錢國梁 王雯雯 嚴建鋒

【摘要】成品油管道建設過程中路由改線發(fā)生翻越點后，校核上一站的出站壓力無法滿足油品能夠有足夠的壓頭通過翻越點，分析如何根據(jù)現(xiàn)有的條件增加上一站的出站壓頭，以及出站壓頭增加后的對管道運行的影響。

【關鍵詞】成品油管道 路由改線 翻越點 輸油泵 壓頭

1 如何避免翻越點對管道運行產(chǎn)生的影響

成品油長輸管道設計的前期，當線路地形起伏大的情況下，在繪制水力坡降線時，會發(fā)現(xiàn)兩個輸油站之間會有翻越點。故在設計過程中通常需要采取提高上一站的出站壓力，此時在規(guī)定的輸量下，液流不僅可以從高峰自流到終點，而且還有剩余的能量。如不采用其他措施以利用或消耗這部分剩余能量，則在高峰以后的管段內(nèi)將發(fā)生不滿流，即通過局部流速變大來消耗剩余的能量。不滿流管段中的壓力為輸送溫度下油品的蒸汽壓。線路上的這種高峰就稱為翻越點。

不滿流的存在不僅浪費了能量，而且可能在液流速度突然變化時增大水擊壓力，在順序輸送的管道上則會增大混油量。

為了滿足正常輸油的使油品能夠越過高點，且避免管道運行中產(chǎn)生不滿流和油品汽化的情況，故一般按照輸油管道設計規(guī)范上規(guī)定，最高點處的壓力計算值至少比設定值高0.2MPa。由于成品油管道輸送介質一般為汽油和柴油兩種，密度分別為0.73t/m3和0.84t/m3，設計時以汽油通過最高點的壓頭通過計算一般取28m來校核上一站的出站壓力，以避免有翻越點的產(chǎn)生影響。

2 成品油管道項目的建設模式

在成品油管道工程初步設計階段工藝計算時，通過繪制管道沿線的水力坡降線理論上來確定首站的出站壓力，通過驗算和優(yōu)化選型來確定上站輸油泵的揚程及流量。此時設計方需要和廠家進行技術交流并簽訂技術協(xié)議，最終廠家通過簽訂協(xié)議來進行本工程輸油泵的生產(chǎn)。

由于泵的生產(chǎn)、試驗、到最終的出廠安裝整個周期較長，一般國產(chǎn)輸油泵為5-6個月，進口輸油泵為8個月以上。

當進入成品油管道施工階段時，管道敷設時是以初步設計階段的線路走向圖和經(jīng)沿線有關主管部門報批線路具體路由為基礎繪制的線路施工圖為依據(jù)，進行施工。在施工過程中，管線由于通過地段的情況比較復雜，常常因為當?shù)嘏c居民的協(xié)調，避讓國家重點的保護區(qū)、礦場，地形、地貌險惡無法施工等很多客觀情況的影響，常常使得管線在施工期間導致線路不得不進行改線。

3 線路路由變化造成影響

當管線路由的在施工過程中因為客觀原因必須進行調整時，且調整后的管線路由后經(jīng)過的地形落差較大時，此時對調整后的高程通過繪制水力坡降線重新進行校核。如校核后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)新的翻越點時，而且上一站的外輸泵已經(jīng)訂貨生產(chǎn)，此時就造成了管線在后期運行時無法將油品輸送至下一站或造成翻越點后不滿流的現(xiàn)象，從而對管線的生產(chǎn)運行造成了極大的影響，甚至會造成重大的事故。

4 產(chǎn)生翻越點后采取的措施

如線路路由發(fā)生調整產(chǎn)生翻越點時，為了保證管線今后能夠正常運行。一般可以做出如下措施：

4.1 提高現(xiàn)有輸油泵的揚程

為了使油品經(jīng)過翻越點，可以提高上一站的出站壓頭。當外輸泵已經(jīng)生產(chǎn)完成后，可以通過提高泵的揚程以提高出站的壓頭。

由于離心泵具有結構簡單、體積小、重量輕、操作平穩(wěn)、流量穩(wěn)定、性能參數(shù)范圍廣、易于制造和便于維修等優(yōu)點，我國國內(nèi)成品油管線輸油泵一般選用采用臥式水平中開離心泵。

根據(jù)離心泵的性能曲線圖，在一定的范圍內(nèi)，泵的揚程H增加，流量Q將會減少，這就導致生產(chǎn)運行時管道輸量的減少，無法達到管道的設計輸量，對成品油覆蓋的周邊地區(qū)每年將會有大量的油品損失。而且從圖上可以看出揚程H浮動的范圍較小，如果經(jīng)過翻越點所需的壓頭較大時通過犧牲輸油泵的流量來提高揚程的方法是不可行的，一般不建議采用。

4.2 通過更換輸油泵的葉輪來提高輸油泵的揚程

離心泵的工作原理如下，離心泵一般由電動機帶動，在啟動泵前，泵體及吸入管路內(nèi)充滿液體。當葉輪高速旋轉時，葉輪帶動葉片間的液體一道旋轉，由于離心力的作用，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣（流速可增大至15～25m/s），動能也隨之增加。當液體進入泵殼后，由于蝸殼形泵殼中的流道逐漸擴大，液體流速逐漸降低，一部分動能轉變?yōu)殪o壓能，于是液體以較高的壓強沿排出口流出。與此同時，葉輪中心處由于液體被甩出而形成一定的真空，而液面處的壓強Pa比葉輪中心處要高，因此，吸入管路的液體在壓差作用下進入泵內(nèi)。葉輪不停旋轉，液體也連續(xù)不斷的被吸入和壓出。

輸油泵的主要的依靠葉輪的來獲得能頭，在輸油泵制造過程中，葉輪的切割制造工藝影決定著泵的揚程、流量及效率。為了提高輸油泵的揚程，可以對葉輪進行更換，但是由于輸油泵的外殼的限制，通過更換葉輪來提高揚程的范圍也是有限的，采用此方法也有一定的局限性，僅僅適用于通過翻越點所需的出站壓頭增加不大時。

4.3 增加輸油泵的臺數(shù)

國內(nèi)一般輸油泵運行時主要采用串聯(lián)運行的方式，兩臺輸油泵串聯(lián)運行時，揚程為為兩臺輸油泵的疊加，當通過翻越點需要更高的出站壓頭時，無法通過更換葉輪滿足時，此時應該考慮在上一站增設一臺輸油泵以提高出站的揚程。同時需要增加一定的投資。

4.4 通過降低管道沿線的高程

管道改線發(fā)現(xiàn)新的翻越點時，也可以通過降低高程來避免翻越點的產(chǎn)生，采用定向轉來增加管線的埋深，此種方法不僅增加了管道建設的成本，而且還增加的施工的難度，管線埋深而且還無法控制，所以此種方法不可行。

5 產(chǎn)生新翻越點后對管道的影響

（1）當管道沿線產(chǎn)生新的翻越點后，當使用適當?shù)拇胧┦沟糜推纺軌蛞哉５墓r通過翻越點時。則會造成下站的進站壓力過高，成品油管道進站一般都設計進站調節(jié)閥，由于進站的壓頭升高需要對調節(jié)閥的設定值進行一定修整，以避免進站的壓力過高對站內(nèi)的設備造成影響。

（2）成品油管道運行時，會出現(xiàn)停輸?shù)默F(xiàn)象，需要校核翻越點后的管道最低點的靜水壓力是否超過管線的設計的壓力，如超壓需要更換此段管線，避免發(fā)生事故。

6 結束語

成品油管道在施工過程改線造成翻越點時，需要通過更換葉輪、增加輸油泵的臺數(shù)等方式來保證油品能夠有足夠的壓力通過翻越點。而且要對下一站的進站調節(jié)閥進行調整，以及對翻越點后的最點的靜水壓力進行計算校核管線的設計壓力。保證管道的生產(chǎn)運行。

參考文獻

[1] 楊筱蘅.輸油管道設計與管理[M].石油大學出版社 2006-05

[2] 錫俊，陳弘.泵和壓縮機[M].中國石油大學出版社（東營） 2007-03

作者簡介

錢國梁，1987-1，男，江蘇灌云，中石化管道儲運公司華東管道設計研究院，本科，工學學士，研究方向長輸管道工藝設計。