成品油顺序输送仿真技术研究

摘要

随着现阶段长输管道向着大型化、复杂化的方向发展，在经济效益提高的同时，输送过程也变得更加复杂起来。这就增加了工程师们了解和掌握成品油管道系统的运行规律，分析和处理管道系统的事故工况，论证和提出合理的设计方案和运行方案，成品油管道的安全运行也面临着更大的挑战。
　　为了满足管道相关技术需求，管网仿真技术应运而生，目前已在世界范围内的许多国家得到广泛应用。管网仿真技术是用于描述不同条件下，流体在管道中的流动规律，能够真实地再现管道内流体压力、流量和温度的分布情况以及随时间变化的趋势，其在管网设计、调度管理和操作控制等方面提供了科学的解决方案，从而保障管道的安全运行，为管道工业带来了巨大的社会效益和经济效益。
　　目前，国际上管网仿真软件的发展已较为成熟，涌现出一系列针对液体、气体管道仿真模拟的高水平仿真软件，其中就包括SPS、PNS、PIPELINE STUDIO等。但是，纵观国内外具有成品油顺序输送仿真功能的商业仿真软件却屈指可数。原因主要在于，相比普通管道，成品油管道内常常连续输送多种油品，而不同油品接触时相互掺混形成的混油会严重影响管网仿真计算。因此，对于成品油顺序输送管道的仿真模拟，必须清楚管道内的混油情况，并掌握混油段长度以及混油段内的混油浓度的变化规律。
　　本课题针对成品油顺序输送仿真技术展开研究，以开发出一款适用于成品油顺序输送管道的仿真软件为目的。对顺序输送过程中产生的混油问题（包括混油段长度变化、混油段内浓度变化、混油段检测等方面），采用顺序输送特征线法进行深入的研究和分析。将混油段长度计算、混油段内浓度变化、混油界面跟踪与传统的特征线法相结合，运用JAVA语言，开发出一款基于MVC模式的成品油顺序输送仿真软件——LPS仿真软件。
　　LPS仿真软件具有良好的人机互动界面，能够实现可视化建模，数据的快速导入、导出，顺序输送动态仿真、混油界面跟踪、混油段长度计算等多种功能。通过结合设计模型和现场实际模型，将LPS软件与商用仿真软件PNS进行对比，从而验证LPS顺序输送仿真软件的可靠性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和技术路线

1.4 主要成果

第二章 成品油顺序输送混油分析

2.1 混油段的形成与发展

2.2 混油段浓度计算

2.3 混油量计算

2.4 混油界面的检测

2.5 本章结论

第三章 成品油顺序输送动态仿真模型

3.1 顺序输送管道特征线法模型

3.2 顺序输送管道特征线仿真过程

3.3 顺序输送管道系统内设备与元件

3.4 本章结论

第四章 成品油顺序输送动态仿真软件的开发

4.1 软件分析

4.2 软件的设计与实现

4.3 LPS软件开发模块的具体设计和技术实现

4.4 本章结论

第五章 实例分析

5.1 某机场机坪供油管网稳态仿真

5.2 环形管网动态仿真

5.3 中石化某成品油管线顺序输送仿真

5.4 本章结论

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况