【摘要】成品油在順序輸送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生混油，混油量的計(jì)算一直是設(shè)計(jì)和管理順序輸送管道的核心環(huán)節(jié)。本文在相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)上，分析成品油順序輸送產(chǎn)生混油的機(jī)理，并就產(chǎn)生的混油進(jìn)行分析計(jì)算，就此提供一些減少混油的有效措施。

【關(guān)鍵詞】成品油管道；順序輸送；工藝計(jì)算；混油量

混油量的計(jì)算對(duì)管道終點(diǎn)油庫(kù)及混油處理裝置的設(shè)計(jì)非常重要，更為比較各個(gè)工藝設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效益高低提供重要的依據(jù)。所以為了降低這種混油造成的經(jīng)濟(jì)損失，有必要加強(qiáng)順序輸油技術(shù)的改進(jìn)。[1]

1、成品油輸送質(zhì)量的影響原因分析

管道順序輸送過(guò)程中，主要以沿程混油為主，也存在局部混油和意外混油兩種形式。沿程混油主要受紊流擴(kuò)散和流速伸展兩大主因影響。流速伸展可成為對(duì)流傳送，是層流狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生混油的主因，它是因液流橫截面流速分布不均勻造成的，使混油軸向伸展[2]。

具體如某些成品油管道處于多起伏大落差地段的情況下，在成品油順序輸送過(guò)程中，不同油品的流速變化、中途停輸、初始混油及粘度差異等都會(huì)影響混油量的大小，另外管道沿線溫度變化、管道變徑、中途分輸或進(jìn)油、油品交替及油品輸量調(diào)節(jié)等引起的流速變化也會(huì)產(chǎn)生混油。

2、成品油管道順序輸送工藝計(jì)算分析

2.1某成品油管的油品特性

選擇的案例為西部某成品油管道，該管道為大落差管道之一，所處地段最高和最低海拔高度依次為2718m、500m，全線全選擇密閉順序輸送方式，整個(gè)管道全線共設(shè)置6座工藝場(chǎng)和閥室一座，管道全長(zhǎng)和管徑依次為632.41km、610mm，管道設(shè)計(jì)壓力范圍為8.0～14.0MPa，管道設(shè)計(jì)的輸量為1000×104t/a。該成品油管道主要輸送90號(hào)汽油、93號(hào)汽油和0號(hào)柴油，輸送的油品質(zhì)量比：柴汽比=4.5：1，90號(hào)汽油：93號(hào)汽油=1：1。

表1 油品主要物性

項(xiàng)目溫度/℃90號(hào)汽油93號(hào)汽油0號(hào)柴油

密度/（kg·m-1）20738745.4847.4

黏度/（Pa·s）2 4.8

100.82 4.1

200.74 3.5

順序輸送計(jì)劃每2個(gè)批次輸送0號(hào)柴油、90號(hào)汽油、93號(hào)汽油。該成品油管道比較科學(xué)的輸油順序依次為0號(hào)柴油→93號(hào)汽油→90號(hào)汽油→0號(hào)柴油→93號(hào)汽油→90號(hào)汽油。

2.2成品油管道混油量計(jì)算分析

本文選擇Austin-Palfrey經(jīng)驗(yàn)公式，該公式特點(diǎn)的使用條件可以不用考慮輸送次序?qū)煊偷挠绊?，這樣便于更理想地計(jì)算分析成品油管道順序輸送工藝的主因素，并把前行油品度濃度為99%～1%范圍內(nèi)混油長(zhǎng)度定義為混油段長(zhǎng)度。

Re≤Rej時(shí)，公式1

式中，Re、指混油雷諾數(shù)指，Rej指臨界雷諾數(shù)。C指混油段長(zhǎng)度（單位：m）；d指管道內(nèi)直徑（單位：m）；e反映自然對(duì)數(shù)底（2.718）。

Re>Rej時(shí)，C=11.75d0.5L0.5Re-0.1 公式2

其中，公式3

式中，Q指油品體積流量（單位：m3/s）；

計(jì)算雷諾數(shù)所用混油運(yùn)動(dòng)粘度v由下面的經(jīng)驗(yàn)公式得出公式4：

公式4

νA指前行油品在輸送溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度（單位：m3/s）；νB指后行油品在輸送溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度（單位：m3/s）；v指混油段計(jì)算粘度（單位：m3/s）。

通過(guò)以下公式計(jì)算分析，油品黏度和油品密度會(huì)受成品油管道輸油的溫度影響。計(jì)算中的輸油溫度根據(jù)6個(gè)工藝站場(chǎng)所在地-1.6m年均溫度t=12.26℃。全年輸油天數(shù)按350天計(jì)算，油品密度按照

計(jì)算，油品黏度按計(jì)算，其中νt、ν0是溫度為t、t0時(shí)油品的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s；u是粘溫指數(shù)，1/℃。

由以上計(jì)算得到各種成品油的運(yùn)動(dòng)黏度，即90號(hào)汽油（0.801mm2/s）、93號(hào)汽油（0.801mm2/s），0號(hào)柴油（3.956mm3/s），油品體積流量Q為0.3976Rej；該成品油輸油管線順序輸送的臨界雷諾數(shù)Rej為80 831.63。當(dāng)Re>80831.63時(shí)，混油長(zhǎng)度隨雷諾數(shù)降低而增長(zhǎng)；當(dāng)Re<80 831.63，混油長(zhǎng)度隨雷諾數(shù)降低而增加?？梢?jiàn)，混油量的影響主因?yàn)槔字Z數(shù)Re，為減少經(jīng)濟(jì)利益損失，該成品油管道順序輸送工藝的輸油管線應(yīng)在大于臨界雷諾數(shù)的工況下運(yùn)動(dòng)，以減少混油量。

3、結(jié)論

綜上所述，根據(jù)某成品油輸送管道順序工藝計(jì)算分析，可通過(guò)以下策略減少混油量，提升輸送效益：①若成品油管道處于大落差地段，宜設(shè)置降低管道壓力的動(dòng)壓站；②在成品油管道順序輸送工藝中，宜采取最大輸量，且使盡可能使管道中的油流處于高度紊流狀態(tài)；③為減少切換油品時(shí)的初始混油，且在不產(chǎn)生水擊的條件下，宜控制開(kāi)關(guān)時(shí)間的范圍在10s之內(nèi)；④能避免停輸更好，若控制不了此類(lèi)情況發(fā)生，可使兩種成品油混油界面處于平整地形，如果無(wú)法保證地形平整，如處于較大坡度的地段停輸，應(yīng)關(guān)閉與混油段相鄰的兩端閥門(mén)，且采用輕油在上而重油在下的處理方式；[3]⑤盡可能減少輸油中油料品種的改變次數(shù)，宜將同一種油品集中到一起輸送，且盡可能安排粘度和密度相近的成品油一起先后輸送，以增大輸油批量?？傊茖W(xué)合理安排成品順序輸送次序及隔離方式，通過(guò)多種組合方式，不斷實(shí)踐操作才能得出更佳的成品油管道輸送工藝流程。

參考文獻(xiàn)

[1]呂坦，文林，王佳等.成品油順序輸送混油與調(diào)度研究[J].遼寧化工，2013（11）

[2]楊小軍，陳保東，劉陽(yáng).順序輸送終點(diǎn)混油量近似計(jì)算[J].管理技術(shù)與設(shè)備，2010，5：17-18

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