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多相油气管道的动态模拟工具

     近年来,我国上马了不少长距离油气管线项目,如西气东输,长达数千公里。由于油气管线要翻山越岭,甚至深埋于海底,不易于人们接近。同时,油气的特性描述也比较困难,组成还随时间发生变化,改变流动体系将影响流率、压降及其在管道中的滞液量,并在系统中可能形成未蒸发的液滴传送,不利于对下游设备的设计和操作。因此,油气输送管线的设计和操作对工程技术人员是一大挑战。

        在油气输送管线中,工程技术人员经常遇到下列问题:如何利用现有管道从新的平台输送油气?什么样的操作条件会造成柱塞流?未蒸发液滴的捕获器应该有多大?如果管道破裂,会出现什么情况?如何用现有管道提高输送流量?当气体需求增加时,如何快速响应?因此,工程技术人员需要一个管道流体流动的严格模型,以及一个功能强大且容易使用的软件工具,可以定义问题并进行实例研究,以应对上述挑战。

       20世纪90年代,壳牌石油公司的阿姆斯特丹研究实验室开发出了管道模型(Traflow模型),该模型集多相流的基础研究、实验室经验和操作数据于一体。AspenTech通过集成自有的动态流程模拟技术和壳牌石油公司的Traflow模型,推出了商品化的AspenTraflow软件,成为提供多相油汽管线及相关设备的动态模拟软件的领先供应商。该模拟工具可广泛地用于模拟长而直径大的管线,以及输送油气混合物的管线。利用AspenTech动态流程模拟解决方案为其提供的模拟环境和其它设备模型,如压缩机、阀、混合器/分离器、PID控制器和闪蒸罐等,以及Traflow管道模型。AspenTraflow通过计算―――压降和液体滞液量;界面摩擦;层流形成的条件(液滴形成气相中的液体)、气体夹带(液相中的气体);分相条件―――气/油(两相)、气/油/水(三相);流型图变化等。从而预测多相流体系统(包括活塞流信息);追踪管道中的各相组成,模拟相平衡/传质;模拟三相油/水/气系统(包括水的倾析分离);计算环境传热;模拟管道上多个进料和/或泄漏点;模拟互相连接的管道网络,管线系统可以包括一根或多根管(包含支管和平行管线,或零流量和逆流量);液滴捕捉器、阀门和混合器的严格模型;模拟操作变化、紧急事件、泄漏、生铁和其它变化的情景模拟;在每个管段中流体的性质可以动态或稳态模拟,可以预测多个流体的情形,如:未蒸发液滴的形成和生锈情况;油气相之间闪蒸系统的传质选项(包括全部组份追踪分析)等。

       作为一个优秀的管线模拟工具,AspenTraflow不仅具有易于使用的图形化用户界面,让用户快速地建立模型;而且具有快速的模拟计算速度和集成工作流的能力,使客户可以快速地进行从计划、研发到方案设计、详细的工程设计、装置开车和资产管理阶段等工作,同时还集成了最佳的工艺模型(包括严格的多相管线模型和其它的辅助设备模型),以及多组分追踪的能力和前瞻性的计划能力。

       AspenTech与Shell两公司专有技术的结晶,为我们提供了功能强大的AspenTraflow多相油气管道动态模拟软件,帮助用户节省施工成本和时间,减少能源成本和污染,从而创造巨大的价值。如在比较建立第二个未蒸发液体捕获器与新建135公里的气/液管线两方案的决策时,澳大利亚的WoodsideLNG工厂成功地应用AspenTraflow,使整个项目的成本降低了220万美元