影響輸油管道輸送能力的主要因素分析及解決途徑探討

何小鵬

【摘要】本文通過對影響管道輸送能力的主要因素，如穩(wěn)定時間和調(diào)節(jié)頻率、泵站設(shè)備的可靠度、管道流量等進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)管道的輸送能力隨管道長度的增加和泵站設(shè)備可靠度的降低而減小，以此為基礎(chǔ)，我們提出了提高輸油管道輸送能力的相應(yīng)措施及建議，解決了輸油管道尤其是長輸管道在輸油過程中輸送能力低的實際問題，達(dá)到了預(yù)期目的。

【關(guān)鍵詞】輸油管道 影響因素 途徑

1 前言

泵站設(shè)備之間的距離一旦確定，中等起伏的地形對于鋪設(shè)輸油管道十分重要。輸送過程中的輸油管道，在泵站設(shè)備前后的主干線上分別安裝了止回閥裝置，系統(tǒng)會在其中某座或者幾座泵站設(shè)備停機(jī)時，自動進(jìn)入越站輸送狀態(tài)。如果正常輸油時各泵站設(shè)備采取密閉方式進(jìn)行接力輸送，使各泵站間距的水力坡降曲線大體一致。在理想狀況下，泵站設(shè)備設(shè)計流量就是管道的流量。而現(xiàn)實生產(chǎn)中，理論的泵站設(shè)備設(shè)計流量會比管道流量大。這主要是由于受泵站設(shè)備可靠度的影響，泵站設(shè)備不可能都處在正常工作狀態(tài)，這樣會導(dǎo)致系統(tǒng)不能一直按預(yù)先設(shè)計的水力坡降曲線運行。當(dāng)系統(tǒng)中幾座泵站停機(jī)時，通常會進(jìn)行越站輸送。從而使泵站設(shè)備需要承擔(dān)多座泵站額外的輸送任務(wù)，輸送負(fù)荷增加。這種情況會導(dǎo)致管道的瞬時流量下降，影響平均管道流量小于泵站設(shè)備的額定流量。此時，管道輸送的設(shè)計理論值就會大于管道的實際輸送能力。因此，本文通過研究輸油管道輸送能力的各種影響因素，確定提高輸油管道輸送能力的途徑。

2 影響輸油管道輸送能力的原因分析

2.1 管道的實際流量，會制約管道的輸送能力

運行的泵站設(shè)備的數(shù)量，決定了管道系統(tǒng)在泵站設(shè)備出口壓力不超過管子額定工作壓力下的瞬時流量。由于首站和供油泵站設(shè)備承擔(dān)著為管道提供初級壓頭和供油的任務(wù)，因此，系統(tǒng)會因為其中一項失效而停輸，流量為零； 如果末站或中間泵站設(shè)備失效，系統(tǒng)則自動進(jìn)入越站輸送狀態(tài)，管道瞬時流量在越站輸送時，決定于越站的數(shù)量。

依據(jù)概率論，對于不包括供油泵站設(shè)備的n 座泵站設(shè)備長度的管道，有m 座泵站設(shè)備同時失效的概率為Rs^n-m（1-Rs）。既然管道中最長的管段決定管道的瞬時流量，那么，就需要知道當(dāng)這m座泵站設(shè)備同時失效時，在整個管道中的分布，管道瞬時流量會因為其分布不同而不同。比如，如果一條管道橫跨6座泵站設(shè)備，其中2座同時失效，且這2座泵站設(shè)備可能是不連續(xù)的，也可能是連續(xù)的。當(dāng)出現(xiàn)此種情況時，會因為整條管道的平均流量和輸油效率都會下降，導(dǎo)致管道輸送能力也隨之下降。

2.2 泵站設(shè)備是否可靠，會制約管道輸送能力

泵站設(shè)備的有效運行時間跟可靠性成正比，運行時間越長，可靠性就越高，管道的輸送能力越強(qiáng)。首站和供油泵站設(shè)備，通常都會設(shè)置兩臺以上的泵站設(shè)備作為備用。原機(jī)組和備用泵站設(shè)備的無隙切換，在供油泵站設(shè)備在出現(xiàn)故障時是不可能做到的。因此不能簡單地把備用機(jī)組與原機(jī)組看作是并聯(lián)系統(tǒng)。實際工作中將泵站設(shè)備維修時間縮短為互換時間，使計算泵站設(shè)備的可靠度變得方便，且人為地提高了泵站設(shè)備的可靠度，大大超過其固有效度。事實上，通常都是根據(jù)備用機(jī)組與原機(jī)組的更換時間以及泵站設(shè)備的平均故障間隔時間來確定泵站設(shè)備可靠度的有效時間。因此，要提高管道的輸送能力，可以通過縮短實際的平均維修時間來提高。

2.3 調(diào)頻率、穩(wěn)時間的頻繁操作過程，可能會制約管道輸送能力

穩(wěn)定時間是管道系統(tǒng)從非穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間。調(diào)節(jié)頻率是管道系統(tǒng)在單位時間內(nèi)從非穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)的次數(shù)。由于泵機(jī)組的固有有效度不可能是1，因此長距離多泵站設(shè)備的輸油管道會經(jīng)常因為系統(tǒng)中泵機(jī)組頻繁的啟停而處于工況調(diào)節(jié)的運行過程中。這種頻繁啟停造成的調(diào)節(jié)不能使管道在失效泵機(jī)組重新恢復(fù)運行時，及時達(dá)到其可能達(dá)到的最大流量。

綜上所述我們可以推斷，如果輸送管道長度越長，泵站設(shè)備數(shù)量越多，各泵站設(shè)備所需的調(diào)節(jié)頻率就越高，這樣就會導(dǎo)致整個油氣輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定時間長，影響管道的輸送能力。

除以上3中重要的影響因素外，影響管輸能力的因素還有閥門和鋼管以及管道連接的可靠度等。這些因素也是不能忽視的。為了有效防止閥門及鋼管由于質(zhì)量不過關(guān)對管道輸送能力的影響，需要我們采購人員在購入設(shè)備時，挑選有質(zhì)量保證的品牌產(chǎn)品。另外，由于輸油管道通常是通過焊接的方式把多根一定長度的鋼管在現(xiàn)場進(jìn)行組裝，盡管也經(jīng)過實際輸油前的試壓，且試輸后，管道連接可能出現(xiàn)的故障也能夠被基本排除，但其可靠程度一般也會低于理想值，制約管道的輸送能力，主要是受裝配技術(shù)、地形和連接管接頭質(zhì)量等的影響。

3 提高輸油管道的主要途徑

為了最大限度的提高管道輸送能力，我們基于對以上可能影響管道輸送能力因素的分析討論，可以采取以下途徑：

一是重視設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。對主要泵站設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)進(jìn)行重點關(guān)注，防止泵站設(shè)備失效，包括備用的設(shè)備和在用的設(shè)備。另外還要做好如壓力系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)的保養(yǎng)維護(hù)，以此來保證管道輸送能力達(dá)到最大。

二是保障電源穩(wěn)定。為了保障輸油管道平穩(wěn)有序輸油，就需要保障供電電源的穩(wěn)定。采用技術(shù)手段，提高供電效率并保障其可靠性。另外，積極與電網(wǎng)或供電站結(jié)合、溝通，提高輸油時率，防止因供電不穩(wěn)定造成泵站設(shè)備甩泵，或者出現(xiàn)計劃外停電造成管線停輸，而人為造成輸送能力下降。

三是提高巡查管線的意識。要提高輸油管道的輸油能力，就需要做好輸油管線的巡查力度。為了防止因經(jīng)常發(fā)生自然災(zāi)害而影響管線輸送，我們需要通過提前備足搶險物資，做好防范工作等措施，減少意外事件帶來的損失； 加大外管線上占壓清理工作力度； 與當(dāng)?shù)氐墓膊块T做好聯(lián)防、群防工作，防止不法分子的犯罪行為發(fā)生。

四是加大備用泵站設(shè)備方面的投入，從而避免泵站設(shè)備的因檢修而影響正常的輸送。輸油泵站設(shè)備的主要輸送動力設(shè)備就是泵站設(shè)備，因此，盡管我們提倡節(jié)約成本，但是在控制投入成本的前提下，盡量保證每個泵站設(shè)備都有一臺或幾臺泵站設(shè)備，來保障輸送不間斷。增加了備用泵站設(shè)備，也就是提高了泵站設(shè)備的可靠度。這樣，即使有泵出現(xiàn)問題，也可以在最短時間內(nèi)，起用備用泵，避免造成停輸。

4 結(jié)論與認(rèn)識

通過分析，管道的實際流量、泵站設(shè)備的可靠度以及調(diào)頻率、穩(wěn)時間的頻繁過程等因素都會影響到管道的實際輸送能力。在此基礎(chǔ)上，我們討論了提高管道輸送能力的幾個有效途徑，下步需要在實際工作中，反復(fù)試驗，從而為徹底解決輸油過程中輸送能力低的問題提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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