摘 要：成品油管道運(yùn)行具有工藝復(fù)雜、油品種類多、數(shù)量大、距離長等特點(diǎn)，其對很多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等都有著重要影響。我國成品油管道輸送運(yùn)行發(fā)展起步相對較晚，因此應(yīng)加大對成品油管道優(yōu)化運(yùn)行的分析和研究，按照標(biāo)準(zhǔn)的輸量要求，從多個角度和方面入手，提高成品油管道運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。文章簡要介紹了成品油管道輸送特點(diǎn)，分析了成品油管道優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)和約束條件，闡述了成品油管道的優(yōu)化運(yùn)行設(shè)計，以供參考。

關(guān)鍵詞：成品油管道；優(yōu)化運(yùn)行；探討

近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，推動了各個地區(qū)的成品油管道建設(shè)，成品油管道運(yùn)行過程中往往需要輸送多種油品，由于不同油品有著不同的性能，這對于成品油管道運(yùn)行提出了更高的要求，再加上成品油管道建設(shè)投資非常大，成品油管道的優(yōu)化運(yùn)行關(guān)系著其經(jīng)濟(jì)效益和使用壽命，因此應(yīng)結(jié)合成品油管道的順序輸送周期、出站壓力、設(shè)計壓力、管徑、管材等[1]，按照泵站特性約束、強(qiáng)度約束、水力約束等約束條件，完善和優(yōu)化成品油管道運(yùn)行，最大程度地降低成品油管道的能耗費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和初始投資費(fèi)用。

1 成品油管道輸送特點(diǎn)

成品油管道輸送運(yùn)行時往往包含兩種或者兩種以上的油品，不同油品之間的水力狀態(tài)不同，并且油品之間會形成混合層。由于成品油管道中的介質(zhì)物理特性不同，并且油品輸送位置和長度持續(xù)變化，也影響了成品油管道的管路特性，使得整個成品油管道線路的輸送運(yùn)行情況發(fā)生變化。同時，成品油管道中不同油品液流斷面的點(diǎn)速時均不同，邊緣位置的油品流動速度比較慢，中間位置的油品流動速度相對較快，由于成品油管道途徑各個地區(qū)時存在較大落差，不同油品的混油界面不斷前移，是否經(jīng)過翻越點(diǎn)、全線流量控制、泵節(jié)流量、進(jìn)出站壓力、管道輸量等都處于變化狀態(tài)。同時，成品油管道在順序輸送不同油品時，若遇到一些大落差，相鄰油品的密度存在較大差異，如柴油和汽油，成品油管道運(yùn)行過程中，管道受到各種因素的影響，沿線會發(fā)生大幅度的壓力變化，通常情況下，成品油管道途經(jīng)的地形地貌對于管道壓力變化有著直接的影響。

2 成品油管道優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)和約束條件

成品油管道優(yōu)化運(yùn)行是指在滿足成品油管道各種設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，尋找最佳的分輸站、管道首站和末站油品儲罐設(shè)置、混油處理方案、順數(shù)輸送批量和周期、油品輸送順序、泵站位置、泵站數(shù)目、操作壓力、設(shè)計壓力、管壁厚度、管徑、管材等，確定優(yōu)化的管道運(yùn)行組合，成品油管道目標(biāo)函數(shù)公式為：minF=■C■+Ccil+Cad，Cj=a+b·Wj，Cil=a+c·Q，Cad=a+b·Wj+c·Qj，其中，Cj是第j個管段的總費(fèi)用/元；Ccil是混油貶值費(fèi)用/元；Cad是投資利息現(xiàn)值/元，[2]在標(biāo)準(zhǔn)計算期內(nèi)使成品油管道獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在分析和研究成品油管道優(yōu)化運(yùn)行時，假設(shè)油品輸送時，不同油品的流量體積相等，流體不可以壓縮，按照等溫管道來進(jìn)行分析計算，利用成品油管道途經(jīng)的各個分輸站將整個成品油管道劃分為各個管段，不考慮成品油管道的建設(shè)周期和分期投資，基于成品油管道的管徑、管道介質(zhì)等參數(shù)，研究成品油管道順序輸送的最優(yōu)循環(huán)周期，由于成品油管道內(nèi)徑對于油品貶值量和順序輸送混油量有著直接影響，因此在整個優(yōu)化設(shè)計方案中還要考慮到成品油管道的輸送循環(huán)周期。

3 成品油管道的優(yōu)化運(yùn)行設(shè)計

3.1 翻越點(diǎn)優(yōu)化

和普通成品油管道相比，大落差成品油管道往往需要經(jīng)過一些翻越點(diǎn)，考慮到成品油管道的沿程摩阻，若成品油管道壓頭無法翻越時，可以采用串聯(lián)泵方式，提升成品油管道壓頭。雖然這種方法在一定程度上解決了成品油管道翻越點(diǎn)問題，但是產(chǎn)生了較大的壓頭損失，成品油管道壓力利用不足，經(jīng)濟(jì)效益較差。針對這個問題，可以采用以下兩個方案：

（1）流量調(diào)節(jié)

對成品油管道設(shè)置一臺泵時，如果無法翻越最高點(diǎn)，可以結(jié)合成品油管道的實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)置多臺泵，全面考慮到成品油管道的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，合理調(diào)節(jié)成品油管道的運(yùn)行流量。

（2）添加減阻劑

若成品油管道設(shè)置一臺泵無法翻越最高點(diǎn)，并且對成品油管道調(diào)節(jié)流量也不能達(dá)到油品輸送重點(diǎn)，這時可以在成品油管道中添加適量的減阻劑，改變成品油管道的油品摩阻系數(shù)，合理調(diào)節(jié)成品油管道流量，使成品油管道快速翻越最高點(diǎn)，具有良好的節(jié)能效果[3]。

3.2 泵運(yùn)行方式優(yōu)化

成品油管道順序輸送過程中往往包含多種油品，通過優(yōu)化泵運(yùn)行方式，可以提高成品油管道運(yùn)行效率。根據(jù)成品油管道運(yùn)行公式和基本原理，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，確定整個成品油管道的最大可行流量，計算各個輸送站的出站壓力，判斷是否需要對成品油管道進(jìn)行節(jié)流或者投運(yùn)輔助泵。根據(jù)成品油管道的最大承壓能力，由于不同油品的批次輸送流量不同，不同位置的泵站需要設(shè)置不同的揚(yáng)程，優(yōu)化各泵站主泵站運(yùn)行，應(yīng)最大程度地降低能耗費(fèi)用和管道能耗。

（1）串聯(lián)運(yùn)行

成品油管道順序輸送過程中，在泵機(jī)組的組合方式下，實(shí)現(xiàn)了 長輸管道的運(yùn)行，管道全線在一段時間內(nèi)，會有泵運(yùn)行、組合參數(shù)，該參數(shù)是最優(yōu)的。根據(jù)管道批次運(yùn)行流量的不同，選用不同的泵進(jìn)行串聯(lián)運(yùn)行，例如魯皖一期管道，根據(jù)各站間的輸送流量和油品品號，計算出沿程磨阻，高程差以及翻越高點(diǎn)所消耗的壓頭損失，然后結(jié)合泵的額定揚(yáng)程和流量選擇最佳的配泵運(yùn)行。以齊魯站為例，若出站流量低于為550m3/h選用1臺小泵即可；若出站流量高于550m3/h，低于650m3/h，可選用1臺小泵和1臺大泵進(jìn)行串聯(lián)；若出站流量高于650m3/h，則需要2臺大泵進(jìn)行串聯(lián)運(yùn)行。通過科學(xué)的計算進(jìn)行合理的配泵，可充分降低管道的能耗。

（2）并聯(lián)運(yùn)行

對于較大落成差的管道，一般采用并聯(lián)泵的方式，例如石太管道的高莊站，該站配備了三臺高揚(yáng)程的大泵，由于下一站陽泉站的地理位置較高，運(yùn)行時一般采用兩臺泵并聯(lián)的方式運(yùn)行，這樣方可能滿足管道運(yùn)行的需要。結(jié)合成品油管道的運(yùn)行參數(shù)和輸送油品特性，通過級差調(diào)節(jié)方式，一方面有效降低成品油管道節(jié)流能耗，另一方面提高成品油管道運(yùn)行調(diào)整的靈活性。

根據(jù)上述分析，在現(xiàn)有條件狀態(tài)下，成品油管道配泵要根據(jù)其管道自身的特點(diǎn)，通過科學(xué)嚴(yán)密的計算，選擇最佳的運(yùn)行方式，使其運(yùn)行不但更加合理，而且可以降低成點(diǎn)品油管道運(yùn)行能耗。

3.3 旁接流程輸送優(yōu)化調(diào)節(jié)

為了提高成品油管道運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可以采用旁接罐輸送方式，有效調(diào)節(jié)上、下兩站的成品油管道輸送流量，在實(shí)際應(yīng)用中成品油管道運(yùn)行要求各個站段應(yīng)保持基本相等的流量，即本站來油量和上站出油量基本保持一致，成品油管道的旁接油罐不能出現(xiàn)明顯油量變化[4]，在允許的流量差范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)成品油管道的調(diào)節(jié)過度，優(yōu)化成品油管道的運(yùn)行工況，盡量保持較高的管道流量，以最大的油量進(jìn)行輸送運(yùn)行，盡量降低節(jié)流損失。

4 結(jié)束語

成品油管道運(yùn)行過程中往往需要順序輸送多種不同的油品，油品能耗較大，考慮到成品油管道運(yùn)行的約束條件，結(jié)合不同地區(qū)成品油管道輸送的實(shí)際情況，優(yōu)化成品油管道優(yōu)化運(yùn)行設(shè)計，合理調(diào)節(jié)成品油管道的流量和壓力，確保成品油管道的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]宮敬，儲祥萍，于達(dá).成品油管道優(yōu)化運(yùn)行方法研究[J].油氣儲運(yùn)，2010，10：22-25+57-5.

[2]崔艷雨.成品油管道優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究[D].中國石油大學(xué)（華東），2013.

[3]文林.成品油管道順序輸送運(yùn)行優(yōu)化研究[D].西安石油大學(xué)，2014. [4]劉洋.成品油長輸管道的優(yōu)化運(yùn)行思路探索[J].才智，2014，11：333.