成品油管道的優(yōu)化運行探討

摘 要：成品油管道運行具有工藝復雜、油品種類多、數量大、距離長等特點，其對很多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會經濟發(fā)展等都有著重要影響。我國成品油管道輸送運行發(fā)展起步相對較晚，因此應加大對成品油管道優(yōu)化運行的分析和研究，按照標準的輸量要求，從多個角度和方面入手，提高成品油管道運行的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。文章簡要介紹了成品油管道輸送特點，分析了成品油管道優(yōu)化運行目標函數和約束條件，闡述了成品油管道的優(yōu)化運行設計，以供參考。

關鍵詞：成品油管道；優(yōu)化運行；探討

近年來，我國經濟快速發(fā)展，推動了各個地區(qū)的成品油管道建設，成品油管道運行過程中往往需要輸送多種油品，由于不同油品有著不同的性能，這對于成品油管道運行提出了更高的要求，再加上成品油管道建設投資非常大，成品油管道的優(yōu)化運行關系著其經濟效益和使用壽命，因此應結合成品油管道的順序輸送周期、出站壓力、設計壓力、管徑、管材等[1]，按照泵站特性約束、強度約束、水力約束等約束條件，完善和優(yōu)化成品油管道運行，最大程度地降低成品油管道的能耗費用、運行維護費用和初始投資費用。

1 成品油管道輸送特點

成品油管道輸送運行時往往包含兩種或者兩種以上的油品，不同油品之間的水力狀態(tài)不同，并且油品之間會形成混合層。由于成品油管道中的介質物理特性不同，并且油品輸送位置和長度持續(xù)變化，也影響了成品油管道的管路特性，使得整個成品油管道線路的輸送運行情況發(fā)生變化。同時，成品油管道中不同油品液流斷面的點速時均不同，邊緣位置的油品流動速度比較慢，中間位置的油品流動速度相對較快，由于成品油管道途徑各個地區(qū)時存在較大落差，不同油品的混油界面不斷前移，是否經過翻越點、全線流量控制、泵節(jié)流量、進出站壓力、管道輸量等都處于變化狀態(tài)。同時，成品油管道在順序輸送不同油品時，若遇到一些大落差，相鄰油品的密度存在較大差異，如柴油和汽油，成品油管道運行過程中，管道受到各種因素的影響，沿線會發(fā)生大幅度的壓力變化，通常情況下，成品油管道途經的地形地貌對于管道壓力變化有著直接的影響。

2 成品油管道優(yōu)化運行目標函數和約束條件

成品油管道優(yōu)化運行是指在滿足成品油管道各種設計要求的基礎上，尋找最佳的分輸站、管道首站和末站油品儲罐設置、混油處理方案、順數輸送批量和周期、油品輸送順序、泵站位置、泵站數目、操作壓力、設計壓力、管壁厚度、管徑、管材等，確定優(yōu)化的管道運行組合，成品油管道目標函數公式為：minF=■C■+Ccil+Cad，Cj=a+b·Wj，Cil=a+c·Q，Cad=a+b·Wj+c·Qj，其中，Cj是第j個管段的總費用/元；Ccil是混油貶值費用/元；Cad是投資利息現值/元，[2]在標準計算期內使成品油管道獲取最大的經濟效益和社會效益。在分析和研究成品油管道優(yōu)化運行時，假設油品輸送時，不同油品的流量體積相等，流體不可以壓縮，按照等溫管道來進行分析計算，利用成品油管道途經的各個分輸站將整個成品油管道劃分為各個管段，不考慮成品油管道的建設周期和分期投資，基于成品油管道的管徑、管道介質等參數，研究成品油管道順序輸送的最優(yōu)循環(huán)周期，由于成品油管道內徑對于油品貶值量和順序輸送混油量有著直接影響，因此在整個優(yōu)化設計方案中還要考慮到成品油管道的輸送循環(huán)周期。

3 成品油管道的優(yōu)化運行設計

3.1 翻越點優(yōu)化

和普通成品油管道相比，大落差成品油管道往往需要經過一些翻越點，考慮到成品油管道的沿程摩阻，若成品油管道壓頭無法翻越時，可以采用串聯泵方式，提升成品油管道壓頭。雖然這種方法在一定程度上解決了成品油管道翻越點問題，但是產生了較大的壓頭損失，成品油管道壓力利用不足，經濟效益較差。針對這個問題，可以采用以下兩個方案：

（1）流量調節(jié)

對成品油管道設置一臺泵時，如果無法翻越最高點，可以結合成品油管道的實際運行情況，設置多臺泵，全面考慮到成品油管道的節(jié)能性和經濟性，合理調節(jié)成品油管道的運行流量。

（2）添加減阻劑

若成品油管道設置一臺泵無法翻越最高點，并且對成品油管道調節(jié)流量也不能達到油品輸送重點，這時可以在成品油管道中添加適量的減阻劑，改變成品油管道的油品摩阻系數，合理調節(jié)成品油管道流量，使成品油管道快速翻越最高點，具有良好的節(jié)能效果[3]。

3.2 泵運行方式優(yōu)化

成品油管道順序輸送過程中往往包含多種油品，通過優(yōu)化泵運行方式，可以提高成品油管道運行效率。根據成品油管道運行公式和基本原理，結合實際運行參數，確定整個成品油管道的最大可行流量，計算各個輸送站的出站壓力，判斷是否需要對成品油管道進行節(jié)流或者投運輔助泵。根據成品油管道的最大承壓能力，由于不同油品的批次輸送流量不同，不同位置的泵站需要設置不同的揚程，優(yōu)化各泵站主泵站運行，應最大程度地降低能耗費用和管道能耗。

（1）串聯運行

成品油管道順序輸送過程中，在泵機組的組合方式下，實現了 長輸管道的運行，管道全線在一段時間內，會有泵運行、組合參數，該參數是最優(yōu)的。根據管道批次運行流量的不同，選用不同的泵進行串聯運行，例如魯皖一期管道，根據各站間的輸送流量和油品品號，計算出沿程磨阻，高程差以及翻越高點所消耗的壓頭損失，然后結合泵的額定揚程和流量選擇最佳的配泵運行。以齊魯站為例，若出站流量低于為550m3/h選用1臺小泵即可；若出站流量高于550m3/h，低于650m3/h，可選用1臺小泵和1臺大泵進行串聯；若出站流量高于650m3/h，則需要2臺大泵進行串聯運行。通過科學的計算進行合理的配泵，可充分降低管道的能耗。

（2）并聯運行

對于較大落成差的管道，一般采用并聯泵的方式，例如石太管道的高莊站，該站配備了三臺高揚程的大泵，由于下一站陽泉站的地理位置較高，運行時一般采用兩臺泵并聯的方式運行，這樣方可能滿足管道運行的需要。結合成品油管道的運行參數和輸送油品特性，通過級差調節(jié)方式，一方面有效降低成品油管道節(jié)流能耗，另一方面提高成品油管道運行調整的靈活性。

根據上述分析，在現有條件狀態(tài)下，成品油管道配泵要根據其管道自身的特點，通過科學嚴密的計算，選擇最佳的運行方式，使其運行不但更加合理，而且可以降低成點品油管道運行能耗。

3.3 旁接流程輸送優(yōu)化調節(jié)

為了提高成品油管道運行的經濟效益和社會效益，可以采用旁接罐輸送方式，有效調節(jié)上、下兩站的成品油管道輸送流量，在實際應用中成品油管道運行要求各個站段應保持基本相等的流量，即本站來油量和上站出油量基本保持一致，成品油管道的旁接油罐不能出現明顯油量變化[4]，在允許的流量差范圍內，實現成品油管道的調節(jié)過度，優(yōu)化成品油管道的運行工況，盡量保持較高的管道流量，以最大的油量進行輸送運行，盡量降低節(jié)流損失。

4 結束語

成品油管道運行過程中往往需要順序輸送多種不同的油品，油品能耗較大，考慮到成品油管道運行的約束條件，結合不同地區(qū)成品油管道輸送的實際情況，優(yōu)化成品油管道優(yōu)化運行設計，合理調節(jié)成品油管道的流量和壓力，確保成品油管道的安全、平穩(wěn)運行。

參考文獻

[1]宮敬，儲祥萍，于達.成品油管道優(yōu)化運行方法研究[J].油氣儲運，2010，10：22-25+57-5.

[2]崔艷雨.成品油管道優(yōu)化運行技術研究[D].中國石油大學（華東），2013.

[3]文林.成品油管道順序輸送運行優(yōu)化研究[D].西安石油大學，2014. [4]劉洋.成品油長輸管道的優(yōu)化運行思路探索[J].才智，2014，11：333.