減阻劑在我軍野戰(zhàn)輸油管線中的應用研究

王朝暉,耿光輝,宋生奎,陳利安

(空軍勤務學院航空油料物資系 , 江蘇 徐州 221000)

減阻劑在我軍野戰(zhàn)輸油管線中的應用研究

王朝暉,耿光輝,宋生奎,陳利安

(空軍勤務學院航空油料物資系 , 江蘇 徐州 221000)

野戰(zhàn)輸油管線機動、靈活的工作特點特別適用于減阻劑的使用，因為減阻劑最大的優(yōu)勢就是可以大幅提高管道運輸的彈性輸量。在野戰(zhàn)輸油管線中加入減阻劑，能夠減小油料流動的摩阻，增加輸量，達到多輸快輸的目的；能夠降低管道系統(tǒng)的運行壓力，提高其安全性、可靠性；能夠進行減站、越站操作，實現不停輸狀態(tài)下對泵機組進行檢修維護。本文介紹了研究在野戰(zhàn)輸油管線中應用減阻劑的意義及國內外研究現狀；闡述了研究內容及難點；分析了軍事及經濟效益。

野戰(zhàn)輸油管線；減阻劑；泵；摩阻；流量；壓力

野戰(zhàn)輸油管線是用于野戰(zhàn)條件下輸送油料的管線系統(tǒng)，是隨著戰(zhàn)爭手段和作戰(zhàn)裝備的發(fā)展而產生和發(fā)展的。在現代戰(zhàn)爭中，野戰(zhàn)輸油管線憑借其機動、高效、輸量大，易于隱蔽等優(yōu)點作為現代戰(zhàn)爭油料保障的突擊力量，把成千上萬噸油料源源不斷地輸送到前線。已成為現代戰(zhàn)爭戰(zhàn)役后方不可缺少的油料保障力量，被視為油料補給和保障手段現代化的重要標志。野戰(zhàn)輸油管線機動、靈活的工作特點特別適用于減阻劑的使用。用于降低流體流動阻力的化學劑稱為減阻劑(drag reducing agent)，簡稱DRA。減阻劑廣泛應用于原油和成品油管道輸送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。其最大的優(yōu)勢就是可以大幅提高管道運輸的彈性輸量。在野戰(zhàn)輸油管線中加入減阻劑，能夠減小油料流動的摩阻，可以提高管線"卡脖子"段的輸量，使整個管道的輸量增加，達到多輸快輸的目的；能夠降低管道系統(tǒng)的運行壓力，提高野戰(zhàn)輸油管線運行的安全性、可靠性；能夠對野戰(zhàn)輸油管線系統(tǒng)進行減站、越站操作，降低輸送能耗，實現不停輸狀態(tài)下對泵機組進行檢修維護。

1 研究的意義

1.1 增加輸量，提高油料保障效率

減阻劑能夠大大降低管道輸油過程中的沿程摩阻，最高可以達到60%。野戰(zhàn)輸油管線的沿程摩阻占總摩阻的90%以上，是減阻重點。在保持泵站間距及輸油任務不變的前提下，加入減阻劑可以大大增加輸量，縮短輸油的時間，提高油料保障效率。

1.2 縮短開設時間，減少操作維護人員

野戰(zhàn)輸油管線的開設是一項較為復雜的系統(tǒng)工程，包括管線的鋪設及泵站的開設。其中泵站的開設較管線的鋪設更復雜，耗時也更長，并且每個泵站均需要操作維護人員。在輸送距離及輸量不變的情況下，加入減阻劑能夠減少泵站的數量，從而縮短野戰(zhàn)輸油管線開設時間，減少泵站操作維護人員。人員的減少意味著戰(zhàn)爭中可能傷亡人數的減少，設備的減少意味著出現故障概率的降低，整個系統(tǒng)的可靠性將會大大提高。

1.3 提高可維修性，易于隱蔽偽裝

野戰(zhàn)輸油管線的工藝流程是多級泵站順序接力輸送，一旦某一泵站出現故障就會造成全線停輸，戰(zhàn)時出現這種情況，后果不堪設想。在野戰(zhàn)輸油管線中加入減阻劑，由于沿程摩阻的降低，使管道系統(tǒng)具有一定的減站、越站能力。當個別泵站出現故障時，可通過加減阻劑實現越站操作，實現不停輸狀態(tài)下進行泵機組維修或更換。野戰(zhàn)輸油管線系統(tǒng)中的泵站偽裝防護能力較弱，易被敵方發(fā)現，遭到破壞。在地勢平坦且不易偽裝的地方，可以通過加減阻劑減少泵站數量，改為鋪設更容易偽裝的野戰(zhàn)管道，從而降低被發(fā)現、破壞的風險。

1.4 降低運行壓力，提高安全性

在野戰(zhàn)輸油管線中加入減阻劑，在保持泵站間距及流量不變的前提下，能夠大大降低整個管線系統(tǒng)的運行壓力。管線系統(tǒng)承受的壓力降低后，跑油、冒油的危險性隨之降低，從而大大提高野戰(zhàn)輸油管線的安全性及可靠性。

2 國內外研究現狀

上世紀60年代末，美國Conoco公司研制成功CDR-101型減阻劑，1972年取得專利，1977～1979年間首次商業(yè)化應用于阿拉斯加原油管道，將原有的12座泵站關停2座，流量還有較大增加。1981年研制成功CDR-102型減阻劑，性能大幅提高。1984年開始應用于成品油管道。減阻聚合物的生產條件難以控制，世界上只有少數公司壟斷了這項技術，突出代表是美國的Conoco公司和Baker Hughes公司，他們的產品代表了減阻劑生產工藝的最高水平和發(fā)展方向[1]。

1982年，浙江大學開始國產減阻劑的開發(fā)和試驗工作，1985年進行了EDR型減阻劑的試生產，并在國內原油管道上進行了中型試驗，產品性能已達到國外70年代初期水平。1984年，成都科技大學發(fā)表了PDR型減阻劑的研制成果，以上兩校的產品，都曾在柴油和煤油等成品油管道中進行過實驗。近年來，中國石油管道公司管道科技研究中心開展了減阻劑的研究工作，并取得了成功，其EP系列減阻劑產品的性能已經達到國際同類產品的水平[2]，榮獲國家技術發(fā)明二等獎。

國內原油管道上首次應用減阻劑，是1986年將美國Conoco公司生產的CDR102減阻劑在鐵大線、東黃線、濮臨線上進行試驗并取得了成功。其中鐵大線現場試驗成功后，在沈陽、熊岳和復縣3個站段，間斷投放減阻劑79天，用量97m3，全線增輸原油17.667×104t，緩解了鐵大線當時外輸緊張的局面，獲取較大的出口換匯，創(chuàng)造了較高的經濟效益。1987年國際油價下跌，原油出口減少，停注減阻劑，管道恢復正常運行，十分靈活、方便。2005年12月至2006年1月，在蘭成渝管道的“卡脖子地段”，全長294公里的廣元至成都段使用國產EP減阻劑，完成了國內首次成品油減阻劑現場工業(yè)應用試驗，結果表明，添加減阻劑對油品無不良影響，減阻增輸效果明顯[3]。

3 研究內容

3.1 主要研究內容

主要研究內容包括：

(1)分析國內外減阻劑的優(yōu)缺點，選擇適應我軍野戰(zhàn)輸油管線需求的減阻劑；

(2)分析我軍野戰(zhàn)輸油管線的現狀，模擬其泵的特性曲線方程(Q-H)，建立管路特性曲線方程；

(3)設計我軍野戰(zhàn)輸油管線應用減阻劑的試驗方案；

(4)在我軍野戰(zhàn)輸油管線上進行應用減阻劑的現場實驗，分析減阻劑的減阻、增輸效果；

(5)根據實驗結果，確定野戰(zhàn)輸油管線加注減阻劑的數量、時間、時機、方式、位置及加劑后達到的戰(zhàn)術指標等一系列相關參數。分析其軍事及經濟效益，制定我軍野戰(zhàn)輸油管線應用減阻劑的配備標準及使用規(guī)范；

(6)研制減阻劑加注裝置，使之適應野戰(zhàn)條件。

3.2 工作難點

(1)設計我軍野戰(zhàn)輸油管線應用減阻劑的試驗方案；

(2)制定我軍野戰(zhàn)輸油管線應用減阻劑的配備標準及使用規(guī)范；

(3)研制減阻劑加注裝置，使之適應野戰(zhàn)條件。

(4)效益分析。

4.1 軍事效益

在泵站間距及輸油任務不變的前提下，加入減阻劑能夠大大增加輸量，縮短輸油的時間，提高油料保障效率。在輸送距離及輸量不變的前提下，加入減阻劑可以減少泵站的數量，從而縮短野戰(zhàn)輸油管線開設時間，減少泵站操作維護人員。當個別泵站出現故障時，可通過加減阻劑實施越站操作，在不停輸狀態(tài)下進行泵機組維修或更換。在地勢平坦且不易偽裝的地方，可通過加減阻劑減少泵站數量，改為鋪設更容易偽裝的野戰(zhàn)管道，從而降低被發(fā)現、破壞的風險。在泵站間距及輸量不變的前提下，加入減阻劑能夠降低管道運行壓力，提高管道系統(tǒng)的安全性。因此，在野戰(zhàn)輸油管線中應用減阻劑軍事效益十分顯著。

4.2 經濟效益

在野戰(zhàn)輸油管線中加入減阻劑，能夠減少泵站的數量，增加輸量，降低輸油成本，具有較高的經濟效益。

[1] 關中原 ， 李春漫 ， 尹國棟 ，等．EP系列減阻劑研制與應用[J]．油氣儲運， 2001 , 20 (8) :32-34．

[2] 王朝暉, 李欽華 ， 秦 勇．淺談減阻劑[J]．石油知識，2006(1)：30-32．

[3] 關中原, 稅碧垣 梁靜華,等．新型成品油減阻劑的研制及現場應用試驗[J]．油氣儲運，2006(9)：42-43．

(本文文獻格式：王朝暉,耿光輝,宋生奎,等.減阻劑在我軍野戰(zhàn)輸油管線中的應用研究[J].山東化工，2017，46(10)：122-124.)

Research on Drag Reduction Agent Applied on Field Petroleum Pipeline in Our Army

WangZhaohui,GengGuanghui,SongShengkui,ChenLian

(Dept. of Aviation Oil and Materials, Air Force Logistics College, Xuzhou 221000, China)

Field petroleum pipeline is suitable for applying the drag reduction agent (DRA) on because of its automatic, flexible characters, for that the largest advantages of DRA is that it can improve the flexible transporting amount of pipeline transportation. Adding DRA to field petroleum pipeline, can lower the friction resistance of POL flow and increase transporting amount, in order to achieve the purpose that more and faster transportation; can lower the functioning pressure of the pipeline system and improve the safety and reliability; can operate on field petroleum pipeline with station-reducing and station-crossing, reduce transporting power consumption, and ensure the repairing and maintaining of pumping units on running. The meaning of research on applying DRA on field petroleum pipeline was introduced; the recent advance in study in domestic and abroad was reviewed; contents and difficult points of research were described; martial and economic benefits were analyzed.

field petroleum pipeline; drag reduction agent; pump; friction resistance; flow rate; pressure

2017-03-29

王朝暉(1969—)，副教授，獲工學碩士學位，現在空軍勤務學院航空油料物資系從事油料儲運專業(yè)的教學、科研工作。

TE832.3;TE869

A

1008-021X(2017)10-0122-03