張磊(國家管網集團東部原油儲運有限公司生產運行部，江蘇 徐州 221008)

0 引言

由于管道運輸不但具有較強的輸送能力，能夠實現(xiàn)連續(xù)運輸，極大地提高了運輸效率，而且具有較高的可靠性以及安全性，使用壽命比較長，后期的管理維護相對簡單，因此，在原油輸送中得到了廣泛的應用。隨著我國社會經濟發(fā)展，對原油需求量的不斷增加，原油管道敷設里程也不斷加大。但是目前，在原油管道的運行中，受原油性質特征以及輸送方式等客觀條件的影響，運輸過程中的原油損耗較大，導致原油輸送成本增加，并且造成了巨大的能源浪費，同時還會影響原油管道周邊環(huán)境。為減少原油管道能耗，必須采用先進的節(jié)能降耗技術。文章將全面分析原油管道形成原因，并在此基礎上提出相應的原油管道節(jié)能降耗措施，以達到減少能源消耗以及保護環(huán)境的目的，從而為我國原油事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展奠定良好的基礎。

1 導致原油管道能耗較大的主要原因分析

1.1 原油管道設備熱效率較低

隨著我國在社會經濟發(fā)展過程中對原油需求量的不斷增加，原油管道的建設力度也在逐年加大，但是仍存在部分原油管道系統(tǒng)中所配置的加熱設備的實際熱效率達不到技術標準的情況。而影響原油管道加熱設備熱效率的原因有很多，例如：原油管道油風比例不合理、剩余空氣超標以及未能及時對加熱爐進行清理導致其內部有大量灰塵雜物存積等，這些都會影響原油管道加熱設備的熱效率[1]。

1.2 原油管道管理模式落后

部分原油管道在日常運行管理工作中未能及時、全面的采集管道能耗數據，導致對原油管道能耗計量不準確且缺乏時效性，直接影響了原油管道節(jié)能降耗技術的應用效果。

1.3 未能合理控制輸油泵流量

目前，在原油管道運行過程中，部分輸油系統(tǒng)在確定輸油泵節(jié)流參數時存在不合理的問題，導致節(jié)流過大。這不僅會加劇原油管道加熱處理時的熱損失以及能源浪費，還會縮短原油管道使用壽命，增加原油管道運行成本。

2 節(jié)能降耗技術在原油管道中應用基本原則分析

2.1 節(jié)能降耗技術應用應符合相關技術標準

為實現(xiàn)降低原油管道能耗的目標，節(jié)能降耗技術的應用應規(guī)范科學。原油管道企業(yè)等相關單位應嚴格遵守相關技術標準，對原油管道實際能耗數據進行全面準確的采集，并按照行業(yè)規(guī)范進行技術應用設計和實施[2]。在數據采集過程中，應按照技術規(guī)范要求合理選擇采集點位置，并積極應用高精度檢測儀器設備，確保數據采集全面準確，從而為節(jié)能降耗技術在原油管道中的有效應用提供可靠的參考依據。

2.2 要對原油管道實際能耗進行準確的計算分析

原油管道企業(yè)以及相關單位在采用原油管道節(jié)能降耗技術時，應首先全面收集原油管道運行數據和輸油工藝參數等各種信息，并通過構建原油管道能耗模型等方式，對原油管道的實際能耗以及能耗變化等進行科學的分析以及準確的計算，以便于以此為依據進行節(jié)能降耗技術設備的選擇和應用，從而切實減少原油管道運行過程中的能源浪費，提高原油管道節(jié)能降耗技術應用效果。

2.3 積極構建原油管道能耗數據庫

為確保節(jié)能降耗技術應用的有效性和科學性，原油管道公司以及相關單位應加強原油管道能耗數據庫的建設。數據庫數據應確保格式規(guī)范、內容全面且能夠客觀動態(tài)反應原油管道能耗特點以及變化趨勢。同時，在數據庫的管理中應做好數據信息的更新完善工作，為原油管道能耗變化的判斷分析以及節(jié)能降耗技術的選擇提供可靠的數據基礎，從而提高原油管道節(jié)能降耗效果。

3 原油管道有效節(jié)能降耗措施分析

3.1 通過改性處理方式降低原油管道能耗

3.1.1 應用熱處理技術對原油改性處理

在通過管道輸送原油時往往需要通過熱處理技術對原油先進行升溫。根據現(xiàn)行技術規(guī)范要求，在熱處理時，其溫度應達到70 ℃。不過由于受到原油初餾點以及管道防腐材料質量性能特點等因素的制約，在熱處理實踐中的溫度普遍出現(xiàn)低于50 ℃的現(xiàn)象。加熱溫度的明顯偏差導致原油管道能耗嚴重[3]。因此，應采取利用改性原油在第一站進行熱交換的方式控制溫差，以減少熱損失。另外，還應適當調整水力以及熱力參數等，為實現(xiàn)壓力以及熱力越站奠定良好的基礎，從而盡量降低能耗，提高原油管道輸油能力。

3.1.2 應用化學添加劑對原油改性處理

在通過管道輸送原油時，一般會將適量的水加入原油中。而向摻水原油內摻入降凝劑或者減阻劑等化學藥劑則可以起到減少摻水量、降低能耗、提高輸油效率的效果。根據原油物性特點，可以向表面存在蠟晶的石蠟基原油中加入適量降凝劑，這樣可以防止蠟晶聚集膠聯(lián)影響原油流動性，同時加入降凝劑還能夠使石蠟基原油在改性處理后保持較好的穩(wěn)定性。在應用該技術時，應根據原油性質特點合理選擇添加劑類型，且應注意該技術不適用于重質易凝性特稿含蠟原油以及重質高含膠粘稠型原油的改性處理[4]。同時，在原油管道運行過程中，還可以將原油中摻入適量減阻劑。由于減阻劑為高分子聚合物，具有較強的粘彈性，因此，將減阻劑摻入原油后可以改變管壁附近原油分子的原有運動狀態(tài)，從而達到弱化湍流、增加層流區(qū)域以及降低油品流動阻力的目的，可以有效降低原有管道能耗。目前，在原油管道運行實踐中，主要采用的是烯烴類聚α減阻劑類型，其具有較好的減阻降耗效果。

3.2 通過改質輸送方式降低原油管道能耗

在原油管道運行過程中，也可以通過對原油進行簡單加工處理方式使其改質，從而達到減少原油管道能耗的目的。目前，在對原油進行改質處理時，一般采用的是初級煉制技術，例如脫蠟加工或者熱裂化加工等。原油在經過初級煉制后，其原油物理化學性質發(fā)生改變，所含輕餾分油量增加。由于輕質加工油成分變化后能夠有效稀釋了原油原組分，且輕餾分油具有分子量小以及蒸發(fā)性好的特點，因此，不僅可以使原油流動性得到改善，還能夠增加原油管道內的輸送壓力，從而在降低原油管道能耗的基礎上進一步增強了原油管道輸送能力。因此，改質輸送是一項具有廣闊應用前景的原油管道節(jié)能降耗技術。

3.3 通過改進輸油工藝方式降低原油管道能耗

3.3.1 應用油氣序輸工藝降低原油管道能耗

優(yōu)化原油管道運行模式、提高原油管道利用率也是實現(xiàn)節(jié)能降耗目的的重要途徑之一。油氣序輸也被稱為間歇輸送技術。所謂間歇輸送工藝是指原油管道第一站輸油量的制定基準為末站銷油量，在原油管道運行過程中應用該技術后可以使管道實現(xiàn)連續(xù)運行。不過在運行過程中需要反復啟停泵機組。因此，原油管道的相對穩(wěn)定時間會減少。該項技術具有較好的節(jié)能降耗效果，特別是對于原油輸量相對低的初期開發(fā)油田、尾期油田或者小規(guī)模油田等可以采用油氣序輸方式降低能耗并節(jié)約成本。所謂油氣序輸主要只是利用同一原油管道將天然氣以及原油按照順序以單相流形式輸送的管道運行模式[5]。隨著我國近年來原油產業(yè)的發(fā)展和原油開采力度的加大，部分油田進入開發(fā)尾期，外輸油氣量下降。同時，新開發(fā)油田在初期階段的開采量尚不穩(wěn)定，因此采用單向油氣序輸方式能夠在輸送原油量較低時利用空氣以及天然氣等進行置換，從而達到降低能耗以及提高原油管道利用率的目的。該項節(jié)能降耗技術對于提高原油管道運行穩(wěn)定性、降低原油管道投資建設成本都具有重要的作用。

3.3.2 應用交替輸油工藝降低原油管道能耗

在原油管道運行過程中，應用冷熱油交替技術能夠有效降低能耗，節(jié)約資源。在應用該項節(jié)能技術時，應科學確定冷熱油交替輸送順序，并根據原油管道停輸以及再啟動的特點進行非穩(wěn)態(tài)熱力與水力耦合模型的構建，以便對準確控制相關工藝參數，提高原油管道節(jié)能降耗消耗。目前，該技術已經應用于我國原油管道建設中，通過對該技術實踐應用效果的分析發(fā)現(xiàn)，其能夠有效減少燃料油用量，降低原油管道運行成本，節(jié)能降耗效果十分突出。

3.4 通過改造原油管道設備降低原油管道能耗

3.4.1 應用節(jié)能降耗技術改造原油管道輸油泵

原油管道輸送設備能耗較大是影響原油輸送系統(tǒng)整體節(jié)能降耗消耗的重要因素，因此應積極應用先進的節(jié)能降耗技術對輸油設備進行改造。特別是我國目前所使用的輸油泵普遍存在泵送效率較低等問題，造成了較大的能源浪費，也制約了原油管道的輸油能力。在對輸油泵進行改造時，可以根據實際情況采用葉輪抽級技術、變頻調節(jié)技術或者自平衡技術等，提高原油管道輸油泵的泵送能力。該項技術在我國現(xiàn)有原油管道系統(tǒng)中已經得到了逐步的推廣應用，某原油管道輸油線條在采用了變頻高壓調速輸油泵后，年輸油量提高了3%左右，節(jié)流損失率明顯降低，使節(jié)點效率達到了約60%，極大減少了對電力能源的消耗，降低了原油管道運行成本，取得了十分理想的節(jié)能降耗效益。

3.4.2 應用節(jié)能降耗技術改造原油管道加熱爐

原油管道在輸送原油時需要對油品進行加熱處理，而加熱爐的熱效率將直接關系到原油管道系統(tǒng)的節(jié)能降耗效果。所謂加熱爐熱效率也就是加熱爐所利用燃料熱量的有效率，而燃料質量性質特征、加熱爐熱量損失以及換熱能力等因素都會影響熱效率。因此，在對原油管道加熱爐進行改造時，應加強對原油管道加熱系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，準確掌握相關數據信息，并采用涂刷節(jié)能型涂料以及混合輸油工藝等節(jié)能技術減少能耗，并通過等溫輸送方式提高原油管道節(jié)能降耗消耗，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經濟效益。

3.5 通過稀釋稠油方式降低原油管道能耗

目前，我國原油管道所輸送的原油大多屬于三高原油，不僅流動性差，而且黏度較大，在管道運輸過程中會造成嚴重的能源浪費。為減少原油管道能耗，可以采用在原油中加入一定量輕質油的方式對原油進行稀釋，這樣可以降低原油的粘稠度，達到改善原油流動性的目的。添加輕質油稀釋原油技術易于掌握，且技術應用較為成熟，該技術在原油管道運輸中得到了廣泛的應用。但是，在應用稀釋稠油技術時，應注意科學控制輕質油和原油之間的比例關系，合理確定配比，同時還應對三高原油混合了輕質油之后所形成混合油的溫度進行嚴格控制，才能在保證原油管道運行安全的基礎上降低原油在管道內的摩擦阻力。如此，不僅可以有效改善原油流動性，還能夠減少原油管道運輸中所消耗的熱能以及電力能源，從而全面提高原油管道節(jié)能降耗效果。

4 結語

為解決原油管道在運行過程中能耗過大的問題，管道公司以及相關單位應充分了解造成能耗的主要原因，并根據實際情況按照相關技術規(guī)范要求，合理應用相應的節(jié)能降耗技術。通過對原油的改性或改質處理以及積極應用先進的原油輸送技術設備，改進現(xiàn)有原油輸送工藝等多種方式減少對能源的浪費，提高原油管道的輸送效率以及輸送能力，減少對環(huán)境的污染，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經濟效益、社會效益以及環(huán)境效益，從而推動我國原油行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。