趙宏宇 劉 歡 陳繼鵬

(中央儲(chǔ)備糧天津保稅區(qū)直屬庫(kù)有限公司 300457)

中央儲(chǔ)備糧天津保稅區(qū)直屬庫(kù)有限公司地處天津港保稅區(qū)內(nèi),具有儲(chǔ)存、中轉(zhuǎn)、發(fā)運(yùn)進(jìn)口大豆油的硬件設(shè)施設(shè)備,公司距離天津港碼頭3 km,有通往港口碼頭的接卸油管線,能夠接卸散油,并臨時(shí)存放于儲(chǔ)油罐中,同時(shí)公司屬于輻射華北地區(qū)散油物流節(jié)點(diǎn),近年來(lái)承接中轉(zhuǎn)發(fā)往華北、西南等地進(jìn)口大豆原油,具有重要的水路與公路互通的物流節(jié)點(diǎn)戰(zhàn)略地位。隨著公司物流中轉(zhuǎn)發(fā)運(yùn)業(yè)務(wù)量不斷增加,從巴西、阿根廷、美國(guó)等地進(jìn)口的大豆原油在我公司中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存期較短,在國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排和新時(shí)代中儲(chǔ)糧“四個(gè)堅(jiān)持”新要求的大背景下,企業(yè)員工從各自崗位出發(fā),想辦法,節(jié)約成本,努力實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和降本增效,尤其大豆原油動(dòng)態(tài)出入庫(kù)期間,電費(fèi)成本是關(guān)鍵指標(biāo)。利用2022年1月～6月為華北、西南地區(qū)進(jìn)行中轉(zhuǎn)裝車發(fā)運(yùn)業(yè)務(wù)的時(shí)機(jī),通過(guò)油罐儲(chǔ)油自身液位與裝車發(fā)油平臺(tái)的高度差,實(shí)現(xiàn)自壓式發(fā)油,探索在保障業(yè)務(wù)正常開(kāi)展同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。

1 油罐自壓發(fā)油原理

我?guī)煅b車流程如圖1所示,其基本原理是利用大豆原油流動(dòng)力通過(guò)油罐液位一定高度與發(fā)油鶴管高點(diǎn)的高度位差值形成一定自壓力,克服了油罐到油罐車全過(guò)程的阻力損失,并達(dá)到一定流速,使其經(jīng)過(guò)地上高架管線、發(fā)油鶴管進(jìn)入罐車。如油罐液位達(dá)到最低自壓壓力高度臨界值時(shí),壓力改變流速再無(wú)法滿足裝車需求,需要通過(guò)開(kāi)啟油泵,由機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)化為改變流體流速和流量助推力量。其中原理和自壓臨界值在《工程流體力學(xué)》[1]一書里有較為詳細(xì)的理論描述,并對(duì)流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時(shí)速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律、能量轉(zhuǎn)換和各種損失有詳細(xì)計(jì)算方法,在理論層面可完全測(cè)算出液位差與流速、流量的關(guān)系,從而得出油罐液位在最低限值時(shí)能達(dá)到的大豆原油流速和流量。

圖1 原油裝車流程示意圖

2 油罐自壓發(fā)油試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)設(shè)施設(shè)備

2.1.1 油罐設(shè)施 我?guī)飕F(xiàn)有便于中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存的鋼制地上拱頂油罐6座,單罐罐容1萬(wàn)t,油罐直徑21.20 m,裝油線高31.99 m,凹形罐底,出油口位于油罐中間底部,此次試驗(yàn)的中轉(zhuǎn)油罐2座,分別為502號(hào)罐,2022年1月裝油8251 t,液位高度25.51 m;503號(hào)罐,2022年2月裝油8709 t,液位高度26.93 m;所有油罐均配有雷達(dá)液位和油溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.1.2 裝車發(fā)油設(shè)施設(shè)備 油罐距離裝車發(fā)油平臺(tái)直線距離140 m(自最遠(yuǎn)端油罐出口到發(fā)油平臺(tái)輸送管線)管線長(zhǎng)度187 m,管徑為DN200,輸油管線中間部位進(jìn)入配套油泵房?jī)?nèi),再通過(guò)1臺(tái)自吸式離心泵(離心泵流量為200 m3/h,額定功率75 kW,輸油管線共有11個(gè)彎頭、4道閥門)最后通往裝車發(fā)油平臺(tái),管道分支到4條發(fā)油鶴管,鶴管管徑為DN100,裝車發(fā)油平臺(tái)高度5 m,發(fā)油鶴管是整條輸送管線的最高點(diǎn),達(dá)6.2 m。待裝大豆油原油車輛為普通食用油罐車,最多可裝大豆原油42 t,罐車頂有兩個(gè)裝油口,用于鶴管伸入罐車內(nèi)實(shí)現(xiàn)裝油。

2.2 試驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)我?guī)旖曛修D(zhuǎn)發(fā)運(yùn)合同要求和實(shí)際發(fā)運(yùn)數(shù)據(jù)分析,中轉(zhuǎn)裝車發(fā)運(yùn)量一般在800 t/d左右即可滿足客戶需求,所以在標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)內(nèi),滿足每小時(shí)裝車150 t即可。

2022年3月,502號(hào)罐接到發(fā)貨指令后,根據(jù)運(yùn)輸協(xié)議約定車隊(duì)每天提供26輛油罐車進(jìn)行本次運(yùn)輸服務(wù),由于車輛運(yùn)行調(diào)度安排,26輛車每天16:00前陸續(xù)到場(chǎng),車輛進(jìn)場(chǎng)按指定要求擺放到位后,通過(guò)開(kāi)啟大功率離心泵將大豆原油從油罐輸送至4條發(fā)油鶴管進(jìn)入到每條鶴管對(duì)應(yīng)的一輛油罐車內(nèi),同時(shí)開(kāi)始計(jì)算開(kāi)泵運(yùn)行時(shí)間,由于4條裝車線依次交替更換空重車,所以此期間離心泵始終運(yùn)行,通過(guò)變頻控制裝車流量,忽略臨時(shí)車輛空檔期時(shí)間,每小時(shí)可有效裝車發(fā)油180 t,此罐耗用17 d完成對(duì)外裝車發(fā)運(yùn),累計(jì)開(kāi)泵運(yùn)行107 h,油泵電機(jī)按照有效功率85%計(jì)算,折合累計(jì)電量約6821 kW·h,因作業(yè)在常白班進(jìn)行,按照天津市谷峰電價(jià)1.1元/kW·h計(jì)算,用電費(fèi)用約7503元,裝車單噸電費(fèi)平均0.91元/t。

2022年4月,503號(hào)罐開(kāi)始通過(guò)油罐液位與發(fā)油平臺(tái)高度差自壓裝車,油罐液位在14.5 m～26.93 m之間時(shí),未開(kāi)啟離心泵直接從油泵旁通管道將大豆原油從油罐輸送至4條發(fā)油鶴管進(jìn)入到每條鶴管對(duì)應(yīng)的一輛油罐車內(nèi),同時(shí)開(kāi)始計(jì)算裝車時(shí)間,由于4條裝車線也是依次交替更換空重車,忽略車輛到場(chǎng)不連續(xù)形成空檔期時(shí)間,每小時(shí)可有效裝車發(fā)油160 t,但液位低至14 m左右時(shí),油罐剩余約4530 t左右大豆原油,裝車效率明顯下降,基本無(wú)法滿足每天標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)內(nèi)完成26輛車裝車要求,所以開(kāi)始運(yùn)行離心泵,從裝車直至發(fā)完503號(hào)罐耗用18 d完成對(duì)外裝車發(fā)運(yùn),其中累計(jì)開(kāi)泵運(yùn)行時(shí)間49 h,同上標(biāo)準(zhǔn)核算油泵電機(jī)有效功率和電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),累計(jì)用電量約3123 kW·h,用電費(fèi)用約3435元,裝車單噸電費(fèi)平均0.39元/t。

3 試驗(yàn)分析

502號(hào)油罐全過(guò)程運(yùn)行油泵發(fā)油裝車所耗電費(fèi)約7503元,503號(hào)油罐利用液位差自壓并結(jié)合油泵發(fā)油所耗電費(fèi)約3435元,可節(jié)省約4068元,降低成本效果明顯(見(jiàn)表1)。

表1 試驗(yàn)對(duì)比分析表

如果后期每個(gè)中轉(zhuǎn)用油罐裝油都在8000 t以上,采用上述試驗(yàn)方法裝車,僅在發(fā)運(yùn)裝車環(huán)節(jié)同比過(guò)去可節(jié)約電費(fèi)0.52元/t,按照我?guī)烀磕昙s10萬(wàn)噸左右中轉(zhuǎn)油裝車發(fā)運(yùn)計(jì)算,每年可節(jié)約電費(fèi)約5萬(wàn)元。按照節(jié)約一度電減少0.997 kg碳排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,8000 t油罐發(fā)運(yùn)裝車最低可減少碳排放量3241 kg,節(jié)能減排效果明顯。

4 總結(jié)

在保證合同約定發(fā)運(yùn)效率的前提下,通過(guò)對(duì)兩個(gè)油罐采用油泵發(fā)油和自壓發(fā)油的試驗(yàn)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)油罐只要液位在14 m以上,可采用自壓式發(fā)油滿足裝車需要,不僅可以在標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)內(nèi)不增加人力和加班的情況下完全滿足中轉(zhuǎn)發(fā)運(yùn)需求,達(dá)到節(jié)約電費(fèi)目的,同時(shí)減少了油泵的使用時(shí)長(zhǎng),大大提高了油泵使用年限,給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益,因此無(wú)論是中轉(zhuǎn)發(fā)運(yùn),還是為加工廠倒罐提供原料,都可以利用液位差自壓發(fā)油,從而降低電耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。