馬惠管道工藝改造方案運行研究

任 哲，李克平，張方帥，楊 帆，勾艷娜

（西安長慶科技工程有限責任公司， 陜西 西安 710018）

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馬惠管道工藝改造方案運行研究

任 哲，李克平，張方帥，楊 帆，勾艷娜

（西安長慶科技工程有限責任公司， 陜西 西安 710018）

摘 要：針對馬惠管道十八里加熱站增輸運行方案研究，首先在分析樊家川作業區原油外輸現狀以及環北集油站原油外輸工藝系統現狀的基礎上，著重對環北集油站-十八里加熱站增輸工藝進行計算。利用Pipephase軟件模擬管道運行工況，初步確定了理論最大輸量。通過對設備能力的校核，確定了現有輸油泵前提下的最大輸量以及運行參數。此外利用Pipephase軟件模擬了最小啟動輸量，分別確定了在不加劑條件和加劑條件下的運行參數，并通過對比分析確定了加熱加劑的輸送工藝。

關 鍵 詞：管道；工藝；輸量；參數

1 前 言

現役馬惠線腐蝕、占壓嚴重，輸送能力不足，需對其進行安全升級改造，同時對其相關站場功能和線路路由進行了優化升級。樊家川作業區2014年5月-12月份原油外輸量為78～99 m3/h。目前由于受馬惠管道運行條件限制，環北集油站插輸量僅為22～25 m3/h，剩余均靠拉運至北集站從曲子首站注入，拉運安全風險較高，需對其功能及輸送條件進行安全升級，為此本文重點研究了環北集油站-十八里加熱站增輸工藝計算，為工藝改造的實施提供理論依據。環北集油站-十八里加熱站線路示意圖如圖1所示。

2 環北-十八里加熱站增輸工藝計算

2.1 工藝參數選取

根據中石油企業標準《原油管道工藝運行規程第7部分：馬惠寧原油管道》（Q/SY1156.7-2010）及最新運行現狀，相關參數選取如下：

（1）十八里加熱站-洪德熱泵站運行壓力：≤2.5 MPa，最低運行壓力0.2 MPa；環北集油站-十八里加熱站運行壓力：≤4.5 MPa。

圖1 環北集油站-十八里加熱站線路示意圖Fig.1 The circuit diagram for HuanBei gathering station -18 heating station

（2）加熱及常溫輸送時最低允許進站溫度：18℃。 加劑輸送時最低允許進站溫度：12 ℃

（3）最高出站溫度60 ℃，輸量高于62 m3/h時，十八里加熱站起爐。

（4）地溫選取：夏秋季（高于18 ℃，取18℃），時間6月下旬-10月上旬； 春冬季（5～18 ℃，計算時取5 ℃），時間11月-來年6月。

（5）管道傳熱系數：不保溫管DN100取2.79 W/m2K；DN300取1.86 W/m2K。

2.2 最大輸量運行工況模擬

以各管段及泵站相關參數為依據，利用Pipephase軟件對環北集油站至洪德熱泵站輸油管段進行建模計算，環北-洪德管道最大理論輸量水力坡降及軸向溫降結果如圖2所示。通過模擬計算所得在春冬季節管道及各泵站輸送參數如表1所示。

圖2 環北-洪德管道最大理論輸量水力坡降及軸向溫降圖Fig.2 The maximum theoretical throughput of hydraulic gradient and the axial temperature drop for HuanBei -Hongde pipeline

表1 理論最大輸量計算結果一覽表Table 1 The list of theoretical maximum number calculation result

圖3 外輸泵特性曲線與管路特性曲線關系圖Fig.3 The characteristic curve diagram for transmission pump characteristic curve and the pipeline characteristic

2.3 設備校核

（1）加熱負荷校核，根據工藝計算，加熱負荷為1 181 kW低于十八里加熱站加熱爐有效負荷2 800 kW，因此滿足要求。

（2）流量計校核，現有流量計2臺，單臺流量計量程范圍20～100 m3/h，因此流量計滿足要求。

（3）輸油泵輸送能力校核，通過分析外輸泵Q-H特性曲線以及管路特性曲線之間的關系，對輸油泵的輸送能力進行校核，所得結果圖3所示。

通過校核，2臺Q=46 m3/h，H=500 m輸油泵并聯運行時，與管路特性得出的工作點為Q=89 m3/h，H=500 m。因此，在現有輸油泵前提下，最大輸量即為89 m3/h，低于此輸量時，可通過出口閥門調節實現。

2.4 實際最大輸量工況

利用Pipephase軟件模擬實際最大輸量工況（89 m3/h），環北-洪德管道實際最大輸量下水力坡降及軸向溫降如圖4所示，通過模擬計算所得實際最大輸量下的運行參數如表2所示。

圖4 環北-洪德管道實際最大輸量下水力坡降及軸向溫降圖Fig.4 The maximum actual throughput of hydraulic gradient and the axial temperature drop for HuanBei -Hongde pipeline

表2 實際最大輸量計算結果一覽表Table 2 The list of actual maximum number calculation result

2.5 最小啟輸量模擬計算

最小啟輸量主要受地溫及加熱負荷影響［1-3］，對于地溫高于18 ℃時，最小啟輸量將不受地溫限制［4，5］，因此本次進行地溫為5 ℃條件下的最小啟輸量的核算。

（1）不加劑最小啟輸量運行工況模擬

利用Pipephase軟件模擬在不加劑條件下春冬季環北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降，所得實驗結果如圖5所示。

圖5 春冬季環北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降圖（不加劑）Fig.5 The drop of hydraulic gradient under minimum rev throughput and the axial temperature for HuanBei -Hongde pipeline in the spring and winter（without agentia）

由模擬結果可知，北集油站加熱負荷僅850 kW，無法滿足加熱需要，同時為提高十八里加熱站加熱爐利用率，環北出站按集輸來油加熱溫度30℃出站，由十八里站加熱60 ℃外輸。

（2）加劑最小啟輸量運行工況模擬

利用Pipephase軟件模擬在加劑條件下春冬季環北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降，所得實驗結果如圖6所示。

由模擬結果可知，環北集油站加熱負荷僅850 kW，可滿足外輸要求，十八里加熱可熱力越站運行。

3 結 論

（1）環北集油站原油外輸至馬惠管道，冬季加劑條件下最小啟輸量為62 m3/h，不加劑時最小啟輸量為85.8 m3/h；最大輸量為89 m3/h。為提高管道輸送安全性，推薦采用加劑加熱輸送工藝，輸量范圍62～89 m3/h。

圖6 春冬季環北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降圖（加劑）Fig.6 The drop of hydraulic gradient under minimum rev throughput and the axial temperature for HuanBei -Hongde pipeline in the spring and winter（containing agentia）

（2）環北-洪德熱泵站段管道運行時，維持現管道運行壓力要求即 P≤2.5 MPa。

（3）根據《樊家川作業區2014年產量預測》，最大原油產量99 m3/h，而管道最大輸量為89 m3/h。因此，高峰期部分油品拉至北集站實現油品外運。

參考文獻：

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［3］董有智，吳明，繆娟，等.低輸量運行管道的不穩定性分析［J］.管道技術與設備， 2007 （2）：15-16.

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［5］張帆.低輸量管道輸油工藝若干問題的討論［J］. 油氣儲運， 1998，17（2）：10-12.

Research on Operation Scheme of Ma-Hui Pipeline

REN Zhe，LI Ke-ping，ZHANG Fang-shuai，YANG Fan，GOU Yan-na
（Xi 'an Changqing technology engineering co.， LTD， Shanxi Xi 'an 710018，China）

Abstract:Operation scheme of Shibali heating station in Ma-Hui pipeline was researched. First of all， present situation of Fanjiachun crude oil transmission and process system of Huanbei gathering station were analyzed，gathering process of Shibali heating station and Huanbei gathering station was calculated. Pipephase software was used to simulate pipeline operation condition， the theoretical maximum throughput was preliminarily determined. Through checking the equipment capacity， the maximum throughput of the existing oil transfer pump and operation parameters were determined. Besides， Pipephase software was used to simulate the minimum start-up throughput，operation parameters under the condition without agent and with additive were determined. Through comparison and analysis， the heating transport process with agent was determined.

Key words:Pipeline； Process； Throughput； Parameter

中圖分類號：TE 832

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0308-03

收稿日期：2015-10-21

作者簡介：任哲（1981-），男，陜西富平人，工程師，2003年畢業于哈爾濱工業大學，研究方向：油氣田地面建設及油氣儲運。E-mail：13602403051@qq.com。