東北管網新管線優化運行研究

劉祁 黃金萍（中國石油管道公司沈陽調度中心）

東北管網新管線優化運行研究

劉祁 黃金萍（中國石油管道公司沈陽調度中心）

東北管網各條新建管線逐步投用后，管道自然情況與運行方式也發生了一定的變化。通過對管線沿線的溫度場、總傳熱系數以及管道運行壓力等影響管線運行的有關數據的跟蹤與分析，總結相應運行規律，并對管道的運行方式不斷進行優化。2016年，東北管網共輸送原油4 454.9×104t，實現周轉里程287.37×108km。消耗燃料油32 459 t，與業績指標相比節油6473 t；消耗天然氣4375×104m3，與業績指標相比節氣358×104m3；耗電5.71×108kWh，與業績指標相比節電1121×104kWh。

管網新管線；優化運行；運行參數；節約能源

1 引言

東北管網始建于上世紀70年代，先后建成慶鐵一、二線（林源—鐵嶺）、鐵秦線（鐵嶺—秦皇島）、鐵大線（鐵嶺—大連）、鐵撫線（鐵嶺—撫順）等輸油管道。經過40多年的連續運行，管線出現了嚴重的老化、腐蝕，對安全生產造成了很大的威脅。為了從根本上消除老管線運行帶來的安全風險，近年來東北管網進行大幅度改造，對部分老管線進行了掃線封存，新管線逐條投產運行。新管線的投運，提高了管線的安全系數，資源配置發生改變，打破了原有的優化運行方式，需要重新跟蹤運行參數，在理論的指導下，實踐中不斷調配運行工況，逐步完善運行方式，摸索新管線不同運行臺階下的優化方式[1]，已達到“降本、增效”目的。

2 東北管網新管線的優化運行

2.1 鐵錦線的優化運行及節能效果

鐵錦線2015年9月投產，管線全長430 km，全線為保溫管道。設計時管線按各站加熱輸送方式配置設備（熱媒爐、直接爐共13臺）。2016年初，通過對管線K值的跟蹤計算[2-4]，K值在0.5～0.75 W/（m2·℃）之間；各站過泵溫升為1.5℃/臺。利用特有的熱力條件，再加上管道全線為保溫管道，輸送排量大、運行壓力高、各站過泵溫升較大、沿程熱損失小的特點，并結合鐵嶺儲罐油溫較高的優勢，提出了對管線進行不加熱輸送。

當運輸量大于1100 m3/h時，并利用鐵嶺慶油罐區儲罐35～38℃的儲油溫度，鐵錦線全線采用不加熱輸送方案運行。在確保管線運行安全的前提下，逐步停運各站加熱爐，并對運行參數進行跟蹤。當全線各站加熱爐均停運后，管線運行平穩、溫度場穩定，各站管線進站溫度均滿足要求，見表1。

表1 鐵錦線運行工況

2016年鐵錦線完成原油輸量920×104t，全線累計耗油量為2290 t，單耗為14.7 kg/104km；2015年鐵秦線完成輸量990×104t，全線累計耗油量為24 908 t，油單耗為65.01 kg/104km。

另外，設計中鐵錦線各站調節閥最大開度為85%，這使得管線在實際運行中存在一定的節流損失，造成了電力能耗的浪費。經相關部門溝通后，將調節閥最大開度調整為100%。通過對管線運行情況的跟蹤，管線及調節閥運行平穩。這一定值的改變，使得全線平均每天節電3531 k Wh，電能單耗下降了21.8 k Wh/104t·km。

2.2 鐵撫線優化運行及節能效果

鐵撫線2015年9月全線貫通投產。管線改造后，管段為保溫管線，且取消了柴家堡加熱站。

通過長時間的運行數據分析：管道在輸量相對較小的情況下，利用管線保溫及儲罐原油溫度較高的熱力條件，停運鐵嶺站加熱爐，就能滿足撫順站進站溫度。與此同時，啟運撫順站加熱設備來滿足東洲站進站溫度要求。雖然只是1臺加熱設備在運行，因配置的調整，使得燃料油的日消耗由鐵嶺站的8 t降至撫順站的4 t，全月可節約燃料油32 t。

在動力方面，撫順輸油站換熱器進出口壓差較大，對全線的輸量有一定的影響。在全線只運行鐵嶺1臺輸油泵的情況下，撫順站冷熱摻混閥開度為45%時，全線最大輸量為1050 m3/h，當任務輸量大于該輸量時，需要撫順站啟運輸油泵。當全線輸量較大時，撫順站利用管線的熱力優勢，停運加熱設備，并將冷、熱摻混閥的開度調整為83%，在保證換熱器油流流動的同時，減少了換熱器前后壓差。經測試，全線最大輸量提升至1200 m3/h，不僅提高了管線的輸送力能，而且避免了撫順站在運輸量為1050～1200 m3/h工況下啟運輸油泵，這一設置參數的改變，每日可節約用電約12 000 k Wh，見表2。

2.3 慶鐵四線的優化運行及節能分析

慶鐵四線2014年投產以來，不同輸量的最優化運行工況一直處于摸索中。對于輸送介質為俄油的慶鐵四線，探討了3種運行方式：

1）間歇輸送：在庫容允許情況下，全線最大量運行，完成計劃后，全線停輸。

2）不同輸量梯度差輸送。

3）利用調速電動機全線輸量按計劃量輸送。通過對能耗情況的對比、分析、得到以下運行規律，見表3。

表2 鐵撫線運行工況

表3 不同輸量對應的輸送方式

以輸量1750 m3/h為例，對不同運行方式的能耗進行對比，見表4。

表4 不同運行方式能耗對比

通過對比可以看出，采用不同運行方式，管線運行能耗相差較大。差量輸送比均量輸送，全月節約耗電量為46.4×104kWh，差量輸送比間歇輸送全月節約電量264.14×104kWh。

2.4 調整不合理資源配置，控制庫區儲油罐的溫度

鐵嶺14#、15#罐，原來儲備大慶油。受伴熱管網末端伴熱回水循環不好的影響，需要經常排水，使能源浪費。因俄油不需要伴熱，可以規避這個缺點。在運行中，將14#、15#罐儲存油品改為俄油，有效提高了冷凝水的回收率，根據季節變化及下游運行方式的安排，對儲油罐溫度進行有效控制與調節，例如利用慶油儲油溫度參與保溫管線系統運行；2016年控制儲油罐在37℃左右，比2015年下降3℃。2016年鐵嶺庫區鍋爐燃料油消耗比上年減少728.3 t，耗氣減少105.77×104m3。

[1]許景偉，孟振虎，張時良.熱油管道運行優化技術研究進展[J].油氣儲運，2010，29（3）：161-164．

[2]楊筱蘅.輸油管道設計與管理[M].東營：中國石油大學出版社，2006：30-35.

[3]王凱，李清平，宮敬，等.淺埋管道總傳熱系數的計算[J].油氣田地面工程，2011，3（12）：16-18.

[4]蔣紅，朱聰，雷利.土壤導熱系數法測定魏荊輸油管道總傳熱系數[J].油氣儲運，2006，25（6）：48-51.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.015

2016-12-25

（編輯 杜麗華）

劉祁，工程師，2005年畢業于遼寧石油化工大學（油氣儲運專業），從事長輸原油管線調度控制與運行工作，E-mail：liuqi3000@163.com，地址：遼寧省沈陽市皇姑區岐山中路39號東油大廈12樓，110031。