馬惠管道工藝改造方案運(yùn)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(zé)任公司， 陜西 西安 710018）

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馬惠管道工藝改造方案運(yùn)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(zé)任公司， 陜西 西安 710018）

摘 要：針對(duì)馬惠管道十八里加熱站增輸運(yùn)行方案研究，首先在分析樊家川作業(yè)區(qū)原油外輸現(xiàn)狀以及環(huán)北集油站原油外輸工藝系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，著重對(duì)環(huán)北集油站-十八里加熱站增輸工藝進(jìn)行計(jì)算。利用Pipephase軟件模擬管道運(yùn)行工況，初步確定了理論最大輸量。通過對(duì)設(shè)備能力的校核，確定了現(xiàn)有輸油泵前提下的最大輸量以及運(yùn)行參數(shù)。此外利用Pipephase軟件模擬了最小啟動(dòng)輸量，分別確定了在不加劑條件和加劑條件下的運(yùn)行參數(shù)，并通過對(duì)比分析確定了加熱加劑的輸送工藝。

關(guān) 鍵 詞：管道；工藝；輸量；參數(shù)

1 前 言

現(xiàn)役馬惠線腐蝕、占?jí)簢?yán)重，輸送能力不足，需對(duì)其進(jìn)行安全升級(jí)改造，同時(shí)對(duì)其相關(guān)站場功能和線路路由進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)。樊家川作業(yè)區(qū)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(yùn)行條件限制，環(huán)北集油站插輸量僅為22～25 m3/h，剩余均靠拉運(yùn)至北集站從曲子首站注入，拉運(yùn)安全風(fēng)險(xiǎn)較高，需對(duì)其功能及輸送條件進(jìn)行安全升級(jí)，為此本文重點(diǎn)研究了環(huán)北集油站-十八里加熱站增輸工藝計(jì)算，為工藝改造的實(shí)施提供理論依據(jù)。環(huán)北集油站-十八里加熱站線路示意圖如圖1所示。

2 環(huán)北-十八里加熱站增輸工藝計(jì)算

2.1 工藝參數(shù)選取

根據(jù)中石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《原油管道工藝運(yùn)行規(guī)程第7部分：馬惠寧原油管道》（Q/SY1156.7-2010）及最新運(yùn)行現(xiàn)狀，相關(guān)參數(shù)選取如下：

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

圖1 環(huán)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(shí)最低允許進(jìn)站溫度：18℃。 加劑輸送時(shí)最低允許進(jìn)站溫度：12 ℃

（3）最高出站溫度60 ℃，輸量高于62 m3/h時(shí)，十八里加熱站起爐。

（4）地溫選取：夏秋季（高于18 ℃，取18℃），時(shí)間6月下旬-10月上旬； 春冬季（5～18 ℃，計(jì)算時(shí)取5 ℃），時(shí)間11月-來年6月。

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

2.2 最大輸量運(yùn)行工況模擬

以各管段及泵站相關(guān)參數(shù)為依據(jù)，利用Pipephase軟件對(duì)環(huán)北集油站至洪德熱泵站輸油管段進(jìn)行建模計(jì)算，環(huán)北-洪德管道最大理論輸量水力坡降及軸向溫降結(jié)果如圖2所示。通過模擬計(jì)算所得在春冬季節(jié)管道及各泵站輸送參數(shù)如表1所示。

圖2 環(huán)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(jì)算結(jié)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(guān)系圖Fig.3 The characteristic curve diagram for transmission pump characteristic curve and the pipeline characteristic

2.3 設(shè)備校核

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

（2）流量計(jì)校核，現(xiàn)有流量計(jì)2臺(tái)，單臺(tái)流量計(jì)量程范圍20～100 m3/h，因此流量計(jì)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(guān)系，對(duì)輸油泵的輸送能力進(jìn)行校核，所得結(jié)果圖3所示。

通過校核，2臺(tái)Q=46 m3/h，H=500 m輸油泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，與管路特性得出的工作點(diǎn)為Q=89 m3/h，H=500 m。因此，在現(xiàn)有輸油泵前提下，最大輸量即為89 m3/h，低于此輸量時(shí)，可通過出口閥門調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

2.4 實(shí)際最大輸量工況

利用Pipephase軟件模擬實(shí)際最大輸量工況（89 m3/h），環(huán)北-洪德管道實(shí)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(jì)算所得實(shí)際最大輸量下的運(yùn)行參數(shù)如表2所示。

圖4 環(huán)北-洪德管道實(shí)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(shí)際最大輸量計(jì)算結(jié)果一覽表Table 2 The list of actual maximum number calculation result

2.5 最小啟輸量模擬計(jì)算

最小啟輸量主要受地溫及加熱負(fù)荷影響［1-3］，對(duì)于地溫高于18 ℃時(shí)，最小啟輸量將不受地溫限制［4，5］，因此本次進(jìn)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(yùn)行工況模擬

利用Pipephase軟件模擬在不加劑條件下春冬季環(huán)北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 春冬季環(huán)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(jié)果可知，北集油站加熱負(fù)荷僅850 kW，無法滿足加熱需要，同時(shí)為提高十八里加熱站加熱爐利用率，環(huán)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(yùn)行工況模擬

利用Pipephase軟件模擬在加劑條件下春冬季環(huán)北-洪德管道最小啟輸量下水力坡降及軸向溫降，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由模擬結(jié)果可知，環(huán)北集油站加熱負(fù)荷僅850 kW，可滿足外輸要求，十八里加熱可熱力越站運(yùn)行。

3 結(jié) 論

（1）環(huán)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(shí)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(huán)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(huán)北-洪德熱泵站段管道運(yùn)行時(shí)，維持現(xiàn)管道運(yùn)行壓力要求即 P≤2.5 MPa。

（3）根據(jù)《樊家川作業(yè)區(qū)2014年產(chǎn)量預(yù)測》，最大原油產(chǎn)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(shí)現(xiàn)油品外運(yùn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］曹喜文.原油外輸管道低輸量運(yùn)行技術(shù)研究［D］. 大慶：大慶石油學(xué)院，2010.

［2］張秀杰，劉天佑，虞慶文. 熱油管道低輸量的安全運(yùn)行［J］. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2003， 22（4）：8-13.

［3］董有智，吳明，繆娟，等.低輸量運(yùn)行管道的不穩(wěn)定性分析［J］.管道技術(shù)與設(shè)備， 2007 （2）：15-16.

［4］田藝兵，黃金萍.中朝管道超低輸量運(yùn)行實(shí)踐及技術(shù)分析［J］.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2001， 20（3）：8-14. 31：1-3.

［5］張帆.低輸量管道輸油工藝若干問題的討論［J］. 油氣儲(chǔ)運(yùn)， 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(hào)：TE 832

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：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(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，研究方向：油氣田地面建設(shè)及油氣儲(chǔ)運(yùn)。E-mail：13602403051@qq.com。