基于OLGA軟件的某成品油管道N站泄壓參數優化

梁俊 陳小華 徐德騰

摘 ? ? ?要： 輸油站場泄壓系統的泄放能力對于站場的安全有著重大的意義。為了驗證某成品油管道分輸站場N在進站閥門關斷工況下泄壓系統的保護能力，采用OLGA軟件對N站站內閥門突然關閉造成的水擊工況進行模擬計算。分別模擬普通工況與極端工況來檢驗現有泄壓系統是否能達到安全泄壓目的的同時，模擬不同泄壓閥直徑、泄放管道直徑、泄壓罐呼吸閥直徑對泄壓過程中的泄放管道內累計泄放量、進罐流速以及罐壓的影響，優化分輸泵站N現有泄壓系統參數。

關 ?鍵 ?詞：水擊;OLGA軟件;泄壓閥;泄壓管;呼吸閥

中圖分類號：TE 832 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）05-0919-04

Abstract： The discharge capacity of the pressure relief system of the oil transmission station is of great significance to the safety of the station itself. In order to verify the protection capability of the pressure relief system of a refined oil pipeline distribution pump station N under the condition of water hammer caused by the shutdown of the inlet valve，

OLGA software was used to simulate the water hammer condition caused by sudden closure of valve in N station， a distribution pump station for transporting oil products. Common and extreme conditions were respectively simulated to verify whether the existing pressure relief system can achieve the purpose of safe pressure relief. At the same time， in the process of pressure relief， simulate the influence of different pressure relief valve diameter， relief pipe diameter， relief tank breathing valve diameter on the cumulative discharge capacity， tank inlet velocity and tank pressure in the relief pipe， and optimize the existing pressure relief system parameters of station N according to the simulation results.

Key words： Water hammer; OLGA software; Relief valve; Pressure relief pipe; Breathing valve

水擊是輸油管道中常有的現象，對管道安全運行產生極大的威脅，通常體現在因事故引起水擊造成流量和壓力的變化，如站場突然停電導致輸油泵停輸，進出站閥門事故關閉。這類事故容易造成非常大的流量突變和壓力突變，當水擊壓力超過輸油管道最大承受壓力時，輕則引起輸油管道或設備發生損害，重則會出現爆管等嚴重事故[1，2]。

GB 50253-2014《輸油管道設計規范》5.1.4中規定，正常操作下，由于水擊和其他因素造成的瞬間最大壓力值，在管道系統中任何一點都不得超過輸油管道設計內壓力。目前長輸管道主要使用超前保護系統和泄壓系統共同作用來保護管道的壓力安全。超前保護系統即采用保護性調節或順序停掉相關泵站輸油泵等方法向上下游發出增壓波或者減壓波，以防止管線相對薄弱地段超壓或高點汽化。泄壓系統由泄壓閥、泄壓罐、泄放管道以及一些儀表組成，當站場進（出）站壓力高于進（出）站泄壓閥設定值時，泄壓閥開啟，通過減小主干道流量的方式來降低進（出）站壓力。

分輸站場由于不同時期分輸任務不同，進出站流量變化較大使得進出站壓力變化巨大，因此對于站場泄壓能力要求較高。泄壓閥通過泄放管道與泄壓罐相連，閥后壓力即為泄壓罐內的壓力，而泄壓罐為常壓罐，當泄壓閥開啟壓力值與大氣壓相差較大時，泄壓閥在泄放過程中要承受巨大的流量沖擊，一旦泄放流量超過泄壓閥的最大泄放能力時，可能會引起泄壓閥閥內部控流部件的斷裂，導致泄壓閥開啟后不能復位，從而造成冒罐事故[3]。因此對于分輸站場泄壓系統泄放能力的驗算十分重要。

本文以某成品油管道分輸泵站N為例，運用OLGA仿真軟件，分別對常規事故水擊工況和極端事故水擊工況進行模擬，檢驗分輸泵站N現有泄壓系統能否達到安全泄壓的標準，并提出優化建議。

1 ?水擊系統仿真模型的建立

1.1 ?OLGA仿真系統

OLGA是模擬烴類流體在油井、管道、管網中瞬、穩態多相流動的軟件包，由挪威的SINTEF和IFE聯合開發，是開發最早的油氣混輸管流瞬態模擬軟件，是目前世界領先的瞬態多相流模擬軟件[4]。

基于泄壓系統理論計算和仿真模擬驗證，結合現有泄壓系統設計文件，應用OLGA軟件對該管道建立仿真模型。