成品油管道順序輸送混油界面的跟蹤與分析

顧太璽

摘 ? 要：在成品油長(zhǎng)輸管道的順序輸送中，為了能更好的完成輸油計(jì)劃，減少混油損失，及時(shí)掌握混油界面和預(yù)訂到達(dá)輸油時(shí)間至關(guān)重要，這對(duì)保障輸油生產(chǎn)具有十分重要的意義。在順序輸送的成品油管道中，當(dāng)前后兩種不同油品接觸就會(huì)產(chǎn)生一段混油，而混油不能作為合格油品來進(jìn)行銷售，因此會(huì)造成一定的混油損失和經(jīng)濟(jì)損失，所以跟蹤好每批次油品的混油界面和油頭位置是輸油生產(chǎn)的一項(xiàng)重要任務(wù)。對(duì)于順序輸送的長(zhǎng)輸成品油管道來說，正確的跟蹤混油界面時(shí)保證輸送油品質(zhì)量的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：成品油管道 順序輸送 混油界面 跟蹤分析

1 順序輸送油品界面跟蹤的目的

在成品油長(zhǎng)輸管道的順序輸送中，及時(shí)掌握混油界面的具體位置尤為重要，對(duì)輸油生產(chǎn)具有十分重要的意義。一方面可以根據(jù)混油界面的跟蹤來確保流程的切換和油品切割，因?yàn)椴煌N性質(zhì)油品混合會(huì)造成混油，如果混油切割不正確或者不及時(shí)就會(huì)造成相應(yīng)的混油損失和經(jīng)濟(jì)損失;另一方面由于不同性質(zhì)的油品經(jīng)過泵站時(shí)，對(duì)泵的影響較大，會(huì)導(dǎo)致泵的電流出現(xiàn)波動(dòng)，所以，如果能及時(shí)掌握混油界面的位置和到達(dá)輸油站的時(shí)間，并采取相應(yīng)的措施就對(duì)輸油生產(chǎn)尤為重要。

2 油品界面跟蹤方式

目前，國(guó)內(nèi)成品油管道對(duì)于不同種的界面檢測(cè)方法一般有密度計(jì)型、熒光記號(hào)型、光學(xué)界面儀型，而熒光記號(hào)型跟蹤在公司一般用不到，不作介紹。本文根據(jù)華南公司平時(shí)跟蹤油品界面的經(jīng)驗(yàn)和方法還增加兩種界面跟蹤方法，壓力波動(dòng)分析和現(xiàn)場(chǎng)采樣分析。

2.1密度計(jì)跟蹤

目前華南公司轄區(qū)的輸油站多采用進(jìn)站成品油密度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過進(jìn)站在線密度監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)混油界面和油頭的跟蹤。密度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有在線密度計(jì)和一臺(tái)小型的磁力離心泵、兩臺(tái)過濾器、壓力變送器等組成，如果密度計(jì)泵出現(xiàn)故障或者堵塞將影響油頭界面的跟蹤，所以需要定期對(duì)密度計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)在啟密度計(jì)泵之前需要對(duì)密度計(jì)泵過濾器的濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，防止堵塞導(dǎo)致油頭界面跟蹤不準(zhǔn)確。如果有下載的站場(chǎng)或者末站油品界面跟蹤時(shí)，還需要對(duì)下載質(zhì)量流量計(jì)在線密度進(jìn)行跟蹤和進(jìn)站密度計(jì)密度進(jìn)行對(duì)比，以確保油品界面跟蹤的準(zhǔn)確。在密度計(jì)泵進(jìn)行油品跟蹤時(shí)，因?yàn)椴裼兔芏缺绕痛?，所以?dāng)汽油頂柴油時(shí)密度會(huì)緩慢下降直至油頭過完平穩(wěn)，反之柴油頂汽油密度會(huì)緩慢上升直至油頭過完平穩(wěn)。

2.2光學(xué)界面儀跟蹤

光學(xué)界面儀基于光的折射和反射原理，利用臨界角雙反射方法來測(cè)量長(zhǎng)輸管道內(nèi)介質(zhì)折射率的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送過程中的油品油頭界面進(jìn)線跟蹤監(jiān)測(cè)。光學(xué)界面儀在測(cè)量?jī)煞N不同油品界面時(shí)，顯示信號(hào)只會(huì)隨著介質(zhì)的組分不同而引起的光學(xué)特性的不同而改變，不會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)中存在少量不改變介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理雜質(zhì)而影響界面的跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果，這一點(diǎn)應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道尤為重要。

2.3現(xiàn)場(chǎng)采樣分析

因?yàn)橐恍┛陀^因素可能會(huì)導(dǎo)致密度計(jì)泵和光學(xué)界面儀無法正常使用或者故障導(dǎo)致無法監(jiān)測(cè)密度，這時(shí)就需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采樣來確定油頭界面。因?yàn)椴蓸颖O(jiān)測(cè)方式時(shí)間較長(zhǎng)，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量密度，所以一般不采用這種方法，只有應(yīng)急備用和設(shè)備故障之時(shí)才采取這樣分析的方法。

2.4壓力波分析

在成品油管道的順序輸送中，前后兩種不同油品因?yàn)樾再|(zhì)不同，密度不同，所以在油頭到達(dá)輸油站時(shí)，輸油站的進(jìn)出站壓力也會(huì)出現(xiàn)不同波動(dòng)。當(dāng)汽油頂柴油時(shí)，因?yàn)槠兔芏缺炔裼兔芏刃?，所以?huì)出現(xiàn)進(jìn)站壓力上升，出站壓力下降的趨勢(shì);當(dāng)柴油頂汽油時(shí)，因?yàn)椴裼兔芏缺绕兔芏纫螅詴?huì)出現(xiàn)進(jìn)站壓力下降、出站壓力上升的趨勢(shì)。

3 影響混油界面跟蹤的因素及應(yīng)對(duì)措施

3.1管道改線后長(zhǎng)度和管容變化影響

目前，我們多采用理論計(jì)算的辦法來計(jì)算油頭到達(dá)輸油站的時(shí)間，理論計(jì)算可以通過油品批次量和管容的理論來計(jì)算油品界面的位置，如果再加上相應(yīng)輸油站的進(jìn)站瞬時(shí)量，則可以推算出油頭到達(dá)輸油站的理論時(shí)間，需要對(duì)相應(yīng)輸油站的站間距離和管容準(zhǔn)確無誤。但是，隨著越來越多的地區(qū)加速發(fā)展，管道和人口密集區(qū)存在一定安全隱患，設(shè)備使用的年限越來越長(zhǎng)，管線逐漸老化，有的地區(qū)就需要對(duì)管道進(jìn)行改線。而管道改線之后管道的長(zhǎng)度和前后站場(chǎng)的管容就會(huì)產(chǎn)生變化，所以我們要及時(shí)修正管道的長(zhǎng)度和管容，確保油頭跟蹤計(jì)算的準(zhǔn)確性。

3.2輸送流量不同的影響

在成品油管道的順序輸送中，因?yàn)檩斢凸r的調(diào)整，管道輸送每小時(shí)流量的變化不同也會(huì)對(duì)油頭到達(dá)輸油站的時(shí)間造成影響，流量加大會(huì)導(dǎo)致混油界面提前到達(dá)，流量減少又會(huì)導(dǎo)致混油推遲到達(dá)輸油站。所以每當(dāng)有工況調(diào)整，流量發(fā)生變化后我們都要重新對(duì)混油界面進(jìn)行計(jì)算，及時(shí)做好混油跟蹤工作和后行油品下載以及切割準(zhǔn)備。

3.3油品密度過于接近，不便于跟蹤

因?yàn)橥N油品密度變化較小，比如現(xiàn)在輸送的92#和95#汽油，密度變化就是幾個(gè)點(diǎn)的變化，會(huì)增加油品界面跟蹤難度，不便于跟蹤。所以我們一般都是從首站開始記錄密度變化情況，密度的上升和下降情況，跟蹤上游站場(chǎng)記錄的密度變化情況來進(jìn)行對(duì)比確定油品界面的到達(dá)。如果油品密度變化太小不方便跟蹤，還可以對(duì)前行油品進(jìn)行人工取樣，根據(jù)計(jì)算理論到站時(shí)間進(jìn)行提前停下載，然后等油品過后再進(jìn)行下載，或者根據(jù)歷史混油長(zhǎng)度和運(yùn)行時(shí)間再次取樣和前行油品進(jìn)行對(duì)比，確保油品質(zhì)量的安全。

3.4管道停輸后油品界面的變化

停輸時(shí)油品界面的位置對(duì)混油的跟蹤也很重要，停輸時(shí)如果是柴油在上坡、汽油界面停在下坡段時(shí)，可能會(huì)造成油品出現(xiàn)分層，混油量增多，界面跟蹤時(shí)難度增加，所以停輸時(shí)，要提前計(jì)算好混油界面的距離，在經(jīng)過管道的高程圖對(duì)比界面位置，盡量避免停輸時(shí)將混油段停在大落差的位置。如安順站某日接收95#汽油油頭時(shí)，此時(shí)安順已停輸，03：09分95#汽油油頭到達(dá)安順站，安順站此時(shí)進(jìn)站密度為739.87kg/m3，03：19分時(shí)安順站密度為742.77kg/m3，此后密度不再上漲，通過回查貴陽(yáng)和都勻密度均上漲了8個(gè)點(diǎn)，而此時(shí)安順密度才上漲3個(gè)點(diǎn)，隨即判斷油頭出現(xiàn)異常，隨即停輸貴陽(yáng)至安順對(duì)油品密度變化進(jìn)行排查。后通過排查發(fā)現(xiàn)貴陽(yáng)至安順段在運(yùn)行95#汽油時(shí)中途有過停輸，而停輸時(shí)95#汽油油頭位置在貴陽(yáng)站出站64.3km，對(duì)比管道高程圖，發(fā)現(xiàn)此位置剛好處于一個(gè)低點(diǎn)，所以導(dǎo)致混油界面內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)油品分層，導(dǎo)致密度出現(xiàn)異常。

3.5設(shè)備故障或失效后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工取樣

如果是進(jìn)站密度計(jì)顯示異常或者密度計(jì)泵出現(xiàn)故障時(shí)，有下載的站場(chǎng)可以觀察質(zhì)量流量計(jì)的在線密度來進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)理論計(jì)算混油到站時(shí)間來確定提前停下載時(shí)間，同時(shí)安排人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣觀察。如果是進(jìn)站密度和質(zhì)量流量計(jì)密度都出現(xiàn)故障時(shí)，可以根據(jù)計(jì)算油頭到達(dá)時(shí)間提前停止下載，安排人員進(jìn)行取樣分析，確認(rèn)混油界面過站時(shí)間，如果是末站則安排人員進(jìn)行取樣，根據(jù)前行油品密度來進(jìn)行分析，適時(shí)進(jìn)行油品切割和切換下載操作。如某站投用密度計(jì)泵后密度長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)密度呈一條直線，數(shù)值保持不變，此時(shí)基本可以判斷密度計(jì)泵出現(xiàn)異常，則可以通過現(xiàn)場(chǎng)取樣來進(jìn)行油品分析。

3.6假油頭的出現(xiàn)增加對(duì)混油跟蹤的難度

如果首站同種油品切換罐外輸時(shí)油品密度相差較大，此時(shí)就存在一個(gè)假油頭，此時(shí)我們就需要對(duì)假油頭的變化情況和時(shí)間進(jìn)行記錄跟蹤，確保下游站場(chǎng)界面跟蹤正常，避免將假油頭當(dāng)做真油頭造成質(zhì)量事故。輸油站有檢修和流程切換時(shí)，而此時(shí)管道內(nèi)存在不同種油品，如果未對(duì)管道內(nèi)油品進(jìn)行置換就會(huì)出現(xiàn)假油頭，會(huì)增加了油頭跟蹤的難度和造成油品不合格的可能，所以在進(jìn)行檢修或者流程切換時(shí)，如果管道內(nèi)存在不同種油品，就需要對(duì)油品先進(jìn)行置換。

4 結(jié)論

目前成品油管道對(duì)于混油的跟蹤分析都較為成熟和多樣化，同時(shí)我們也將繼續(xù)對(duì)混油界面的跟蹤分析方式進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提升混油界面跟蹤的準(zhǔn)確性。長(zhǎng)輸管道時(shí)常會(huì)出現(xiàn)啟、停輸?shù)裙r調(diào)整和一些外部因素的影響，文中所說的幾種混油界面跟蹤只能作為理論來進(jìn)行分析，還需要結(jié)合各種客觀因素進(jìn)行分析，也需要對(duì)混油界面的跟蹤方式和分析進(jìn)行不斷更新和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1]董榮國(guó).華東成品油管道混油影響因素的分析和優(yōu)化控制措施[J].石油庫(kù)與加油站，2013，22（1）：12—17.

[2]陳慶勛.成品油順序輸送分輸和變管徑混油量的計(jì)算[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，1999，18（6）：12—16.

[3]李軍等.西部成品油管道順序輸送的混油控制[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2010，29（2）110-112.

（作者單位：國(guó)家管網(wǎng)華南公司貴州輸油部）