稠油管道節能輸送

摘要:對稠油管道進行工藝優化設計，通過選用高效節能的設備以及經濟適合的外保溫層和管道泄漏設施，降低管道的運行溫度，達到稠油管道節能輸送。

關鍵詞:稠油管道加熱設施增壓設施管道防腐保溫材料節能輸送

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0120-01

由于稠油粘度大、凝固點高的特點，目前國內外一般都采用加熱、增壓輸送，加熱目的是使其在管道輸送時不凝、低粘，以降低輸油的動力消耗。增壓是使流體具有一定的動力，安全輸送到用戶。如果在滿足安全輸送條件下，降低輸送溫度和增壓所消耗的電能，就會降低能耗，達到稠油管道節能輸送。

1輸送技術方案

1.1 加熱設施

合適的加熱爐是稠油加熱輸送的關鍵。目前原油加熱爐一般有水套爐、熱管路及相變加熱爐等幾種形式。

近年新產品相變加熱爐是將液態水變成氣態水蒸氣給稠油加熱，具有傳熱強度大、效率高、體積小、承壓高及安全性強等優點。

經實測表明，相變加熱爐本體內，水在沒有不凝結氣體存在的狀態下，通過不斷蒸發、冷凝的氣液兩相循環，連續將吸收的火焰和煙氣熱量傳遞給相變換熱器內的稠油，爐子運行熱效率通常在90%以上，稠油管道上采用節能型相變加熱爐，節省能源。

1.2 增壓設施

泵在原油輸送占非常重要的位置，原油輸送都需要由泵來輸送，原油的性質不同，對泵的要求也不同。最常用的泵主要有離心泵、轉子泵。離心泵適合液體粘度小于650mPa·s，轉子泵適合高粘度液體。由于大多數稠油粘度都大于650mPa·s，因此選擇轉子泵較適合。

本次推薦采用螺桿泵，螺桿泵屬于轉子泵的一種。螺桿泵運送液體的種類和粘度范圍寬廣。它的主要工作部件是轉子和定子。螺桿泵結構簡單、維修方便、體積小、流量穩定、噪音低、自吸能力強、不泄漏、壓力高、耐高溫等優點。

因此輸送稠油的增壓泵采用高效螺桿泵，并配變頻調節，以節省用電。

1.3 管道防腐保溫材料

長距離稠油管道輸送，一般采用埋地敷設，為減少管道輸送過程中的熱油不斷向外界散熱，選擇性能好的防腐保溫材料，可以降低管道起點的加熱溫度。

(1)防腐材料。

管道可供選擇的防腐材料有許多，如環氧粉末、環氧煤瀝青、環氧和聚氨酯涂料、石油瀝青等。每種材料性能各異，適用的范圍不同，施工的技術要求不同，耐腐蝕性能亦有差別，以下是幾種常用防腐層的方案比較情況。

環氧煤瀝青:多層結構，普通級300μm，機械涂覆，補口采用環氧煤瀝青或環氧煤瀝青補口帶優點是材料來源廣，價格較便宜。缺點是防腐層絕緣電阻低，涂層固化時間長，對預制或現場補口環境有一定污染。

環氧粉末:單層結構，普通級300μm，靜電噴涂，補口采用液體環氧或其它防腐涂料。優點是無污染，和金屬表面和保溫材料都具有較強的粘結力，并具有優良的耐腐蝕性能，生產工藝成熟。缺點是涂層抗沖擊力較差。

石油瀝青:多層結構，普通級4mm，機械涂覆，補口采用石油瀝青或瀝青補口帶，優點是材料來源廣，價格便宜。缺點是機械性能差，吸水率高，耐溫性差。對預制或現場補口環境有一定的污染。

綜上對比可以看出，環氧粉末涂層雖然價格較高，但綜合性能要遠高于其它涂層，而且工藝技術成熟，質量容易保證，目前已被廣泛應用。環氧煤瀝青和石油瀝青雖然價格便宜，但綜合性能較差。綜上所述，本設計管線外防腐層推薦采用單層結構的環氧粉末防腐結構。

（2)保溫材料。

保溫層一般分為無機保溫層和有機保溫層，作為埋地管道一般采用聚氨酯有機保溫層。該保溫層具有導熱系數小、密度小、吸水率低、化學穩定性好等優點。本工程超稠油輸送需要長期耐80℃高溫的聚氨酯保溫材料，所以保溫材料選擇耐100℃高溫的聚氨酯保溫材料，保溫層的厚度為40mm。

聚氨酯泡沫夾克管的現場補口工藝采用刷涂低溫固化耐溫涂料80μm，現場發泡保溫，聚乙烯熱收縮帶補口。

1.4 管道的陰極保護

為防止管道腐蝕，延長管道的使用壽命，稠油管道需要采取陰極保護措施。管道陰極保護主要有兩種形式，即犧牲陽極法和強制電流法。陰極保護方式的確定主要考慮以下主要因素。

(1)工程規模的大小。

(2)有無經濟方便的電源。

(3)被保護體所需保護電流密度的大小。

(4)被保護體與周圍地下金屬構筑物的相互影響。

(5)土壤電阻率的大小。

強制電流法適用于長距離、土壤電阻率較大的管線，它具有保護距離長、作用范圍廣，輸出電流、電位可調和受外界影響干擾小等優點。

犧牲陽極法適用于短距離、土壤電阻率低的管線，具有無需外部電源，對外界無干擾、不用維護等優點。

具體采用的陰極保護形式應根據現場調研，測試土壤電阻率，管道沿線不同土壤會對管線防腐造成不同程度的腐蝕效果。一般管道距離較長，規格較大，管道沿線多為旱田，土壤電阻率較高，沿線建有電氣化鐵路、高壓電力線等對管線有各種影響的設施。管道沿線站場內有方便可用的電源，陰極保護推薦采用強制電流的陰極保護方式。

1.5 管道的泄漏檢測設施

管道設置泄漏檢測和定位系統，盡早發現管道的漏油、盜油事故，及時處理，保證管道安全運行。通過現有的無線通訊系統把各站的溫度、壓力及流量信號傳到油氣集輸公司調度控制中心，通過分析管線的壓力波及溫度、流量的衰減來判斷管線原油的泄露發生及發生的位置。

2結語

輸油管道采用密閉方式輸油，正常生產情況下無油氣滲漏，輸油泵電機采用變頻調速裝置，以節省用電。

為減緩管線的腐蝕速率，保證管線的安全運行，采用環氧粉末防腐泡沫黃夾克復合結構防腐保溫，全線采取犧牲陽極陰極保護措施。輸油管道全線均采用保溫結構，以減少輸油過程中的能量消耗。

以上采取措施適用大多數稠油，不同的工程還用根據具體情況進行分析研究，采取最合理經濟的方案，才能最大程度降低稠油輸送能耗，做到節能減排的要求。

參考文獻

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