黑龍江 王宗濤

原油管道順序輸送中的若干問題

黑龍江 王宗濤

本文針對越來越多的進(jìn)口原油需在已有原油管道內(nèi)進(jìn)行順序輸送這一問題，分析了原油管道順序輸送過程中可能遇到的冷熱油混輸、管道安全停輸時間及混油切割等問題，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，對混油的控制要求相對較低，不過原油管道一般都缺少必要的油品界面自動檢測、流程自動切換及快速開關(guān)閥門等設(shè)備，本文對原油管道順序輸送過程中遇到的冷熱原油順序輸送、安全停輸時間以及混油切割等問題進(jìn)行討論。

1 冷熱原油順序輸送

目前，大部分進(jìn)口原油凝點較低，若采用常溫輸送，管道運(yùn)行溫度接近地溫；國內(nèi)原油常采用加熱輸送，管線沿途溫度較高。順序輸送進(jìn)口原油及國產(chǎn)原油時，若常溫原油進(jìn)入加熱輸送的原油管道，會導(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。因此，冷熱原油順序輸送時宜限制進(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。通過此模型可分析原油順序輸送時不同油品的進(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)者對冷熱原油交替輸送中油品不同加熱時機(jī)的加熱能耗進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)對低凝油品油尾提前適當(dāng)時間加熱可大大節(jié)省加熱能耗。

2 安全停輸時間

對于原油管道順序輸送，安全停輸時間是指管道可以安全再啟動的最大停輸時間，且無論管內(nèi)油品處于再啟動動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。對于單一油品輸送管道工況，安全停輸時間為保證管道停輸后，其末端油溫不低于凝點；對于冷熱原油順序輸送工況，安全停輸時間取決于停輸時刻管道內(nèi)的溫度場及土壤溫度場，與冷熱油的輸送次序及停輸時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，油品交替輸送時必然在接觸區(qū)產(chǎn)生混油，混油量受油品流動狀態(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)閥開度和中途停輸?shù)纫蛩赜嘘P(guān)，若停輸時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采用最簡單工藝流程及快動閥門；③確定合理的輸送次序；④避免管線中途停輸。

混油界面的檢測是準(zhǔn)確切割混油段的前提，混油界面的檢測方法主要有密度型檢測方法、熒光記號檢測方法、氣體記號檢測方法、電容型檢測方法以及光學(xué)檢測方法，其中密度型檢測方法可分為直接檢測及超聲波檢測兩種，因超聲波檢測油品界面具有靈敏度高、反應(yīng)速度快等特點，被越來越多地應(yīng)用起來，現(xiàn)已成為最先進(jìn)的界面檢測技術(shù)。

4 結(jié)論

目前，進(jìn)口原油與國產(chǎn)原油順序輸送技術(shù)已被列為中國石油天然氣集團(tuán)公司的重點研究課題，通過對原油管道順序輸送可能遇到的冷熱油順序輸送、安全停輸時間及混油切割等問題的分析，提出在原油管道順序輸送過程中，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油品界面來切割混油。

[1]楊筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計與管理[M].山東：石油大學(xué)出版社，2004,12.

[2]尚鳳山.原油管道的順序輸送 [J].油氣儲運(yùn).2004，23（1）：9～10,28.

[3]施雯，吳明.冷熱原油順序輸送過程不穩(wěn)定傳熱問題的研究[J].油氣田地面工程，2008，27（12）：16～17.

[4]周詩崠.原油管道順序輸送熱力過程模擬[J].油氣田地面工程，2010，29（4）：12～13.

[5]王凱，張勁軍，宇波.冷熱原油交替順序輸送中加熱時機(jī)的經(jīng)濟(jì)比選[J].中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，32（5）：102～107.

[6]周詩崠，吳志敏，吳明，等.原油順序輸送管道安全停輸時間研究[J].石油機(jī)械，2010，38（5）：11～14.

[7]周詩崠，吳明.冷熱油交替輸送管道安全停輸時間計算[J].油氣田地面工程，2010，29（12）：29～30.

[8]許寶興，孫建斌.油品順序輸送及其相關(guān)技術(shù)問題[J].油氣儲運(yùn)，2000，19（6）：14～15.

[9]朱瑩，王樹立.原油順序輸送的現(xiàn)狀與展望[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2008:16（3）：9～11，44.

（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司儲運(yùn)銷售分公司）

（編輯 李艷華）