保溫原油管道蠟沉積速率模型的建立

孫啟智，劉 祁，郎憲明，胡志勇

（1. 遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院，遼寧 撫順113001；2. 中國(guó)石油管道公司 沈陽調(diào)度中心，遼寧 沈陽110000；3. 遼寧石油化工大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院，遼寧 撫順113001）

我國(guó)原油管道分布范圍廣，輸送的原油大都具有高凝點(diǎn)、高含蠟的特性[1]。管道輸送過程中，由于油壁溫差的存在，油溫會(huì)逐漸降低，油品中的蠟結(jié)晶析出，通過剪切彌散等作用附著在管道內(nèi)壁，形成蠟層[2]。從經(jīng)濟(jì)角度看，由于蠟層厚度不斷增加，管道的當(dāng)量直徑持續(xù)變小，輸量也會(huì)相應(yīng)減少，嚴(yán)重時(shí)在蠟層較厚的位置易發(fā)生凝管事故[3?4]。管道中的蠟隨著時(shí)間的推移逐漸增多，間接地起到了保溫的作用，降低了熱力費(fèi)用，與此同時(shí)，管道的流通面積減小，動(dòng)力費(fèi)用增加[5?6]。因此，對(duì)蠟沉積速率進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)研究，減少在實(shí)際管線中的經(jīng)濟(jì)損失尤為重要。

20 世紀(jì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開始對(duì)蠟沉積速率模型進(jìn)行研究。E.D.Burger 等[7]簡(jiǎn)單地疊加了分子擴(kuò)散和剪切彌散作用建立了蠟沉積速率模型，忽略了油品中的蠟晶分子并不是全部沉積到管壁處，結(jié)果誤差較大。J.Hun 等[8]定義了臨界蠟強(qiáng)度概念，引入了蠟沉積傾向系數(shù)，創(chuàng)建了蠟沉積速率模型，該模型未考慮實(shí)際管線中復(fù)雜的運(yùn)行狀況，結(jié)果與實(shí)際情況誤差較大。汪繼峰[9]通過定義蠟沉積勢(shì)，利用Fick擴(kuò)散定律得到蠟沉積速率表達(dá)式。該模型只考慮到流動(dòng)決定沉積層結(jié)構(gòu)狀態(tài)，而對(duì)蠟沉積的傳質(zhì)過程沒有影響，不滿足實(shí)際管線的情況，故該模型不適用。……