楊 錕

長慶輸油氣分公司

成品油順序輸送及控制措施

楊 錕

長慶輸油氣分公司

成品油管道常采用多種油品順序輸送的方式，當(dāng)兩種油品在管內(nèi)交替時(shí)，隨著兩種油品在管道內(nèi)運(yùn)行長度的變化，管道運(yùn)行狀態(tài)處于緩慢的瞬變過程中。在安排順序輸送油品的次序時(shí)，為減少混油損失，按照油品理化性質(zhì)接近的程度來安排輸送次序。成品油進(jìn)行順序輸送時(shí)，兩種油品的接觸面形成一段長度的混油，混油的產(chǎn)生，對于成品油順序輸送至關(guān)重要。為了減少混油，應(yīng)確保在紊流狀態(tài)下輸送，而且雷諾數(shù)應(yīng)盡可能高，通過減少起停輸次數(shù)、及時(shí)切換油罐和管路、確實(shí)輸送油品次序、準(zhǔn)確切割混油頭等措施來進(jìn)行控制。

輸送；混油頭；油品界面；控制措施

1 輸送特點(diǎn)

在同一條管道內(nèi)，按一定批量和批次，連續(xù)地輸送不同種類的油品的輸送方式成為順序輸送(或交替輸送)。成品油的輸送方式主要是“密閉輸送”方式，上站來油直接與下站泵機(jī)組的入口相連，正常運(yùn)行時(shí)無調(diào)節(jié)油罐，各站泵機(jī)組直接串聯(lián)工作。

2 輸送方式

成品油管道常采用多種油品順序輸送的方式，順序輸送管道，當(dāng)兩種油品在管內(nèi)交替時(shí)，隨著兩種油品在管道內(nèi)運(yùn)行長度的變化，管道運(yùn)行狀態(tài)處于緩慢的瞬變過程中。對于地形起伏的管道，當(dāng)密度大的油品處于爬坡段時(shí)，管道用于克服地形高差需要的能量不斷增加，上游管道壓力出站壓力上升；相反，上游管道出站壓力又會不斷下降；兩種油品交替，混油斷經(jīng)過泵站時(shí)，混油密度連續(xù)變化，造成站進(jìn)出站壓力也連續(xù)變化；進(jìn)出站壓力的變化率取決于混油段的長度。因此，成品油管道的操作參數(shù)(流量、進(jìn)出站壓力)隨時(shí)間而變化。

3 油品的排列順序

在安排順序輸送油品的次序時(shí)，為減少混油損失，按照油品理化性質(zhì)接近的程度來安排輸送次序。因?yàn)橄噜徟帕械膬煞N油品的理化性質(zhì)相差越大，輸送過程中混油量越大，運(yùn)行控制難度增大。一般而言，若管道輸入N種油品，按油品性質(zhì)接近的程度安排順序次序如圖所示。

完成一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間為循環(huán)周期，一年內(nèi)完成的循環(huán)周期次數(shù)為循環(huán)次數(shù)。在一個(gè)循環(huán)內(nèi)，形成混油段的數(shù)量M可用下式表示：

輸送管道的循環(huán)次數(shù)越少，每種油品的輸送量越大，在管道內(nèi)形成的混油段和混油損失隨之減少。但是油品從生產(chǎn)到出口消費(fèi)都是連續(xù)不斷進(jìn)行的，而各種油品的輸送都要按批次和周期進(jìn)行，是不連續(xù)的。生產(chǎn)、消費(fèi)和輸送之間需要進(jìn)行平衡，就需要在管道起、終點(diǎn)和中間分輸點(diǎn)建造油罐區(qū)。每一循環(huán)的油品批量和循環(huán)次數(shù)是根據(jù)實(shí)際的供、求和油罐容量來確定的。

4 輸送過程

成品油進(jìn)行順序輸送時(shí)，管道中兩種油品的接觸界面處會發(fā)生液體分子的互相擴(kuò)散。同時(shí)，管道截面上流速分布不均勻、液體質(zhì)點(diǎn)的紊流脈動(dòng)，都會使兩種油品的接觸面形成一段長度的混油。主要原因有：1)管道截面上流速分布不均勻，造成流速差間混油；2)流太變化產(chǎn)生紊流脈動(dòng)，造成油質(zhì)互相混合；3)油品擴(kuò)散造成的油質(zhì)互相混合。

5 混油段內(nèi)界面的濃度分布

兩種油品在管道交替時(shí)，因?yàn)閷α骱蛿U(kuò)散作用，A油從濃度高處向低處擴(kuò)散，使B油中混入A油；同時(shí)，B油也從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散，使A油中混入B油。在兩種油品之間形成混油區(qū)。在混油區(qū)內(nèi)油品濃度沿長度變化，而管道橫截面上的濃度基本趨于均勻。

6 混油量的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式是根據(jù)Austin-Palfrey公式，管道中混油的擴(kuò)散速度不僅與雷諾數(shù)Re有關(guān)，而且與油品輸送距離有關(guān)。在Re相同情況下，輸送距離越長，混油的擴(kuò)散速度越小。

7 混油段的檢測

目前，國內(nèi)成品油管線用于輸送不同油品的界面檢測方法主要有密度型、熒光記號型、光折射率型。

1)密度型。用測量不同油品的密度差別來檢測輸油管線中不同油品的界面，是一種比較直接的檢測方法。

2)熒光記號型。將一定濃度的熒光劑注入到順序輸送油品的混油界面中，界面中熒光劑的含量和熒光強(qiáng)度成正比。通過熒光界面檢測器持續(xù)不斷的監(jiān)測管道中流動(dòng)油品熒光強(qiáng)度的變化，檢測油品的混油界面。

3)光折射率型。利用光在不同介質(zhì)中的折射率不同檢測混油界面，如光學(xué)界面檢測儀。

8 混油的控制措施

混油的產(chǎn)生，對于成品油順序輸送至關(guān)重要，為了減少混油，應(yīng)確保在紊流狀態(tài)下輸送，而且雷諾數(shù)應(yīng)盡可能高。合理組織順序輸送次序?qū)p少混油十分重要，在滿足安全要求同時(shí)應(yīng)將特性接近的油品安排相鄰輸送。減少油品切換的時(shí)間，減少初始混油。在允許的條件下，盡可能加大每種油品的一次輸送量?？刂拼胧┯校?)切換油罐和管路，閥門應(yīng)采用快速控制的電動(dòng)或液動(dòng)閥門，并應(yīng)安裝在靠近干線處，減少切換油品的初始混油。2)確定輸送批次，應(yīng)將兩種油品性質(zhì)相近，互相允許混入的濃度大的油品互相接觸，減少混油損失。3)兩種油品交替時(shí)，不允許停輸。需要停輸時(shí)，應(yīng)使混油段接近平坦地段，并關(guān)閉油頭兩側(cè)閥門。

4)兩種油品交替時(shí)，應(yīng)使流態(tài)保持紊流，是Re不小于104，因流速大時(shí)，相對體積要小一些。5)順序輸送應(yīng)以管道泵到泵的輸送方式運(yùn)行。6)將混油頭和混油尾準(zhǔn)確的收入純油罐，減少混油量。7)輸送過程中盡量不用副管和變徑管，減少局部混油增加。

[1]成品油管道輸送-中國石化出版社