姜东方

中国石油天然气管道工程有限公司，河北 廊坊

1. 引言

石油是现代工业的血液，为保障国家能源安全，保证原油供给充足应加快原油储备能力建设，增强我国在国际原油贸易中的话语权，为此我国多地兴建大批的原油战略储库和商业储库[1]。

原油在存储、运输、加工等过程其所含水分会对相应设施造成极大影响[2]，因此，在原油储存过程中切水作业占有重要地位[3]。长期以来，储罐原油切水作业主要由人工进行，效率低，风险大，易发跑油、冲塔，甚至爆炸等安全事故，对人身健康及自然环境构成重大威胁，浮球式自动切水器可实现连续脱水，节能环保，克服了人工操作的诸多弊端，可极大提高原油储罐切水作业的效率[4]。

目前，对自动切水器的使用研究仅限于工程经验和生产作业过程中的数据积累分析，缺乏仿真数值模拟研究。通过对自动切水器进行仿真数值模拟，可为使用单位提供工程仿真模拟分析数据，有利于提高原油储罐自动脱水器的选型、安装、调试的准确性，有助于提高运维管理的效率[5]。

2. 数值模拟原理及主要参数

2.1. 数值模拟原理

原油与水在密度、颜色、粘度、电导率、微波吸收、导光性和超声波回波等方面存在特性差异[6] [7]，利用原油与水存在密度和粘度特性差异[8]，对原油储罐浮球式自动切水器进行数值模拟，进而对自动切水器的整个工作过程进行数值模拟分析。

2.2. 主要参数

以中-俄原油管道俄罗斯来油为参考[9]，对原油的含水率进行了实测得到其含水率为0.057%，并对某储备库罐容为5 × 104m3的原油储罐进行了实测，得到罐底水层高度为0.86 m，自动切水器设计流量为10 m3/h，原油物性参数见表1。……