李 丹，李榮梅，邵 強，孫 宇，王曉峰，劉 昊

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成品油管道增加航煤輸送技術(shù)研究

李 丹1，李榮梅2，邵 強1，孫 宇1，王曉峰1，劉 昊3

（1. 中國石油管道局工程有限公司設(shè)計分公司，河北 廊坊 065000； 2. 中國石油大港油田第四采油廠，天津 300280； 3. 中國石油管道局工程有限公司第六工程公司, 天津 300280）

介紹了成品油管道增加航煤輸送的必要性，對其順序輸送中所必需的工藝參數(shù)（混油粘度、混油長度）進行了計算分析，根據(jù)航煤輸送特點及實際輸送需求確定了順序輸送方案，提出了減少混油量的措施及保障航煤質(zhì)量的措施，為工程中的航煤輸送技術(shù)提供了可靠的理論依據(jù)。

成品油管道； 航煤； 順序輸送； 混油量

經(jīng)過十余年的發(fā)展，國內(nèi)輸油管道在設(shè)計、施工和運行管理等方面都取得了長足的進步和發(fā)展。但是成品油管道建成投產(chǎn)初期輸量低、油品輸送批量小、輸送油品種類單一等問題非常突出，對管道的生產(chǎn)效益有較大的影響，甚至無法滿足現(xiàn)場的生產(chǎn)需求。

成品油管道增加航煤輸送技術(shù)研究，有利于解決管道低輸量、投資回報率低的問題。開展航煤順序管輸技術(shù)研究，可為實際工程提供技術(shù)支持，保障航煤與成品油順序輸送后的質(zhì)量。

（1）航煤市場需求增速迅猛，需求強勁；

航煤消費年均增長13%左右，遠(yuǎn)高于國內(nèi)GDP增速及國際5%的增長水平。

（2）相比于成品油，航煤銷售效益顯著；

航煤出廠價格逐步實行市場定價，每月調(diào)整一次，航空煤油出廠價格按照不超過新加坡市場進口到岸完稅價的原則，由供需雙方協(xié)商確定。銷售價格通常為在出廠價格基礎(chǔ)上+50~100元/噸。

（3）成品油管道增輸航煤，有助于提高管輸企業(yè)效益。

航空煤油是石油產(chǎn)品之一。英文名稱JetfuelNo.3，別名航空煤油。是由直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調(diào)和而成的一種透明液體。主要由不同餾分的烴類化合物組成。

航空煤油密度適宜，熱值高，燃燒性能好，能迅速、穩(wěn)定、連續(xù)、完全燃燒，且燃燒區(qū)域小，積碳量少，不易結(jié)焦；低溫流動性好，能滿足寒冷低溫地區(qū)和高空飛行對油品流動性的要求；熱安定性和抗氧化安定性好，可以滿足超音速高空飛行的需要；潔凈度高，無機械雜質(zhì)及水分等有害物質(zhì)，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，對機件腐蝕小。航空煤油主要用作航空渦輪發(fā)動機的燃料。

1 輸油工藝

1.1 輸送順序

在順序輸送的輸油管道中，為減少混油損失，應(yīng)根據(jù)所輸油品的物性相接近程度來安排輸送次序。中石油獨烏成品油管道試驗運行采用-35#柴油 → 航煤 → -35#柴油的輸送方式，中石化鎮(zhèn)?！贾莩善酚凸艿篱L期運行采用0#柴油→ 航煤 → 0#柴油→ 93號汽油→90號汽油的輸送方式。因此，確定航煤的輸送方式為柴油→ 航煤 → 柴油→ 93號汽油→ 97號汽油→ 93號汽油。此外，采用0號柴油—航空煤油—0號柴油的輸送順序，保障航煤不被汽油影響，產(chǎn)生的柴油/航煤的混油可用作柴油使用，減少了混油損失。

1.2 加劑處理

航空煤油系絕緣介質(zhì)，在生產(chǎn)、儲存、運輸、使用諸工序中，極易產(chǎn)生并積聚電荷，當(dāng)積聚了足夠的靜電荷后，就會形成相當(dāng)高的靜電位，并會發(fā)生靜電放電。在3#噴氣燃料的調(diào)合過程中，需要加入抗靜電劑，抗靜電劑的主要作用是在燃料中加入微量的有機金屬鹽，提高油品的導(dǎo)電率，消除靜電危害，保證燃料的使用安全?？刹捎霉奘秸{(diào)和，管道末站與機場油庫交接前需在管道末站存儲航煤儲罐增加加劑口，儲罐設(shè)置攪拌裝置。

1.3 不達標(biāo)航煤處理

航煤與成品油管道順序輸送投產(chǎn)初期，航煤經(jīng)管輸后通常出現(xiàn)銀片腐蝕不達標(biāo)問題。銀片腐蝕是由活性硫化物引起的,活性硫化物為硫化氫和元素硫。產(chǎn)生原因： 輸送管道中的徽生物或化學(xué)活性硫化物腐蝕鐵材質(zhì)的管道, 產(chǎn)生FeS；FeS水解得到H2S；H2S氧化得到元素硫。處理方法:堿化處理。

圖1 加劑處理流程

1.4 混油界面檢測

航煤與柴油存在15~45 kg/m3的密度差，根據(jù)目前使用的界面檢測技術(shù)，密度檢測方法仍是運用最成熟的混油界面檢測方法。因此，對于航煤與柴油的混油段，仍采用密度計作為混油檢測方法。

為保障混油切割精度，航煤分輸站場在原有站內(nèi)設(shè)置一路界面檢測裝置基礎(chǔ)上，在站外500~1 000 m增設(shè)1路界面檢測裝置。

1.5 油品抽樣

為保障航煤在儲罐存儲過程中的航煤質(zhì)量，需要定期對儲罐中油品進行檢測，與成品油儲罐不同，航煤儲罐需具備取樣功能。

航煤儲罐需在靠近儲存油罐的位置設(shè)置小型的油罐（50L-1000L，起到回收油罐和質(zhì)量檢查油罐的目的；可根據(jù)對燃料來源的質(zhì)量情況、油罐容積、管線長度等情況評估后調(diào)整容量），檢查排放的合格燃料直接循環(huán)回儲存油罐，將儲存油罐排放的不合格燃料直接排入回收罐，不再繼續(xù)作航空燃料使用。

1.6 航煤質(zhì)量保障措施

航煤儲罐需要采用倒錐形罐底設(shè)計，更有利于航煤罐排污、清洗，有效改善儲油、排污條件。航煤進入管道前需進行清管作業(yè)，保證航煤不受管道雜質(zhì)影響；管道投產(chǎn)前期采用柴汽油投運，航煤不進入管道輸送，待管道運行正常、相關(guān)儀表、設(shè)備運行正常后再管輸航空煤油。混油切割操作過程中，嚴(yán)密監(jiān)測昆明末站航煤/柴油的混油界面，防止混油進入航煤儲罐，影響航煤質(zhì)量。為避免混油切入航煤中，在航煤管輸投產(chǎn)初期，當(dāng)站外界面檢測裝置檢測到尾部混油時，可適當(dāng)提前5~10min切換柴油罐(混油罐)/航煤罐進罐閥門，保障航煤沒有摻入柴油。

2 混油量的計算及控制措施

2.1 混油粘度計算公式

混油計算公式采用《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范（2006年版）》（GB50253-2003）中的奧斯?。ˋustin）混油計算經(jīng)驗公式。

lglg(v×10

6

＋0.89)=

0.5lglg(νA×106＋0.89)＋0.5lglg(νB×106＋0.89)（1）

式中：νA：A油在輸送溫度(10℃)下的運動粘度，m2/s；

νB：B油在輸送溫度(10℃)下的運動粘度，m2/s；

ν：各50%的混油在輸送溫度(10℃)下的運動粘度，m2/s。

在一個批次循環(huán)中，存在0號柴油和93號汽油的混油界面、0號柴油和97號汽油、93號汽油和97號汽油混油界面、航空煤油和0號柴油的混油界面，由于缺少航空煤油具體物性參數(shù)，考慮到航煤與0號柴油物性相近，航空煤油和0號柴油的混油切入柴油儲罐當(dāng)作柴油使用；由于93號汽油和97號汽油的粘度基本相同，在計算中汽油粘度均按93號汽油的粘度進行計算，通過計算，在年平均地溫10.0℃下93號汽油和97號汽油、0號柴油和93號汽油混油、航空煤油和0號柴油的運動粘度見表1。

表1 混油計算粘度

2.2 混油長度按下式計算[1]

式中：Re－雷諾數(shù)；

Relj－臨界雷諾數(shù)；

－管內(nèi)徑， m；

－管線長度，m；

－混油段長度，m。

計算一個油品順序輸送循環(huán)周期內(nèi)0號柴油和93號汽油、93號汽油和97號汽油、0號柴油和97號汽油、航空煤油和0號柴油等4種混油界面的混油段長度及混油量。

2.3 減少混油措施[2]

成品油順序輸送管道各種油品之間的產(chǎn)生混油所造成的處理費用是增加管道運行成本的重要因素，必須采取必要的措施減少混油量。應(yīng)采取了以下措施以減少油品順序輸送的混油量。

（1）采用密閉輸送流程，避免中間過程混油的增加；

（2）合理安排油品順序，盡可能將密度和其他物理化學(xué)性質(zhì)接近的油品安排在一起；

（3）優(yōu)化首站流程，縮短油品切換的時間，使油品切換過程中所產(chǎn)生的初始混油量減至最少；

（4）提高檢測元件的精度和流程切換的速度，及時進行油品切割；

（5）通過調(diào)壓控制管道流速，避免在下坡段產(chǎn)生不滿流；

（6）利用SCADA系統(tǒng)對全線進行監(jiān)控，避免管道在輸送過程中局部高點出現(xiàn)負(fù)壓，產(chǎn)生氣液分離。

（7）在管道計劃停輸時，盡量使混油段處于地勢較為平坦的地段，或者使密度大的油品處于管道低處；

（8）當(dāng)管道事故停輸時，關(guān)閉混油段前后的截斷閥，將混油段隔離，以減少混油的產(chǎn)生。

3 航煤質(zhì)量保障措施

采用0號柴油—航空煤油—0號柴油的輸送順序，保障航煤不被汽油影響，產(chǎn)生的柴油/航煤的混油可用作柴油使用，減少了混油損失。此外航煤儲罐需要采用倒錐形罐底設(shè)計，更有利于航煤罐排污、清洗，有效改善儲油、排污條件。航煤進入管道前需進行清管作業(yè)，保證航煤不受管道雜質(zhì)影響；管道投產(chǎn)前期采用柴汽油投運，航煤不進入管道輸送，待管道運行正常、相關(guān)儀表、設(shè)備運行正常后再管輸航空煤油?；煊颓懈畈僮鬟^程中，嚴(yán)密監(jiān)測昆明末站航煤/柴油的混油界面，防止混油進入航煤儲罐，影響航煤質(zhì)量。

4 結(jié) 論

通過對航煤性質(zhì)的分析及國內(nèi)已建成品油管道與航煤順序輸送的成功經(jīng)驗，在輸送工藝、設(shè)備選型、運行管理中針對航煤進行加強設(shè)計、輸送管理，完全能夠?qū)崿F(xiàn)航煤與成品油順序輸送，多油品管輸后的航煤質(zhì)量可完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

長輸管道經(jīng)濟效益的主要增長點來源于其輸送量的不斷提高，成品油管道增加航煤輸送技術(shù)研究，有利于解決管道低輸量、投資回報率低的問題。因此，確定合理的輸送方案，準(zhǔn)確計算混油量，制定有效的減少混油措施，保障輸送過程中航煤質(zhì)量，是成品油管道輸送航煤技術(shù)的關(guān)鍵。

［1］嚴(yán)大凡：輸油管道設(shè)計與管理，石油工業(yè)出版社（北京），1986．

［2］馮潤.鎮(zhèn)海－杭州成品油管道優(yōu)化運行技術(shù)分析[J]，油氣儲運，2003，22（8），4－6．

Research on the Batch Pipelining of Aviation Kerosene With Product Oil Pipeline

1,2,1,113

（1. China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd. Design Company, Hebei Langfang 065000, China；2. PetroChina Dagang Oilfield Company No.4 Oil Production Plant, Tianjin 300280, China；3. China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd. No.6 Construction Branch, Tianjin 300280, China）

The necessity of batch pipelining of aviation kerosene with product oil pipeline was introduced. The process parameters(mixed oil viscosity and mixing length) for the batch pipelining were calculated and analyzed. According to the characteristics of aviation kerosene transportation and the actual transportation demand, the batch pipelining scheme was determined. Some measures to reduce oil mixing amount and to ensure the quality of aviation kerosene were put forward.

product oil pipeline; aviation kerosene; batch pipelining; oil mixing amount

TE 832

A

1004-0935（2017）03-0278-03

2017-01-04

李丹（1988-），女，工程師，碩士，河北省衡水市人，2013年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運工程專業(yè)，研究方向：從事油氣儲運設(shè)計工作。