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油气储运节能讲座.pdf
文档介绍:
油气储运系统能源利用研究
中国石油大学
侯磊
2010.08.04
China University of Petroleum
主要内容
ˆ节能工作的理论基础
ˆ油气储运系统的能耗
ˆ储运站场能耗的测试
ˆ输油管道运行能耗分析
ˆ储运系统若干节能技术
ˆ可再生能源利用技术
China University of Petroleum
1 节能工作的理论基础
能——物体做功的能力,包括动能、势能、热能、电
能、核能、辐射能和化学能。动能和势能属于机械能
,是人类最早认识的能的形式,光能则属于辐射能。
能量——对各种能的计量,用焦耳和卡来衡量。
能源——能源是一种呈多种形式的,且可以相互转换
的能量的源泉,是自然界中能为人类提供某种形式能
量的物质资源。薪柴、煤炭、石油、天然气……
1焦耳:将2个鸡蛋从地
面捡起1米所做的功。
China University of Petroleum
热力学第一定律
能量可从一种形式转换为另一种形式,但其总量既不能
增加也不能减少,既不会无中生有,也不会自行消灭。
规定能量转换的数量关系
热力学第二定律
不可能自发地由低温向高温传热。
热机不可能将单一热源传给工质的热全部转化为功。
只做功而不消耗高品位能量的永动机是不可能制成的。
孤立系统中的熵只会增加,不会减少。
指明能量转换的方向
China University of Petroleum
设想一个无影无形的精
灵,处在盒中的一道闸门边
,允许速度快的微粒通过闸
门到达盒的一边,允许速度
慢的微粒通过闸门到达盒的
另一边。一段时间后,盒两
边产生温差。
麦克斯韦妖
China University of Petroleum
“麦克斯韦妖”讨论为节能工作开启一道智慧之门
①信息与实物交换本质的区别:实物交换减少给予方的拥
有,而信息可以使得双方共同拥有。
②信息不属于物质世界,不遵守热力学定律。
③熵增定律没有规定熵必须以多大的速度增加,可以利用
信息不遵守热力学定律的特殊属性,在热力学定律允许
的范围内做许多事情。能源资源有限,而信息资源无
限,可以利用无限的信息替代有限的能源资源。
节能的物理学基础:
在热力学定律允许的情况下,以信息替代能源。
China University of Petroleum
2 油气储运系统的能耗
2.1 原油管道输送工艺方案优化
管道输量、原油物性和沿线地温等发生变化。
需要解决管道运行方案优化的问题,确定不同输量、
不同原油物性和不同月份下的运行方案。
运行方案包括各站的进站温度和出站温度、进站压力
和出站压力、运行泵组合、节流损失、加热炉的运行组合
及其热负荷分配等。
工艺节能
China University of Petroleum
热力和水力计算能耗费用计算
πDLK
bTTbTT exp()]([)( −+−++= ) SS= + S
L 0 R 0 Gc p r
nn 3600cG ( T− T ) e
HHHHHH+=+++ RZy
scfpzt∑∑ii Sr =
ii==11
ηrBE
HABQ=− 2−m ρqHe
S = d
p 102ηη
qGcTT=−()RZ p
βQ2−mmν
HLf = 5−m
d n
0.41 1( −) 4.0
= lg[Re f 2 ] −
nf 75.02/1 MR n 2.1
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稳态优化运行数学模型
最优准则
min SSC=+rr( ) STC pRp( , )
单位时间内管道运行总
能耗费用最低 S.t:
TrrR= ( )
①全线泵组合与管路的
T ppR= ( )
②水力约束条件
''''
③热力约束条件 QyRRRii≤≤ Q i Q i iI∈
④进出站压力约束
′′′'
⑤进出站温度约束 TTTRRRiii≤≤ iI∈
⑥泵站特性约束
y = 0,1 iI∈'
⑦热站特性约束 i
China University of Petroleum
数学模型的求解
¾根据地温和粘度等设置1个初
始末站进站温度。
¾进行工艺计算,根据各判断条
件产生全线各站的点炉方案,
对某一特定的点炉方案确定最
优开泵方案。
¾以总能耗为目标函数确定最优
运行方案。
¾改变末站进站温度,确定相应
的最优运行方案,计算其总能
耗费用,通过比较总能耗费用
确定最优末站进站温度,得最
终的管道优化运行方案。
优化算法总体流程图
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  • 上传人陈小翠
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  • 时间2012-03-24
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