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，當兩種油品在管內交替時，隨著兩種油品在管道內運行長度的變化，管道運行狀態(tài)處于緩慢的瞬變過程中。在安排順序輸送油品的次序時，為減少混油損失，按照油品理化性質接近的程度來安排輸送次序。成品油進行順序輸送時，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重要。為了減少混油，應確保在紊流狀態(tài)下輸送，而且雷諾數(shù)應盡可能高，通過減少起停輸次數(shù)、及時切換油罐和管路、確實輸送油品次序、準確切割混油頭等措施來進行控制。

輸送；混油頭；油品界面；控制措施

1 輸送特點

在同一條管道內，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組的入口相連，正常運行時無調節(jié)油罐，各站泵機組直接串聯(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，當兩種油品在管內交替時，隨著兩種油品在管道內運行長度的變化，管道運行狀態(tài)處于緩慢的瞬變過程中。對于地形起伏的管道，當密度大的油品處于爬坡段時，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，混油密度連續(xù)變化，造成站進出站壓力也連續(xù)變化；進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、進出站壓力)隨時間而變化。

3 油品的排列順序

在安排順序輸送油品的次序時，為減少混油損失，按照油品理化性質接近的程度來安排輸送次序。因為相鄰排列的兩種油品的理化性質相差越大，輸送過程中混油量越大，運行控制難度增大。一般而言，若管道輸入N種油品，按油品性質接近的程度安排順序次序如圖所示。

完成一個循環(huán)所需的時間為循環(huán)周期，一年內完成的循環(huán)周期次數(shù)為循環(huán)次數(shù)。在一個循環(huán)內，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)到出口消費都是連續(xù)不斷進行的，而各種油品的輸送都要按批次和周期進行，是不連續(xù)的。生產(chǎn)、消費和輸送之間需要進行平衡，就需要在管道起、終點和中間分輸點建造油罐區(qū)。每一循環(huán)的油品批量和循環(huán)次數(shù)是根據(jù)實際的供、求和油罐容量來確定的。

4 輸送過程

成品油進行順序輸送時，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散。同時，管道截面上流速分布不均勻、液體質點的紊流脈動，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，造成油質互相混合；3)油品擴散造成的油質互相混合。

5 混油段內界面的濃度分布

兩種油品在管道交替時，因為對流和擴散作用，A油從濃度高處向低處擴散，使B油中混入A油；同時，B油也從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散，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)驗計算公式是根據(jù)Austin-Palfrey公式，管道中混油的擴散速度不僅與雷諾數(shù)Re有關，而且與油品輸送距離有關。在Re相同情況下，輸送距離越長，混油的擴散速度越小。

7 混油段的檢測

目前，國內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)測管道中流動油品熒光強度的變化，檢測油品的混油界面。

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

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重要，為了減少混油，應確保在紊流狀態(tài)下輸送，而且雷諾數(shù)應盡可能高。合理組織順序輸送次序對減少混油十分重要，在滿足安全要求同時應將特性接近的油品安排相鄰輸送。減少油品切換的時間，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，閥門應采用快速控制的電動或液動閥門，并應安裝在靠近干線處，減少切換油品的初始混油。2)確定輸送批次，應將兩種油品性質相近，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，不允許停輸。需要停輸時，應使混油段接近平坦地段，并關閉油頭兩側閥門。

4)兩種油品交替時，應使流態(tài)保持紊流，是Re不小于104，因流速大時，相對體積要小一些。5)順序輸送應以管道泵到泵的輸送方式運行。6)將混油頭和混油尾準確的收入純油罐，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