楊 明，葉振生，屈 磊

（中原油田油氣儲運(yùn)管理處， 河南 濮陽 457100）

鐵路油槽車不同類型裝卸油鶴管運(yùn)行工況分析

楊 明，葉振生，屈 磊

（中原油田油氣儲運(yùn)管理處， 河南 濮陽 457100）

目前大部分石油產(chǎn)品均采用管道輸送方式進(jìn)行外輸，但由于受地理位置的限制及各地區(qū)對能源需求的波動性，部分油品還需配合鐵路油罐車輸送方式實(shí)現(xiàn)外輸。當(dāng)裝卸油品時，鶴管類型及數(shù)量影響著管內(nèi)油品的運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)用軟件對不同直徑鶴管在裝卸油品時的各參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過分析鶴管、集油管及輸油管內(nèi)油品的壓力、速度等參數(shù)的變化，為鐵路裝卸油品提供技術(shù)服務(wù)及理論支持。

鐵路油罐車；鶴管；運(yùn)行工況；不同直徑；模擬

為了及時滿足各地區(qū)對石油產(chǎn)品的需求，鐵路油槽車[1,3]需配合石油石化企業(yè)進(jìn)行油品轉(zhuǎn)輸。鐵路裝卸油設(shè)備主要包括：鶴管、集油管、輸油管及輸油泵[4,5]等。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時，管內(nèi)油流的運(yùn)行參數(shù)隨鶴管類型及流量等變化，準(zhǔn)確分析管內(nèi)油品運(yùn)行參數(shù)[6]的變化情況可為鐵路油槽車裝卸油品提供技術(shù)及理論上的支持。當(dāng)裝油時的輸油管流速一定時，應(yīng)用軟件模擬分析管內(nèi)流體壓力及速度等參數(shù)的分布情況，比較不同類型的鶴管對運(yùn)行參數(shù)的影響；當(dāng)卸油時的鶴管流速一定時，分析管內(nèi)流體壓力及速度的分布情況，模擬比較不同類型的鶴管對管內(nèi)油品運(yùn)行參數(shù)的影響。裝卸油設(shè)備內(nèi)油品的運(yùn)行參數(shù)影響著鐵路油品裝卸車時間，所以準(zhǔn)確分析管內(nèi)油品運(yùn)行參數(shù)具有重要意義。

1 建立模型

1.1 建立幾何模型

以裝卸0#柴油[7]時的管道系統(tǒng)為研究對象，輸油管道長0.5 m，輸油管道入口流速為3.5 m/s，集輸管道長6.8 m，分別模擬直徑為108 mm和200 mm的鶴管在裝卸油品時的管內(nèi)運(yùn)行工況，圖1是鶴管直徑為200 mm，以四邊形網(wǎng)格進(jìn)行劃分的幾何模型。

圖1 鶴管直徑為200 mm時的輸油管道系統(tǒng)幾何模型Fig.1 Pipeline system geometry model with 200 mm crane tube

1.2 建立數(shù)學(xué)模型

鐵路裝卸油管道系統(tǒng)輸送油品控制方程包括連續(xù)性方程與動量方程[8]，應(yīng)用k–ε方程[9]湍流模型模擬管道系統(tǒng)在安裝不同類型鶴管時的運(yùn)行參數(shù)變化情況，考慮到油流近壁面具有粘性效應(yīng)，從而在近壁面建立了流動邊界層。

由于管道模型模擬豎直狀態(tài)的運(yùn)行參數(shù)，需考慮重力方向的參數(shù)變化，動量方程如下：

式中：ρ—流體密度，kg/m3；

μi、μj—流體的動力粘度，Pa·s；

υ—速度矢量，m/s；

p—液體內(nèi)應(yīng)力張量，Pa；

g—重力加速度，m/s2；t為時間，s；

xi、xj—空間坐標(biāo)，無量綱。

二維連續(xù)性方程：

式中：υx—x方向速度矢量，m/s；

υy—y方向速度矢量，m/s；

k–ε運(yùn)輸方程：

式中：Gk—因平均速度梯度引起的湍流動能產(chǎn)生項；

Gb—因浮力影響引起的湍流動能產(chǎn)生項；

YM—可壓縮湍流脈動對總的耗散率的影響；

μt—湍流粘度，Pa·s；

υi、υj為時均速度，m/s；

C1ε、C2ε、C3ε—經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，默認(rèn)值分別為1.44、1.92、0.09；

Sε、SK為用戶定義的源項。

1.3 初始及邊界條件

鐵路油槽車裝油時的2種模型的輸油管道流速均為3.5 m/s，卸油時2種模型的鶴管流速均為4.5 m/s，由于模擬豎直方向運(yùn)行工況，所以考慮重力引起的參數(shù)變化，輸油管及鶴管管道作為入口均采用velocity-inlet邊界，作為出口均采用outflow邊界[10]。

2 模擬結(jié)果與分析

2.1 不同類型鶴管裝車工況

輸油管內(nèi)油品流速為3.5 m/s，圖2為0#柴油裝車穩(wěn)定運(yùn)行時的壓力云圖，圖3為0#柴油裝車穩(wěn)定運(yùn)行時的速度分布線圖，由圖2、3可以看出裝車時，接近輸油管處的集油管壓力為最高點(diǎn)，但管內(nèi)此處油流速度不是最高點(diǎn)，隨著與輸油管距離的增加集油管內(nèi)油品的壓力與流速均逐漸降低。從圖2可以看出，當(dāng)輸油管流速一定時，隨著鶴管直徑的減小，接近輸油管處的集油管壓力急劇升高，集油管內(nèi)壓力均較高；從圖3可以看出，當(dāng)輸油管流速一定時，隨著鶴管直徑的減小，集油管內(nèi)分布速度均較低，鶴管速度增加。

2.2 不同類型鶴管卸車工況

鶴管內(nèi)油品流速為4.5 m/s，圖4為0#柴油卸車穩(wěn)定運(yùn)行時的壓力云圖，圖5為0#柴油卸車穩(wěn)定運(yùn)行時的速度分布線圖，由圖4、5可以看出卸車時，接近輸油管處的集油管壓力為最低點(diǎn)，此處管內(nèi)油流速度為最高點(diǎn)，隨著與輸油管距離的增加集油管內(nèi)油品的壓力與流速均逐漸升高。從圖4可以看出，當(dāng)鶴管流速一定時，鶴管直徑大的集油管內(nèi)壓力分布較均勻，鶴管直徑小的集油管內(nèi)壓力分布具有波動性；從圖5可以看出，當(dāng)鶴管流速一定時，隨著鶴管直徑的減小，集油管各點(diǎn)分布速度均有所增加。

圖2 不同鶴管裝車壓力對比云圖Fig.2 Press cloud comparison graph of different crane tube when loading

圖3 不同鶴管裝車速度對比線圖Fig.3 Velocity curve comparison graph of different crane tube when loading

圖4 不同鶴管卸車壓力對比云圖Fig.4 Press cloud comparison graph of different crane tube when unloading

圖5 不同鶴管卸車速度對比線圖Fig.5 Velocity curve comparison graph of different crane tube when unloading

3 結(jié) 論

通過以上分析可以得出，鶴管類型（不同直徑）影響著油品裝卸車時管內(nèi)油流的壓力及速度分布。當(dāng)輸油管裝車流速一定時，集油管及管徑小的鶴管內(nèi)流速及壓力均比鶴管管徑大的有所增加；當(dāng)卸車鶴管流速一定時，由于管徑小的鶴管內(nèi)流量較小，導(dǎo)致集油管內(nèi)油品的壓力及速度均較管徑較大的有所降低；考慮到靜甴及其他對油品安全輸送影響的因素，油品裝車時鶴管內(nèi)流速受到一定限制，所以準(zhǔn)確分析鐵路油槽車裝卸油品時的管內(nèi)運(yùn)行工況分布，對合理選擇裝卸油鶴管及油品的安全輸送具有重要意義。

［1］朱華平，張新智，王鈞盛，等. 鐵路槽車輕油卸車鶴管計算機(jī)輔助設(shè)計[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，33：13.

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立邦建筑涂料事業(yè)群 刷新精彩2014

2014年2月28日，中國上海，建筑涂料市場近年來悄然収生變化。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌，立邦中國(Nippon Paint China)已嗅到趨勢，幵開始尋找應(yīng)對乊道。立邦中國區(qū)總裁兼建筑涂料事業(yè)群總裁鐘中林(Eric Chung)表示,過去中國快速的城市建設(shè)，讓涂料成為了剛需。然而近兩年城市収展趨緩，消費(fèi)者對涂料的需求開始由需要向想要轉(zhuǎn)變。能否提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品與更好的服務(wù)成為涂料品牌差異化競爭的關(guān)鍵。

作為立邦中國重要組成部分，建筑涂料事業(yè)群今年將繼續(xù)在產(chǎn)品和服務(wù)上下功夫。具體而言，立邦建筑涂料將迚一步収展市場渠道、產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)品涂裝系統(tǒng)。去年年底，立邦建筑涂料事業(yè)群收購了廣州秀珀化工和歐龍漆品牌，新增地坪涂料和防水兩大產(chǎn)品技術(shù)，而歐龍漆保持著在上海地區(qū)木器漆市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，其產(chǎn)品已分銷至中國四百多個城市。此外，結(jié)合外墻涂料的推廣，立邦將一起推廣與乊配套的外墻外保溫系統(tǒng)，建立產(chǎn)品和涂裝系統(tǒng)一體化的市場難以復(fù)制的創(chuàng)新銷售模式，整合所收購實(shí)體的資源，幫助其開辟創(chuàng)新銷售渠道。

除了應(yīng)對市場需求變化做出經(jīng)營策略的調(diào)整，立邦建筑涂料也在尋找新的增長點(diǎn)。開拓建筑涂料衍生相鄰市場(基材和輔材等)的収展空間，便是嘗試乊一。“再好的涂料，都離不開基材與輔材的支持?！辩娭辛终J(rèn)為。立邦的基材及輔材包括內(nèi)外墻面的底材系統(tǒng)、廚衛(wèi)底材系統(tǒng)及處理工具、輔助材料。目前立邦提供高耐久、環(huán)保的底材產(chǎn)品，幵整合超過30家國際品牌的輔助材料與工具供應(yīng)商，與立邦的優(yōu)質(zhì)涂料形成整體的涂裝體系。對于立邦建筑涂料事業(yè)群而言，作為未來長進(jìn)的収展戰(zhàn)略乊一，系統(tǒng)化的涂裝體系不但是增長的亮點(diǎn)，更重要的是讓用戶真正享受到立邦高品質(zhì)與系統(tǒng)化的服務(wù)。

2014年伊始，立邦中國建筑涂料事業(yè)群舉辦了“讃美自己，刷新2014“新春年會，關(guān)于今年建筑涂料事業(yè)群的収展思路，鐘中林現(xiàn)場致辭表示：不僅要呼應(yīng)母公司立時集團(tuán)(Nipsea Group)“精益成長”(Lean For growth)的管理文化提升外部市場商業(yè)競爭力，而且還將通過立邦中國“讃”的企業(yè)文化提升事業(yè)群的執(zhí)行力?！熬娉砷L”(LFG, Lean for Growth)是立時集團(tuán)(Nipsea Group)2012年起致力形塑的管理文化，經(jīng)由四個面向”聚焦穩(wěn)健增長、質(zhì)量優(yōu)先、提升效率、優(yōu)化收益”，打造全新的運(yùn)營成長契機(jī)。新春年會上，為慶祝包括建筑涂料事業(yè)群在內(nèi)的立邦中國去年完成了2013年刜設(shè)定的15%的高幅度精益目標(biāo)，各部門員工傾情奉上了形式多樣的“讃“主題節(jié)目，以表對精彩2014的期待和美好祝愿?！?/p>

Operating Condition Analysis of Different Type of Crane Tubes for Oil Loading and Unloading of Rail Oil Tankers

YANG Ming, YE Zhen-sheng, QV Lei
（Oil & Gas Storage and Transportation Company, ZPEB, SINOPEC, Henan Puyang 457100, China）

Currently, most petroleum products are transported by pipeline, but part of oil products are still transported by rail oil tanker due to geographical constraints and volatility of regional energy demand. The type and quantity of crane tube can affect the operating parameters when loading or unloading oil products. In this paper, the software was used to simulate loading or unloading oil products process in different diameters of crane tube, and pressure and velocity changes in crane tube, collect pipe and transport pipe were analyzed, which could provide technological and theoretical basis for loading or unloading oil products in rail transportation.

Rail oil tanker; Crane tube; Operating parameters; Different diameters; Simulation

TE 832

A

1671-0460（2014）10-2169-02

2014-03-23

楊明（1989-），男，河南濮陽人，助理工程師，2011年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運(yùn)工程專業(yè)，主要從事油氣儲運(yùn)管理技術(shù)工作。E-mail：yangming0168@126.com。