王寶巖（中國(guó)石油天然氣股份有限公司管道長(zhǎng)慶輸油氣分公司，寧夏 銀川 750000）

長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)分析

王寶巖（中國(guó)石油天然氣股份有限公司管道長(zhǎng)慶輸油氣分公司，寧夏 銀川 750000）

在能源輸送中，長(zhǎng)輸管道是不可缺少的設(shè)備，同樣也是耗能最大的設(shè)備，只有有效地降低油和電的消耗，才能夠?qū)崿F(xiàn)能源利用效率的全面提升，并且滿足節(jié)能增效的實(shí)際需求，而這同樣也是輸油企業(yè)節(jié)能工作人員所亟待解決的問(wèn)題?；诖?，文章將長(zhǎng)輸管道輸油工藝的節(jié)能技術(shù)作為研究重點(diǎn)，從多個(gè)角度闡述了提高能源利用率的措施，希望有所幫助。

長(zhǎng)輸管道；輸油工藝；節(jié)能技術(shù)；分析

管道輸油企業(yè)是我國(guó)耗能較大的單位，而在原油管道運(yùn)輸方面，必須要對(duì)其中的摩擦阻力以及散熱損失予以有效地克服，所以要對(duì)原油加壓與加熱。在這種情況下，就必須要持續(xù)提供熱能以及動(dòng)能，因而會(huì)對(duì)電力與燃料油進(jìn)行大量地消耗。實(shí)現(xiàn)能源利用率并有效減少油與電的消耗量，保證安全運(yùn)送資源已經(jīng)逐漸成為輸油企業(yè)相關(guān)人員的工作重點(diǎn)。由此可見(jiàn)，深入研究并分析長(zhǎng)輸管道輸油工藝的節(jié)能技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 長(zhǎng)輸管道輸油工藝的全面優(yōu)化

1.1 加熱爐的優(yōu)化

石油、冶金與化工行業(yè)中對(duì)加熱爐的應(yīng)用十分常見(jiàn)，而且是熱輸原油管道的耗能設(shè)備之一。在美國(guó)對(duì)直接式加熱爐的運(yùn)用很多，但同樣也對(duì)間接式加熱爐進(jìn)行了使用。在實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中，熱煤爐系統(tǒng)的自動(dòng)控制以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)效果理想，并且將余熱進(jìn)行回收，可以獲得理想的節(jié)能效果[1]。在我國(guó)，上世紀(jì)八十年代后期，對(duì)間接式加熱爐進(jìn)行了運(yùn)用，且節(jié)能效果理想。而目前階段，國(guó)家在燃燒節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新方面加大了投入的力度，深入研究了新型且效率較高的燃燒器以及余熱回收裝置技術(shù)，使得加熱爐的實(shí)際效率明顯提高。在實(shí)踐過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)加熱爐效率的全面提升，可以參考以下措施：

第一，嚴(yán)格檢驗(yàn)爐管清灰以及燃料計(jì)量?jī)x表；第二，積極組織技術(shù)與操作工作人員參與到加熱爐風(fēng)配比的技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)當(dāng)中，對(duì)能夠增強(qiáng)爐膛輻射換熱的相關(guān)涂料展開(kāi)積極地試驗(yàn)并大力推廣；第三，大修加熱爐的過(guò)程中，需要對(duì)爐前以及防爆門(mén)斷面爐體的保溫效果給予高度重視，并且在由燃油轉(zhuǎn)變成燃?xì)獾臅r(shí)候，還應(yīng)當(dāng)重視燃燒器相對(duì)于天然氣氣壓的使用范圍。

1.2 輸油泵的優(yōu)化

輸油泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種，能夠確保柴油在低壓油路的環(huán)境范圍內(nèi)持續(xù)循環(huán)，因而也是熱輸原油管道耗能設(shè)備之一。在發(fā)達(dá)國(guó)家，大型輸油泵主要是選擇使用了電機(jī)調(diào)速進(jìn)行控制，能夠有效地節(jié)省40%的電能。但是在我國(guó)，輸油泵的運(yùn)行效率并不高，落后于其他國(guó)家，而節(jié)能效果僅達(dá)到20%[2]。一般情況下，對(duì)閥門(mén)節(jié)流的方式進(jìn)行運(yùn)用，表面效果理想但是卻浪費(fèi)了大量的能源。除此之外，很多輸油泵是在部分負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)用，所以實(shí)際的工作流量難以達(dá)到額定流量的要求，但是工作壓力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定壓力。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地研究，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行了運(yùn)用，同時(shí)應(yīng)用在新舊管線之上，節(jié)能效果理想。在此基礎(chǔ)上，輸油泵在日常運(yùn)行的過(guò)程中，同樣需高度重視以下三點(diǎn)內(nèi)容：

第一，將無(wú)功補(bǔ)償裝置加裝其中，以不斷增強(qiáng)功率因數(shù)并節(jié)省電能，與此同時(shí)，在處于大流量生產(chǎn)和運(yùn)行的過(guò)程中，需合理地選擇兩臺(tái)工頻輸油泵機(jī)組，通過(guò)并聯(lián)的方式運(yùn)行；第二，如果輸油泵的節(jié)流損失較大，則需要采取拆機(jī)改造的方式，也可以對(duì)相同輸量的低揚(yáng)程輸油泵進(jìn)行有效地更換；第三，最好對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行定期地診斷與測(cè)試，有效地規(guī)避被動(dòng)停車的問(wèn)題發(fā)生[3]。

2 充分利用新型的節(jié)能技術(shù)

在我國(guó)，所生產(chǎn)的原油通常所含蠟量都很高而且凝點(diǎn)與粘度也高，因而原油加熱輸送逐漸作為管道輸油的途徑。但需要注意的是，采取加熱輸送的方式，會(huì)導(dǎo)致燃料浪費(fèi)現(xiàn)象加劇。為此，針對(duì)上述問(wèn)題，需對(duì)原油進(jìn)行改性處理，進(jìn)而減少燃料浪費(fèi)的情況。

2.1 高凝原油的處理

對(duì)于高凝原油來(lái)說(shuō)，在加熱的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)將降凝劑加入到原油當(dāng)中，進(jìn)而對(duì)其流變性進(jìn)行有效地改善。而降凝劑通?？梢詣澐殖蓛煞N類型：第一，將石油磺酸鹽、六聚三乙醇胺油酸酯以及聚氧乙烯烷基胺作為典型的表面活性劑的原油降凝劑，能夠?qū)ο灳П砻嫖竭@一機(jī)理予以合理地運(yùn)用，保證蠟形變幾率的降低，同時(shí)還能夠增強(qiáng)降凝的作用[4]。第二，聚合物類型的原油降凝劑，最具代表性的就是聚丙烯酸酯，能夠在主鏈或者是支鏈中和蠟分子實(shí)現(xiàn)共同結(jié)晶的非極性部分增強(qiáng)降凝的效果。

2.2 高含蠟原油的處理

對(duì)于高含蠟原油的運(yùn)輸，必須要積極采取防蠟的措施。在常溫的狀態(tài)下，蠟是固體，而在實(shí)際的管道運(yùn)輸過(guò)程中，很容易與原油溶解。如果壓力和溫度不斷下降，則會(huì)引發(fā)結(jié)蠟的問(wèn)題。如果是高含蠟的原油，在加熱的基礎(chǔ)上，也可以將防蠟劑加入到原油當(dāng)中，對(duì)其中蠟晶的析出以及管道表面沉積進(jìn)行有效地抑制[5]。一般情況下，防蠟劑的種類有三種：1）稠油芳香烴類型的防蠟劑，一般都是參與到組成結(jié)晶當(dāng)中，進(jìn)而使得晶核出現(xiàn)扭曲，抑制蠟晶生長(zhǎng)；2）聚合物類型的防蠟劑，其作用機(jī)理和聚合物類型的降凝劑相同；3）表面活性劑類型的防蠟劑，也可以細(xì)化成水溶性與油溶性兩種類型。前者作用機(jī)理和表面活性劑類型的降凝劑是相同的，而后者則是利用在輸油管道表面吸附的特征，對(duì)表面性質(zhì)進(jìn)行有效地改變，以保證在形成極性表面的基礎(chǔ)上生成水膜，以免蠟沉積。

2.3 高粘原油的處理

在高粘原油運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，不僅可以加熱并將降粘劑應(yīng)用其中，同樣也可以對(duì)輸油泵進(jìn)行有效地改進(jìn)，以保證增強(qiáng)節(jié)能控制的效果。與粘度不高的流體相比，高粘原油在輸送的過(guò)程中，因其粘度過(guò)高，會(huì)對(duì)葉輪的出流以及蝸殼內(nèi)部低速流動(dòng)紊流的摻混產(chǎn)生較大程度的抑制，致使流體角動(dòng)量無(wú)法處于守恒的狀態(tài)。在我國(guó)，一般會(huì)選擇使用降低閥門(mén)的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)泵流量降低的目的。但是很容易增加節(jié)流的損失，影響泵效，同時(shí)還會(huì)增加能源消耗。在粘油輸送的過(guò)程中，如果其粘性增加，必然會(huì)使得流道內(nèi)部的摩阻增加，進(jìn)而導(dǎo)致水力摩擦的損失不斷增加。

根據(jù)以上研究與分析可以發(fā)現(xiàn)，高粘原油會(huì)增加能源的消耗，所以應(yīng)當(dāng)通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到降低能源消耗的目的。

第一，應(yīng)針對(duì)過(guò)流部件進(jìn)行拋光與打磨的處理，同時(shí)將貝爾左鈉高分子材料涂抹在表面，使得泵自身的效率不斷增強(qiáng)。

第二，對(duì)管路的特性以及離心泵的性能曲線進(jìn)行有效地改變，并且對(duì)泵運(yùn)行的工況進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。通常來(lái)講，管路的特性很難改變，但是采取輸油泵葉輪切削處理的方式，或者是適當(dāng)?shù)卦黾幼冾l裝置的數(shù)量，能夠保證泵效的提升，還可以獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

第三，保證泵型號(hào)選擇的科學(xué)合理性，使得梯級(jí)匹配與泵機(jī)組的有效組合，能夠增強(qiáng)啟運(yùn)搭配效果的進(jìn)一步增強(qiáng)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

第四，對(duì)工藝進(jìn)行全面優(yōu)化并進(jìn)行全面調(diào)度，對(duì)于高粘原油輸送的溫度展開(kāi)相應(yīng)的控制，進(jìn)而達(dá)到工藝使用需求，并在此基礎(chǔ)上，提升配送的實(shí)際效率。

3 加大管理力度并對(duì)能源合理利用

第一，注重節(jié)能教育和宣傳的作用。管道輸油企業(yè)需要充分考慮實(shí)際情況，定期組織專題節(jié)能的培訓(xùn)活動(dòng)，使全民形成節(jié)能的意識(shí)并增強(qiáng)自身的責(zé)任感。與此同時(shí)，需對(duì)節(jié)能管理機(jī)制予以全面完善與健全，實(shí)現(xiàn)節(jié)能工作和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效掛鉤，增強(qiáng)節(jié)能管理的效果[6]。

第二，能源利用的科學(xué)化。對(duì)《電力法》與《節(jié)約能源法》等相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行充分利用，對(duì)企業(yè)能源利用以及消耗的實(shí)際情況進(jìn)行嚴(yán)格地監(jiān)督，堅(jiān)決取締非法的能源利用用戶，并貫徹落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)的制度，以免出現(xiàn)能源流失的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道的輸送工藝方法與國(guó)外水平相當(dāng)，但是在管道運(yùn)行的管理以及輸送設(shè)備實(shí)際運(yùn)用方面仍處于落后狀態(tài)，所以，對(duì)于管道輸送節(jié)能降耗問(wèn)題，需要積極學(xué)習(xí)國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)全新的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與利用，而這也將成為我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道節(jié)能降耗的重要發(fā)展趨勢(shì)。

[1]楊輝,王一然,許丹等.長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,36(7):112-113.

[2]康聯(lián)弟,李棟,何元龍等.長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)分析[J].化工管理,2015(3):213-214.

[3]李志芳.分析長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)[J].化工管理,2015(8):215.

[4]李新建.長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)分析[J].化工管理,2016(24):145-145.

[5]陳衍飛,林冉,朱英如等.油氣長(zhǎng)輸管道節(jié)能降耗技術(shù)綜述[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2016,27(2):1-5.

[6]李俊,李鵬.長(zhǎng)輸管道輸油工藝節(jié)能技術(shù)分析[J].商品與質(zhì)量,2017(3):52.

王寶巖（1971-），漢，男，河北霸州人，本科，中級(jí)，研究方向：長(zhǎng)輸管道。