【摘 要】
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管道运输是四大物料运输方式之一,主要用于石油原油,成品油及天燃气的输送,输送管道的清洗(以下简称清管)是管道运输不可缺少的有机组成部分。随着石油工业的发展,清管技术受
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管道运输是四大物料运输方式之一,主要用于石油原油,成品油及天燃气的输送,输送管道的清洗(以下简称清管)是管道运输不可缺少的有机组成部分。随着石油工业的发展,清管技术受到越来越多的关注。使用清管器清洗管道是清管技术的主要方式,但清管过程中存在一些安全问题如管道管托从管架脱落,使管道发生位移,个别弯头碰撞管架出现塑性形变等。本论文针对这些问题,运用Matlab、Olga、ANSYS-Fluent、Autopipe等计算软件,展开了有关的研究,主要内容如下:首先基于MatlaB计算软件,利用动量方程计算了动量变化对清管系统的影响,分析了清管器的适应性,;接着通过OLGA软件模拟清管工况,研究了不同流量、不同操作压力和不同含气率情况对清管的影响;同时在湍流状态下,采用Fluent3d双精度求解器,通过对输油管道和管内清管器流场变化进行数值模拟;最后针对有关内部流态的剧烈扰动(主要表现为柱塞流荷载)对管道产生的荷载通过Autopipe模拟计算了“液顶液”“气顶液”“再恢复气源”三种工况的水击与段塞流荷载。模拟研究结果表明造成管托脱落、管道弯头发生塑性变形的主要原因为:对于N2作气源对库外汽油管道进行清管器顶液工艺清管时,清管器与管道1.5DN的弯头存在密封不严、严重漏气问题。漏气后清管器前方管道内流场变得复杂多变,沿程压力剧变,引起清管系统不稳定。当N2气源恢复后,管道系统的气柱随清管器移动,在移动过程中气柱产生压缩并升压,对管道弯头产生巨大的作用力,致使管道系统发生轴向位移、竖直方向跃动,管道管托脱落,个别弯头发生了塑性形变。
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