油品在大型储罐内储存过程中,与外界环境进行热量交换。对于易凝高黏原油,冬季大气环境温度低于油品温度时,罐内原油温度下降,当罐内油温降到含蜡原油析蜡点以下时,含蜡原油开始析蜡。油温持续降低,罐内原油流动性降低,析蜡量逐渐增加。当析蜡量超过某一临界值后,蜡晶黏连形成蜡晶多孔介质,严重时甚至会发生凝罐事故。因此,罐内原油流动性降低会带来严重的安全隐患,但是实际生产中采用罐底盘管加热维温运行又会带来高昂的运行费用,大幅增加生产成本。此外,对于轻质原油,若夏季环境温度过高,罐内原油温度随之升高,增大油品呼吸损耗,导致储备资源浪费以及严重的罐区环境污染。因此,开发一款适用于常见大型浮顶油罐的温度场仿真软件,探究罐内油温的演化规律及其影响因素,对科学制定油罐保温和运行方案具有重要的工程实际意义。浮顶油罐内原油温降过程包含导热、对流传热、辐射传热三种传热方式,涉及到原油析蜡相变、流变性转变等多种复杂的物理过程。本文在充分考虑大气环境、空气层、钢板层、保温层、土壤层、罐结构以及罐内原油耦合传热的基础上,建立了大型浮顶储油罐温降物理数学模型。该模型中采用标准k-ε湍流模型描述原油的湍流流动过程,采用达西定律和焓-多孔介质模型描述原油的析蜡相变过程;采用幂律方程描述其非牛顿流体特性;将太阳辐射的周期性影响划分为太阳直接辐射和太阳散射两部分进行考虑。采用有限容积方法离散控制方程,将储罐固体区域看作黏度无穷大的流体,实现油罐传热过程的整体求解。采用FORTRAN语言和VB6.0语言分别进行模拟内核代码和人机对话界面代码的编写,并进一步将两部分结合开发了大型储罐温度场仿真软件。应用所开发的大型储罐温度场仿真软件对大型浮顶油罐温度场变化规律展开研究,探究储罐直径,单盘、双盘式浮顶,罐内液位高度,储油温度,保温层导热系数,罐底堆积油泥因素对大型浮顶油罐温度场变化的影响。基于分析结果,以中原油、南阳油、胜利油、鲁宁油为研究对象,从储罐加热维温成本的角度对罐壁岩棉保温层进行经济性评价。最后根据这四种油品的油库现场实际运行情况,制定相应的安全经济储存方案。本文的研究成果能够为罐区生产方案的制定、原油储存安全以及节能减排提供一定的技术支持。