油库存报告。

美国NYMEX 10月原油期货价格周二收盘下跌0.78美元，跌幅1.77%，报43.20美元/桶，因全球供应持续过剩，市场预计美国即将公布的数据显示原油库存续增。

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

齐龙（1990-），男，辽宁阜新人，硕士学位，2013年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：油气管道输送。E-mail：409484168@qq.com。