王燕輝,張 穎
中石化管道儲運(yùn)有限公司武漢輸油處大冶輸油站,湖北 武漢
儀長原油管道設(shè)計年輸量5500×104t。管道沿線設(shè)有6個加壓泵站、4個計量站,全線采用“從泵到泵”密閉輸送工藝。密閉輸送中油品輸送方式有順序輸送和混合輸送2種工藝。順序輸送是指在同一條管線內(nèi)按照一定的順序連續(xù)地輸送幾種油品的輸送方式[1][2],其主要特點有:① 順序輸送管道輸送的油品大多是成品油,要求嚴(yán)格;② 由于經(jīng)常周期性地變換輸油品種,在起點和終點要建更多的油罐,用來調(diào)節(jié)供油、輸油和用油之間的不平衡;③ 順序輸送管道的相鄰批次之間必然產(chǎn)生混油,混油會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失;④ 多種油品的順序輸送系統(tǒng)對輸油計劃和調(diào)度的要求更加復(fù)雜。當(dāng)多種油品在管內(nèi)運(yùn)輸時,隨著不同油品在管內(nèi)運(yùn)行長度和位置的變化,管道的工藝運(yùn)行參數(shù)隨時間會緩慢變化。
混合輸送即通過2種或2種以上油品或油氣按一定比例進(jìn)行混合,以達(dá)到降低油品黏度、密度、凝點、含硫量等物性的目的。大部分進(jìn)口原油的凝點很低(一般在-20℃以下),黏度也低;國產(chǎn)原油因凝點高達(dá)20℃以上,黏度也高,多采用加熱輸送工藝?;旌虾笤偷奶匦詫a(chǎn)生新的變化,與順序輸送相比,原油混合輸送有以下特點:① 工藝調(diào)節(jié)操作減少,避免頻繁的壓力調(diào)節(jié),危及管道安全;② 油頭的界定和切換頻次降低;③ 常溫輸送節(jié)能效果明顯。
儀長線混合原油凝點為-27℃,密度為0.8798 g/cm3。輸送的國產(chǎn)配比油品主要來自魯寧原油,該原油是由勝利油和進(jìn)口原油經(jīng)過6:1混合配比而成(見表1)。
Table 1.The physical property of Luning oil表1.魯寧原油物性
進(jìn)口原油主要為杰諾油和中東地區(qū)油等。由進(jìn)口原油物性(見表2)可以看出,杰諾油的凝點最高,物性最差。為了提高管道輸送的安全性,降低輸油能耗,儀征首站設(shè)置了原油混輸流程。
Table 2.The list of imported oil property表2.進(jìn)口原油物性一覽表
1)黏度的影響。對于順序輸送的2種油品,不停輸?shù)那闆r下進(jìn)行油品切換時,黏度差異很大的油品,混油量會增加。黏度較大的油品在前、黏度小的油品在后這種順序輸送的混油量要比相反順序輸送的混油量多10%~15%,為減少混油的形成,因此需要對油品的輸送順序進(jìn)行合理安排。
2)密度的影響。正常輸送條件下,密度對混油量影響可以忽略不計。但是在混油段發(fā)生事故性停輸?shù)那闆r下,密度的差異會大量增加混油量。尤其當(dāng)?shù)匦纹閸绮黄綍r,停輸后高密度油品在斜坡上方,低密度油品在斜坡下方,由于高密度油品具有沿斜坡向下的流展性,因而會大量增加混油量。為了減少混油量應(yīng)盡量少停輸,停輸次數(shù)越多造成的混油量越多,停輸再啟動時由于油品的流速發(fā)生變化,會加大混油量的產(chǎn)生。
3)流態(tài)的影響。輸送油品流速低時,特別容易產(chǎn)生層流,在層流流態(tài)下,管道截面上流速的不均勻分布是造成混油的主要原因。
儀長線輸送的油品種類較多(有杰諾油、沙特油、伊拉克油和科威特油等4種油品),輸送方案有混輸方案和順序輸送方案2種選擇。如果采用順序輸送方案,首先因所輸油品物性不同,分輸點較多,且全線是密閉輸送。一旦加大輸量,則增加了互通流程,加大了運(yùn)行調(diào)度的管理難度;其次沿線各石化公司為降低原油庫存成本,采取原油盡可能直接進(jìn)裝置的方式,但預(yù)留的原油儲罐容量極低(一般不超過5 ×104m3),煉廠儲罐無法滿足要求。
采用混輸方案時,降低了運(yùn)行調(diào)度管理的難度,且儀征首站配有精密配輸工藝,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,因此儀長線采用多種油品混合輸送方案。
精密配輸工藝按照不同比例將原油混合并進(jìn)行物性分析,利用流量計、在線密度計、含硫分析儀和調(diào)節(jié)閥,通過SCADA系統(tǒng)調(diào)控實現(xiàn)管線內(nèi)進(jìn)口油質(zhì)量比、體積比、含硫量3種配比的任意選擇。具有配比精確、混合均勻、自動化水平高、調(diào)節(jié)方便和運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。儀征站精密配輸工藝避免了以前罐混存在的諸多不足,達(dá)到了進(jìn)口原油與國產(chǎn)原油的精密配輸。
對于長距離輸油管道,當(dāng)輸送多種油品時,采用混合輸送工藝明顯優(yōu)于順序輸送工藝。混合輸送能充分利用進(jìn)口原油凝點和黏度低的特點,達(dá)到節(jié)能的目的。國內(nèi)原油與進(jìn)口原油混合后,凝點顯著降低,提高了管道輸送效率。