東臨復(fù)線順序輸送混油量的計(jì)算與實(shí)際驗(yàn)證

何立新

摘 要

通過(guò)收集東臨復(fù)線運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合英國(guó)研究者J.E.Austin和J.R.Palfr ey總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式和變流速混油量計(jì)算公式，推算東臨復(fù)線順序輸送過(guò)程中的混油總量，并通過(guò)末站壓力變化、現(xiàn)場(chǎng)取樣驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，對(duì)今后更好地掌握東臨復(fù)線順序輸送過(guò)程中的混油量有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞

順序輸送;混油量;計(jì)算;實(shí)際驗(yàn)證

中圖分類(lèi)號(hào)： TE832? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.040

0 前言

東臨復(fù)線1998年投產(chǎn)運(yùn)行，管道全長(zhǎng)155.23km，全線為變徑、變壁厚設(shè)計(jì)，其中東營(yíng)首站-濱州站為φ630×7～8 mm、濱州站-臨邑站為φ711×8 mm，全線設(shè)東營(yíng)首站、喬莊站、濱州站、淄角站、臨邑末站共5個(gè)站點(diǎn)。東臨復(fù)線設(shè)計(jì)年輸量為1700×104 t/a。

2015年11月，隨著東部原油管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整，東臨復(fù)線由單外輸勝利原油調(diào)整為分別接收東黃復(fù)線黃島上岸的進(jìn)口原油和勝利油田的勝利原油，然后向下游臨邑站順序輸送勝利原油與進(jìn)口原油的混合原油、進(jìn)口油的方式，保障濟(jì)煉、洛煉以及沿江煉廠的煉化需求。臨邑站作為東臨復(fù)線的末站，同時(shí)作為魯寧線、臨濮線、臨濟(jì)線的首站，對(duì)東臨復(fù)線的混油接收與外輸有著嚴(yán)格要求，因此研究東臨復(fù)線順序輸送過(guò)程中混油量有著重要的實(shí)際意義。

1 順序輸送的混油機(jī)理

在同一條管道內(nèi)，按一定順序連續(xù)地輸送幾種油品，這種輸送方法稱為順序輸送（或交替輸送）。

在順序輸送管道中，當(dāng)兩種油品交替時(shí)，在接觸區(qū)內(nèi)兩種油品混合，會(huì)形成一段混油。產(chǎn)生的混油在物理化學(xué)性質(zhì)上與所輸送的兩種油品都不同。順序輸送時(shí)產(chǎn)生的混油量，不僅取決于兩種油品的物理化學(xué)性質(zhì)，而且與交替過(guò)程管內(nèi)油品的流動(dòng)狀態(tài)、輸送順序和管道長(zhǎng)度等因素有關(guān)。國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)踐均表明，湍流狀態(tài)下輸送時(shí)，混油量通常為管道總體積的0.5%～1%。[1]

管道順序輸送過(guò)程中除了初始混油、過(guò)站混油、停輸混油、意外混油外，正常輸送條件下，沿程混油是最主要的。本文主要就輸油管道順序輸送過(guò)程中沿程混油進(jìn)行討論。

2 東臨復(fù)線混油量計(jì)算

2016年5月9日16點(diǎn)50分，東臨復(fù)線東營(yíng)站開(kāi)始外輸純進(jìn)口杰諾油，前行油品為勝利原油與進(jìn)口杰諾原油6：1混油;5月10日17點(diǎn)，進(jìn)口杰諾油到達(dá)臨邑站，在此期間東臨復(fù)線運(yùn)行方式為全線六泵運(yùn)行（東營(yíng)站一大一小泵，喬莊站一大泵，濱州站一大一小泵，淄角站一大泵）。本文根據(jù)收集整理的東臨復(fù)線相關(guān)參數(shù)（見(jiàn)表1、表2），并對(duì)沿線的混油量進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算。

3 實(shí)際驗(yàn)證

3.1 結(jié)合實(shí)際進(jìn)站壓力驗(yàn)證

根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算公式P=ρgh可以得知，在H（高差）不變的情況下，液體的壓強(qiáng)與其密度成正比關(guān)系。東臨復(fù)線順序輸送混油和進(jìn)口油過(guò)程中，當(dāng)混油與進(jìn)口油的界面通過(guò)末站的壓力變送器時(shí)，壓力的變化會(huì)被捕捉并反映到SCADA系統(tǒng)當(dāng)中，因此我們對(duì)2016年5月10日16點(diǎn)50分至17點(diǎn)20分期間臨邑站進(jìn)站壓力變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

由圖1可以看出，16點(diǎn)56分之前臨邑末站的進(jìn)站壓力較為恒定，16點(diǎn)56分之后臨邑站的進(jìn)站壓力呈現(xiàn)逐步下滑趨勢(shì)，此時(shí)間段與根據(jù)東臨復(fù)線的管容以及外輸量推算的混油頭到達(dá)臨邑站的時(shí)間基本一致，至17點(diǎn)11分臨邑站進(jìn)站壓力基本走平，此過(guò)程視為該混油段的油品濃度由99%～1%的變化過(guò)程?；煊投蔚竭_(dá)臨邑站的全過(guò)程時(shí)間為15分鐘，東臨復(fù)線的瞬時(shí)輸量為2580m3/h，由此我們計(jì)算出該時(shí)間段通過(guò)的流量為645m3，即混油量為645m3，混油段長(zhǎng)度為1.6974km。但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中由于受到壓力變送器本身的量值誤差以及混油段的首末端變化（99%～95%、5%～1%）可能會(huì)存在壓力變化表現(xiàn)不明顯的因素，該判斷方法仍會(huì)存在一定的誤差。

3.2 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)取樣密度驗(yàn)證

根據(jù)東臨復(fù)線混油到達(dá)臨邑站的預(yù)測(cè)時(shí)間，臨邑末站安排計(jì)量工每隔十分鐘對(duì)東臨復(fù)線的進(jìn)站油品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)密度測(cè)定，符合所輸送的純進(jìn)口油密度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)則將后行油品切入臨邑站事先準(zhǔn)備好的進(jìn)口油專儲(chǔ)罐中。本文通過(guò)臨邑站的密度測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，詳見(jiàn)表3。

通過(guò)表3可以看出，東臨復(fù)線的混油頭到達(dá)臨邑站的時(shí)間為16點(diǎn)50分至17點(diǎn)10分之間，由于臨邑站是每隔十分鐘取樣分析一次，因此混油段的首尾時(shí)間無(wú)法確定，假設(shè)按照東臨復(fù)線的混油段的通過(guò)時(shí)間為20分鐘計(jì)算，則東臨復(fù)線的混油量為860m3，混油長(zhǎng)度為2.263km。

3.3 進(jìn)站壓力和密度驗(yàn)證方式對(duì)比

將東臨復(fù)線混油段到達(dá)臨邑站時(shí)的壓力變化與臨邑站取樣分析的結(jié)果比對(duì)，可以發(fā)現(xiàn)：16點(diǎn)50分臨邑站取樣油品密度仍為6：1混油密度，16點(diǎn)56分臨邑站進(jìn)站壓力開(kāi)始下滑，17點(diǎn)0分臨邑站取樣油品密度開(kāi)始變小，該油樣密度介于6：1混油密度和進(jìn)口油密度之間，17點(diǎn)10分臨邑站取樣油品密度符合進(jìn)口油密度標(biāo)準(zhǔn)，17點(diǎn)11分臨邑進(jìn)站端壓力下滑終止，基本走平。兩種實(shí)際驗(yàn)證方式的結(jié)論可以很好地吻合，因此通過(guò)進(jìn)站端的壓力變化可以方便地判斷出混油段的長(zhǎng)度和混油量。

4 結(jié)論

（1）建議在臨邑站進(jìn)站端安裝在線密度分析儀，通過(guò)采集油品密度變化的方式實(shí)時(shí)判斷混油段的密度變化情況，進(jìn)而推算出東臨復(fù)線混油總量和混油段的長(zhǎng)度。若暫不具備安裝在線密度儀條件，則可以通過(guò)監(jiān)測(cè)末站進(jìn)站壓力變化的方式判斷管道內(nèi)混油段的通過(guò)時(shí)間，進(jìn)而推算出混油段長(zhǎng)度和混油量。

（2）東臨復(fù)線為冷熱交替順序輸送，運(yùn)行情況復(fù)雜，油品種類(lèi)繁多，且存在變徑管段，目前相關(guān)的混油量的計(jì)算公式均不能真實(shí)、準(zhǔn)確反映出東臨復(fù)線混油段的實(shí)際情況，對(duì)此需要我們持續(xù)的跟蹤、分析并找出內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)我們的日常生產(chǎn)運(yùn)行。同時(shí)，在日常輸油生產(chǎn)中，應(yīng)最大范圍的增加單批次輸送量，縮減輸送批次，縮短流程切換時(shí)間，盡量避免停輸，保持東臨復(fù)線管內(nèi)流體處于紊流狀態(tài)，有效降低混油量的產(chǎn)生，提高向煉廠的交油質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]楊筱蘅，張國(guó)忠.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，1996.8.

[2]楊筱蘅.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006.5，P274頁(yè)表6-1.

[3]嚴(yán)大凡，等.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1986.