臨邑至濟(jì)南原油管道清管效果研究

劉靚 田遠(yuǎn)

摘要：目前我國原油管道輸送的原油普遍為含蠟原油，經(jīng)過一段時(shí)間的輸送后管壁上逐漸增厚的蠟沉積物使得管道輸送能力下降，動力消耗增加。為了使管道更節(jié)能高效運(yùn)行，需要進(jìn)行清管作業(yè)來實(shí)現(xiàn)。文中跟蹤分析臨邑至濟(jì)南原油管道2018年全年的清管數(shù)據(jù)，對清管的效果進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：原油管道;含蠟;清管

1管線概況

臨邑至濟(jì)南原油管道（以下簡稱臨濟(jì)線），全長72km，管容為7439m3，設(shè)計(jì)壓力為7.0Mpa.輸送油種為進(jìn)口油和臨盤油一定比例配輸?shù)幕煊?，根?jù)2018年臨濟(jì)線運(yùn)行參數(shù)，日輸油量為1萬噸左右。臨濟(jì)線具體參數(shù)見表1：

2臨濟(jì)線實(shí)際清管

2018年臨濟(jì)線共進(jìn)行了15次清管作業(yè)，其中包括了8月份的內(nèi)檢測清管，對臨濟(jì)線實(shí)際清管情況跟蹤記錄如表2所示：

從表1可以看出，第6次清管清出的雜質(zhì)有80kg，應(yīng)該是管線施工作業(yè)殘留雜質(zhì)導(dǎo)致，第3次清管和第2次清管及第13次清管和第12次清管之間相差時(shí)間較多，所以清出的雜質(zhì)較其他月清管時(shí)多?？傮w可以看出臨濟(jì)線實(shí)際運(yùn)行中的清管周期約為一個(gè)月一次。

3.臨濟(jì)線清管效果的分析與研究

通過對臨濟(jì)線實(shí)際清管數(shù)據(jù)的跟蹤記錄可以大概的分析出清管的效果。要驗(yàn)證清管的效果主要是計(jì)算出清管前后的摩阻損失以及輸量相同情況下是否能耗有所降低。

通過伯努利方程（實(shí)際液體總流）：

通過對2018年臨濟(jì)線輸送油種的密度統(tǒng)計(jì)總體相差不大，取一個(gè)平均密度計(jì)算出臨濟(jì)線清管前后的摩阻損失如圖1所示：

由于每次清管時(shí)的輸量不相同，為了更好的研究臨濟(jì)線清管效果，需計(jì)算出單位流量下，單位長度的摩阻損失。根據(jù)表3可以看出前三季度清管時(shí)輸量相差不大，第四季度清管輸量也基本差不多，故取前三季度和第四季度平均輸量來計(jì)算。通過式2

式中i—單位長度上的摩阻損失;m—列賓宗公式中的指數(shù)，在水力光滑區(qū)內(nèi)為0.25;混合摩擦區(qū)為0.123 d—管道內(nèi)徑，m;Q—管道流量，m3/s; —油品的運(yùn)動粘度，m2/s;

首先判斷油品在管路中的流態(tài)，即通過式3計(jì)算出雷諾數(shù)：

查閱2018年臨濟(jì)線原油流變性檢測報(bào)告，所輸油品平均運(yùn)動粘度為2.4×10-5 m2/s。由式3得出Q=525m3/h時(shí)Re=2.1×105;Q=430m3/h時(shí)，Re=1.7×105。由于Re大于2000則流體屬于紊流，需具體判斷所處區(qū)域。通過式4計(jì)算出相對當(dāng)量粗糙度。

式中：е—管壁的絕對當(dāng)量粗糙度，m。根據(jù)我國《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB-50253-2003中推薦，對于臨濟(jì)線取e=0.054mm。

由 計(jì)算可得Re1 =1.67×106。由于3000

通過計(jì)算可以得出前三季度清管后單位長度單位摩阻損失為f1=0.05，第四季度清管后單位長度單位摩阻損失f2=0.046?？梢钥闯霎?dāng)原油在管中流速越大時(shí)，沿程阻力損失也就越大。

4結(jié)論

由于臨濟(jì)線輸送油種變化較多，物性參數(shù)不是很穩(wěn)定，計(jì)算出準(zhǔn)確的節(jié)能效果較為復(fù)雜，文中只是對2018年清管數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)經(jīng)行了大概的計(jì)算。通過對圖1和表2 對比研究可得出以下結(jié)論以及對臨濟(jì)線清管的建議：

（1）2018年臨濟(jì)線共進(jìn)行清管15次，其中一季度清管3次，二季度清管2次，三季度清管7次，四季度清管3次。由于臨濟(jì)線冬季采取加熱輸送，通過清管結(jié)果可以看出每次清出來的蠟和雜質(zhì)重量相差不多，說明臨濟(jì)線的結(jié)蠟規(guī)律較為穩(wěn)定。

（2）由于臨濟(jì)線實(shí)際運(yùn)行需求，八月份進(jìn)行了集中6次內(nèi)檢測清管，可以看出由于清管周期短，其中三次清管基本沒有清理出蠟和雜質(zhì)，可以看出臨濟(jì)線的結(jié)蠟速率并不很快。

（3）通過清管后管線的摩阻損失較清管前有一定的下降，減少了管線的動力消耗費(fèi)用。

（4）清管后由于管道有效內(nèi)徑的增大，輸量有一定的提升，且耗電量基本相差不大。

最后建議通過更深層次的運(yùn)行參數(shù)研究來計(jì)算出臨濟(jì)線的結(jié)蠟速率，從而確定一個(gè)最佳的清管周期，使管線在最優(yōu)的工況下運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊筱衡.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].山東 東營：中國石油大學(xué)出版社，2006：33-40.

[2]郭鵬，沈亮等.鄯蘭原油管道清管效果.管道技術(shù)與設(shè)備，2015（5）：45-47.