【技术实现步骤摘要】
一种大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法
：本专利技术涉及的是油气储运
，具体涉及的是一种大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法。
技术介绍
：石油作为一种重要的战略资源，对于各国的经济发展和国防建设都有着重要意义。中国作为全球第二大经济体，其石油消费量与国民经济发展速度息息相关。为了保障能源安全和国民经济平稳运行，我国势必要加强石油储备的建设，按照《国家石油储备中长期规划》，到2020年，中国将形成相当于100天石油净进口量的储备总规模。随着大型原油储备库的建立，油罐在生产运行中，当罐内原油温度低于析蜡点时，含蜡原油会因析蜡在储罐内沿形成一定厚度和强度的凝油层，为了保证储罐的安全运行，必须对罐内原油进行适时加热，目前最普遍的加热方式是在储油罐的内部安装加热盘管，具有结构简单、造价低、操作方便等优点，然而这种方式进行加热会产生巨大的能源浪费，甚至占了油库总能耗的85％以上，因此，对原油储罐加热过程中有效能利用的研究将越发重要。在以往储罐加热过程用能分析中，都是以盘管释放的热量为总用能，忽略了太...
【技术保护点】
1.一种大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤一：结合大型原油浮顶储罐外部的动态边界条件，建立大型原油浮顶储罐盘管加热过程的数学模型，并采用有限单元法对该模型进行数值求解，得到不同结构加热盘管下罐内原油温度场的分布情况，所述动态边界条件包括太阳辐射、大气温度；/n所述大型原油浮顶储罐盘管加热过程的数学模型，包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程；/n质量守恒方程为：/n
【技术特征摘要】
1.一种大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：结合大型原油浮顶储罐外部的动态边界条件，建立大型原油浮顶储罐盘管加热过程的数学模型，并采用有限单元法对该模型进行数值求解，得到不同结构加热盘管下罐内原油温度场的分布情况，所述动态边界条件包括太阳辐射、大气温度；
所述大型原油浮顶储罐盘管加热过程的数学模型，包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程；
质量守恒方程为：
式中：x、r分别为储罐轴向、径向坐标，m；u、v分别为罐内油品的轴向、径向流速，m/s；tstea为加热时间，s；ρoil为油品密度，kg·m-3；
动量守恒方程为：
式中：P为油品流体静压力，Pa；g为油品重力加速度，m/s2；μoil为油品动力黏度，Pa·s；
能量守恒方程为：
式中：Toil为油品温度，℃；λoil为油品的导热系数，W/(m·℃)；coil为油品比热容，J·(kg·℃)-1；
步骤二：根据热力学第一定律，从能量的层面，将储罐原油散失到环境中的热量作为无效能量，用于油品升温的热量作为有效能量，吸收太阳辐射热量与蒸汽盘管释放的热量之和为总能量，根据有效能量与总能量的比值得到储罐不同结构加热盘管下能量有效利用率；
步骤三：根据热力学第二定律，从能质的层面，将储罐原油加热过程中，吸收太阳辐射与盘管释放的用能之和作为整个系统的输入被加热油品所吸收的用能作为有效有效与输入的比值为储罐不同结构加热盘管下的有效利用率；
步骤四：将能量有效利用率和有效利用率结合，建立大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价指标，对比分析在不同罐内原油液位、盘管加热温度、外界大气温度条件下盘管加热过程能量有效利用率、有效利用率的变化规律，优选加热盘管结构。
2.根据权利要求1所述的大型原油浮顶储罐盘管加热过程有效用能的评价方法，其特征在于：所述从能量的层面，将储罐原油散失到环境中的热量作为无效能量，用于油品升温的热量作为有效能量，吸收太阳辐射热量与蒸汽盘管释放的热量之和为总能量，根据有效能量与总能量的比值得到储罐不同结构加热盘管下能量有效利用率，具体如下：
有效能量为被加热油品所吸收的热量：
Enef＝Goilcoil(Tend-Tsta)
式中：Enef为储罐盘管加热过程中的有效能量，J；Goil为罐内油品质量，kg；Tend为加热终了温度，℃；Tsta为加热起始温度，℃；coil为油品比热容...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙巍，成庆林，金柄旭，刘扬，邵帅，王志华，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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