成品油管道順序輸送優(yōu)化與調(diào)節(jié)

顧文軍　邊琬玥　李瑞

摘要：成品油進(jìn)行管道運(yùn)輸時(shí)，需要遵照批量以及次序來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸，而這種連續(xù)不斷的對(duì)不同種品類的油品進(jìn)行輸送的方式，被稱為順序輸送。對(duì)于成品油運(yùn)輸來(lái)講，采用順序輸送這種方式，經(jīng)濟(jì)效果以及安全效果是最優(yōu)質(zhì)的。在成品油順序運(yùn)輸過(guò)程中，混油段移動(dòng)導(dǎo)致輸送管道內(nèi)的輸量出現(xiàn)變化，這種變化對(duì)于成品油管道運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸量以及能耗會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響。所以在本文中將對(duì)成品油管道順序輸送的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)，提高管道順序輸送的運(yùn)輸料，同時(shí)降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：管道運(yùn)輸;成品油;順序;優(yōu)化

1.前言

對(duì)于成品油運(yùn)輸來(lái)講，并不只單一某品類的油品運(yùn)輸，而是對(duì)具有不同密度以及年度的油品進(jìn)行運(yùn)輸。所以在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，因?yàn)橛推分g存在密度以及粘度差異，所以輸送過(guò)程中的泵送壓力以及管道摩擦和升舉壓力都具有很大差別。而在順序輸送過(guò)程中，混油段在經(jīng)過(guò)泵站的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)不同程度的擾動(dòng)，所以在本文中將著重以管道順序輸送過(guò)程中，混油控制為中心進(jìn)行順序輸送的優(yōu)化與調(diào)節(jié)研究。

2.成品油管道運(yùn)輸順序輸送優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1成品油順序輸送內(nèi)涵

因?yàn)槲覈?guó)東西部地域面積巨大，跨度很大，所以在進(jìn)行成品油輸送時(shí)，只能夠依賴進(jìn)行遠(yuǎn)距離鋪設(shè)的管道，這也就是我們所常說(shuō)的順序輸送。在順序輸送過(guò)程中，如果順序輸送重復(fù)的次數(shù)變低，而且在變低的過(guò)程當(dāng)中輸送量變大，那么對(duì)于成品油運(yùn)輸工作來(lái)講，則實(shí)現(xiàn)了在運(yùn)輸過(guò)程中降低混油量出現(xiàn)的目的，而且也使在重復(fù)運(yùn)輸過(guò)程中成品油所產(chǎn)生的損失和經(jīng)濟(jì)開(kāi)支降低。在對(duì)成品油順序輸送管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)管道直徑和順序輸送的首站以及末站和分輸站等因素，共同進(jìn)行優(yōu)化。除此之外，也需要將管道鋪設(shè)的地形考慮在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案當(dāng)中。

2.2成品油順序輸送管道優(yōu)化措施

在進(jìn)行順序輸送過(guò)程中，成品油管道所輸送的油品種類是非常多樣化的，因此需要管道能夠承受不定期進(jìn)行成品油輸送種類更換的壓力。在運(yùn)輸油品不斷變換的過(guò)程中，成品油運(yùn)輸管道的年度以及密度都會(huì)出現(xiàn)顯著變化，所以對(duì)于管道系統(tǒng)工作點(diǎn)來(lái)講也會(huì)出現(xiàn)一定程度的擾動(dòng)。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮兩個(gè)極端因素，那就是全年低溫季節(jié)輸送以及高溫季節(jié)輸送，這兩個(gè)季節(jié)所對(duì)應(yīng)的油品分別是高粘油品以及低粘油品。因?yàn)槌善酚瓦\(yùn)輸是有總體運(yùn)輸計(jì)劃的，所以根據(jù)全年的運(yùn)輸量計(jì)劃，能夠?qū)υO(shè)計(jì)數(shù)量進(jìn)行直接確定，這也是能夠明確知道的已知條件。但對(duì)于成品油順序輸送來(lái)講，在知道每年輸送任務(wù)的前提下，不同批次輸送過(guò)程中的數(shù)量，仍然不能夠準(zhǔn)確的確定。

3.成品油管道順序輸送混油量控制

在成品油運(yùn)輸過(guò)程中，因?yàn)檫M(jìn)行順序輸送，所以不同批次的油品混油量是大不相同的，這主要是因?yàn)椴煌推分g的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)具有很大區(qū)別。如果在運(yùn)輸過(guò)程中，同一批次的前后兩個(gè)油品，其物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)比較接近，那么則非常容易出現(xiàn)混油現(xiàn)象。也就是說(shuō)當(dāng)上一批次的油品運(yùn)輸結(jié)束之后，下一批次油品運(yùn)輸接著開(kāi)始在中間銜接階段會(huì)出現(xiàn)初始混油段。

3.1混油段出現(xiàn)原因

對(duì)混油現(xiàn)象成因進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)主要可以歸結(jié)為兩種原因，分別是對(duì)流傳遞以及擴(kuò)散傳遞。對(duì)流傳遞所指的是在順序輸送過(guò)程中，混油軸向伸展不斷擴(kuò)大所產(chǎn)生的傳遞現(xiàn)象。擴(kuò)散傳遞則是一種更大范圍的成因，主要包括了軸向擴(kuò)散以及定向擴(kuò)散兩種擴(kuò)散情況。對(duì)于成品油混油段出現(xiàn)成因進(jìn)行分析，主要就是因?yàn)閿U(kuò)散傳遞存在。而且在成品油管道順序輸送過(guò)程中，絮流工作狀態(tài)下油品運(yùn)行還會(huì)出現(xiàn)管道流動(dòng)速度比中心區(qū)域低的層流底層和緩流層，在這種狀況下，后續(xù)運(yùn)行的油品會(huì)以楔形狀態(tài)進(jìn)入到先前運(yùn)輸?shù)挠推樊?dāng)中，這個(gè)時(shí)候如果絮流擴(kuò)散狀態(tài)很弱，那么起主導(dǎo)作用的就是徑向擴(kuò)散。上述所得結(jié)論是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)總結(jié)所得出的兩種油品順序，輸送過(guò)程中形成接觸面，混油濃度曲線大概形狀為s狀，而混油的形成過(guò)程又可以區(qū)分為混油增長(zhǎng)區(qū)，發(fā)展區(qū)以及緩變區(qū)。在混油增長(zhǎng)區(qū)當(dāng)中有67%的混油，是在0～400千米范圍內(nèi)所形成的，有25%的混油是在400～800千米范圍內(nèi)所形成的，剩余的混油則是在800千米到運(yùn)輸末端所形成的，在末端時(shí)期增長(zhǎng)速度是非常緩慢的。

3.2成品油順序輸送混油量控制優(yōu)化措施

對(duì)于成品油順序輸送過(guò)程中的混油量控制，主要是在輸送的最后一站進(jìn)行控制，而控制的關(guān)鍵性因素則是在順序輸送過(guò)程中的所有影響因素共同進(jìn)行優(yōu)化控制，和混油段范圍相關(guān)參數(shù)具有密切關(guān)系。

因此首先需要對(duì)混油段范圍運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行制定，對(duì)混油頭以及混油末端的切割量等關(guān)鍵性數(shù)據(jù)進(jìn)行積極控制。

其次對(duì)順序輸送過(guò)程中管道，鹽城中各下載方式進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)不同油品之間的物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行合理分析并利用，能夠有效的降低在順序輸送過(guò)程中油品之間的切換時(shí)間，使混油量大大降低。具體一點(diǎn)的措施就是進(jìn)行油品切換的過(guò)程中，對(duì)閥門開(kāi)關(guān)調(diào)整速度進(jìn)行調(diào)整同時(shí)在保證不會(huì)出現(xiàn)水擊危險(xiǎn)的情況下，降低控制閥切換時(shí)間并同時(shí)對(duì)切換的成品油流速進(jìn)行調(diào)整，能夠保證切換順利進(jìn)行，又不會(huì)阻礙切換時(shí)成品油的輸送作業(yè)。

再次，對(duì)混油段進(jìn)行檢測(cè)切割以及處理。在混油段檢測(cè)過(guò)程中所應(yīng)用的技術(shù)以及設(shè)備主要是光學(xué)界面探測(cè)儀以及密度計(jì)，這兩種技術(shù)設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)。在近些年來(lái)的混油段檢測(cè)過(guò)程中，兩種設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行組合使用。應(yīng)用方法是將一套光學(xué)界面探測(cè)儀在成品油進(jìn)站前500米管道上進(jìn)行安置，主要作用是對(duì)油品進(jìn)站前情況進(jìn)行預(yù)報(bào)和檢測(cè)。另一套光學(xué)界面探測(cè)儀以及密度計(jì)，需要在進(jìn)站口管道上進(jìn)行安裝，主要作用是對(duì)閥門切換進(jìn)行控制。

最后，則是減壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。合理以及科學(xué)的減壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安排，能夠保證成品油在順序輸送過(guò)程中輸送次序降低，從而降低在順序輸送過(guò)程中所產(chǎn)生的混油量。減壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是基于成品油順序輸送管道設(shè)計(jì)地形因素，因?yàn)樵陂L(zhǎng)距離的管道鋪設(shè)過(guò)程中，會(huì)存在地形地貌因素差異，所以壓力也會(huì)有所變化。為了適應(yīng)這一差異，在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)計(jì)變徑管道，主要作用是通過(guò)對(duì)管道直徑進(jìn)行減小，來(lái)達(dá)到緩解管道內(nèi)動(dòng)壓力的效果。在輸送油品的過(guò)程中，可以先對(duì)粘性較小的油品進(jìn)行輸送，然后再進(jìn)行粘性較大的油品輸送，同一種類的油品在順序輸送過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行集中以及大批量輸送。粘性度相近的兩種油品，在順序輸送過(guò)程中，應(yīng)盡可能集中進(jìn)行輸送，通過(guò)合理對(duì)輸送順序進(jìn)行安排降低混油量。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，成品油順序輸送管道優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要目的就是為了對(duì)成品油順序輸送過(guò)程中順序批次進(jìn)行降低，同時(shí)增加輸送量，降低輸送過(guò)程中成本投入提高經(jīng)濟(jì)效益。本文所論述內(nèi)容，希望可以為成品油順序輸送管道設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供參考。

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