原油管道順序輸送中的若干問(wèn)題

黑龍江 王宗濤

原油管道順序輸送中的若干問(wèn)題

黑龍江 王宗濤

本文針對(duì)越來(lái)越多的進(jìn)口原油需在已有原油管道內(nèi)進(jìn)行順序輸送這一問(wèn)題，分析了原油管道順序輸送過(guò)程中可能遇到的冷熱油混輸、管道安全停輸時(shí)間及混油切割等問(wèn)題，并提出相應(yīng)的建議以指導(dǎo)管輸方案的制訂。

原油；順序輸送；冷熱油混輸；停輸時(shí)間；混油

引言

順序輸送，也叫交替輸送，是指不同種類油品按照一定批量和次序連續(xù)地在一條管道上進(jìn)行輸送，常用于成品油管道。此法可使長(zhǎng)輸管道最大限度地滿負(fù)荷運(yùn)行，既可增加管道企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又可減輕其他運(yùn)輸方式的負(fù)荷，因此，順序輸送方法已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。為充分利用原油管道的輸送能力，可將不同油田生產(chǎn)的原油采用同一條長(zhǎng)輸管道進(jìn)行輸送，以減少輸油成本。

原油的順序輸送與成品油順序輸送相比，對(duì)混油的控制要求相對(duì)較低，不過(guò)原油管道一般都缺少必要的油品界面自動(dòng)檢測(cè)、流程自動(dòng)切換及快速開(kāi)關(guān)閥門(mén)等設(shè)備，本文對(duì)原油管道順序輸送過(guò)程中遇到的冷熱原油順序輸送、安全停輸時(shí)間以及混油切割等問(wèn)題進(jìn)行討論。

1 冷熱原油順序輸送

目前，大部分進(jìn)口原油凝點(diǎn)較低，若采用常溫輸送，管道運(yùn)行溫度接近地溫；國(guó)內(nèi)原油常采用加熱輸送，管線沿途溫度較高。順序輸送進(jìn)口原油及國(guó)產(chǎn)原油時(shí)，若常溫原油進(jìn)入加熱輸送的原油管道，會(huì)導(dǎo)致管道運(yùn)行溫度的急劇下降，并影響沿線油流溫度及土壤溫度場(chǎng)。因此，冷熱原油順序輸送時(shí)宜限制進(jìn)口原油每批次的輸油量，且在地溫較高的季節(jié)進(jìn)行輸送。

管內(nèi)油品溫度變化為冷、熱兩種狀態(tài)，則油品的溫度變化為不穩(wěn)定的熱力過(guò)程，可假設(shè)前后順序輸送的兩種油品界面為平面，且兩油品之間無(wú)質(zhì)量交換，建立順序輸送管道中油品的溫度變化模型。通過(guò)此模型可分析原油順序輸送時(shí)不同油品的進(jìn)站溫度，保證此進(jìn)站溫度不低于最低進(jìn)站安全溫度，指導(dǎo)原油順序輸送的管輸方案的制訂。有學(xué)者對(duì)冷熱原油交替輸送中油品不同加熱時(shí)機(jī)的加熱能耗進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)低凝油品油尾提前適當(dāng)時(shí)間加熱可大大節(jié)省加熱能耗。

2 安全停輸時(shí)間

對(duì)于原油管道順序輸送，安全停輸時(shí)間是指管道可以安全再啟動(dòng)的最大停輸時(shí)間，且無(wú)論管內(nèi)油品處于再啟動(dòng)動(dòng)階段還是停輸溫降階段，管內(nèi)任意截面處的油溫均大于等于油品的最低安全溫度。對(duì)于單一油品輸送管道工況，安全停輸時(shí)間為保證管道停輸后，其末端油溫不低于凝點(diǎn)；對(duì)于冷熱原油順序輸送工況，安全停輸時(shí)間取決于停輸時(shí)刻管道內(nèi)的溫度場(chǎng)及土壤溫度場(chǎng)，與冷熱油的輸送次序及停輸時(shí)冷熱油交界面所處位置有關(guān)。

3 混油切割

在順序輸送管道中，油品交替輸送時(shí)必然在接觸區(qū)產(chǎn)生混油，混油量受油品流動(dòng)狀態(tài)、首站的初始混油、輸送次序以及管路特性、管路附件、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度和中途停輸?shù)纫蛩赜嘘P(guān)，若停輸時(shí)混油段處于高差較大的山坡地段且密度大的油品處于高處，會(huì)加大混油量。根據(jù)上述影響混油量的因素，減少混油量的主要措施有：①保證油品交替在紊流狀態(tài)下進(jìn)行；②采用最簡(jiǎn)單工藝流程及快動(dòng)閥門(mén)；③確定合理的輸送次序；④避免管線中途停輸。

混油界面的檢測(cè)是準(zhǔn)確切割混油段的前提，混油界面的檢測(cè)方法主要有密度型檢測(cè)方法、熒光記號(hào)檢測(cè)方法、氣體記號(hào)檢測(cè)方法、電容型檢測(cè)方法以及光學(xué)檢測(cè)方法，其中密度型檢測(cè)方法可分為直接檢測(cè)及超聲波檢測(cè)兩種，因超聲波檢測(cè)油品界面具有靈敏度高、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，被越來(lái)越多地應(yīng)用起來(lái)，現(xiàn)已成為最先進(jìn)的界面檢測(cè)技術(shù)。

4 結(jié)論

目前，進(jìn)口原油與國(guó)產(chǎn)原油順序輸送技術(shù)已被列為中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司的重點(diǎn)研究課題，通過(guò)對(duì)原油管道順序輸送可能遇到的冷熱油順序輸送、安全停輸時(shí)間及混油切割等問(wèn)題的分析，提出在原油管道順序輸送過(guò)程中，宜限制進(jìn)口原油每批次的輸油量，并采用超聲波方法檢測(cè)油品界面來(lái)切割混油。

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（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司）

（編輯 李艷華）