密閉管道受熱膨脹實時溫度壓力計算模型

宋金鳳，郭靖 ，袁倩，潘毅，雋文龍

（中國石油工程建設有限公司華北分公司，河北 任丘 062552）

輸油管道設計和安裝過程中不可避免會存在地上密閉的充油管段，這類管段在氣溫較高和太陽輻射較強的地區長時間與環境熱交換，很容易引起管道內油溫的升高，汽油等輕質油品受熱膨脹導致管道超壓，尤其對于無隔熱設計和安全泄放設計的密閉管段，這類管段在正常輸送油品過程中不會發生膨脹超壓現象，但在管道停輸且充滿輕質油品時，由于太陽輻射的影響存在油品受熱膨脹超壓的風險，當壓力超過設計壓力時，會導致管道、與管段相連接的設備、密封、焊縫等損壞，引起泄漏事故甚至重大的生產安全隱患。因此，研究地上密閉油管道油溫和壓力變化過程對于管道安全設計、生產防護意義重大。但是目前，對于密閉油管道受熱膨脹實時溫度壓力變化的研究較少。

本文通過關聯太陽輻射對地上密閉充油管道的動態變化過程和管道與環境熱交換過程，構建關于緯度ψ、日期N、時間τ、管徑D的四元油溫壓力計算模型，并對管道油溫和壓力實時變化過程計算分析，提出合理的停輸時間和防護建議。

1 模型前提條件

本文模型數值模擬計算的前提條件：（1）管道充滿油品，無空腔；（2）充油管道在停輸時為密閉，無泄漏；（3）密閉充油管段充分接受太陽輻射，無遮 擋。

2 太陽輻射過程

太陽赤緯反映太陽直射點的緯度值，不同季節、不同日期太陽入射點……