基于OLGA軟件的某成品油管道N站泄壓參數(shù)優(yōu)化

梁俊 陳小華 徐德騰

摘 ? ? ?要： 輸油站場泄壓系統(tǒng)的泄放能力對(duì)于站場的安全有著重大的意義。為了驗(yàn)證某成品油管道分輸站場N在進(jìn)站閥門關(guān)斷工況下泄壓系統(tǒng)的保護(hù)能力，采用OLGA軟件對(duì)N站站內(nèi)閥門突然關(guān)閉造成的水擊工況進(jìn)行模擬計(jì)算。分別模擬普通工況與極端工況來檢驗(yàn)現(xiàn)有泄壓系統(tǒng)是否能達(dá)到安全泄壓目的的同時(shí)，模擬不同泄壓閥直徑、泄放管道直徑、泄壓罐呼吸閥直徑對(duì)泄壓過程中的泄放管道內(nèi)累計(jì)泄放量、進(jìn)罐流速以及罐壓的影響，優(yōu)化分輸泵站N現(xiàn)有泄壓系統(tǒng)參數(shù)。

關(guān) ?鍵 ?詞：水擊;OLGA軟件;泄壓閥;泄壓管;呼吸閥

中圖分類號(hào)：TE 832 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? 文章編號(hào)： 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(xiàn)象，對(duì)管道安全運(yùn)行產(chǎn)生極大的威脅，通常體現(xiàn)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(dǎo)致輸油泵停輸，進(jìn)出站閥門事故關(guān)閉。這類事故容易造成非常大的流量突變和壓力突變，當(dāng)水擊壓力超過輸油管道最大承受壓力時(shí)，輕則引起輸油管道或設(shè)備發(fā)生損害，重則會(huì)出現(xiàn)爆管等嚴(yán)重事故[1，2]。

GB 50253-2014《輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.4中規(guī)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(tǒng)中任何一點(diǎn)都不得超過輸油管道設(shè)計(jì)內(nèi)壓力。目前長輸管道主要使用超前保護(hù)系統(tǒng)和泄壓系統(tǒng)共同作用來保護(hù)管道的壓力安全。超前保護(hù)系統(tǒng)即采用保護(hù)性調(diào)節(jié)或順序停掉相關(guān)泵站輸油泵等方法向上下游發(fā)出增壓波或者減壓波，以防止管線相對(duì)薄弱地段超壓或高點(diǎn)汽化。泄壓系統(tǒng)由泄壓閥、泄壓罐、泄放管道以及一些儀表組成，當(dāng)站場進(jìn)（出）站壓力高于進(jìn)（出）站泄壓閥設(shè)定值時(shí)，泄壓閥開啟，通過減小主干道流量的方式來降低進(jìn)（出）站壓力。

分輸站場由于不同時(shí)期分輸任務(wù)不同，進(jìn)出站流量變化較大使得進(jìn)出站壓力變化巨大，因此對(duì)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(nèi)的壓力，而泄壓罐為常壓罐，當(dāng)泄壓閥開啟壓力值與大氣壓相差較大時(shí)，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(shí)，可能會(huì)引起泄壓閥閥內(nèi)部控流部件的斷裂，導(dǎo)致泄壓閥開啟后不能復(fù)位，從而造成冒罐事故[3]。因此對(duì)于分輸站場泄壓系統(tǒng)泄放能力的驗(yàn)算十分重要。

本文以某成品油管道分輸泵站N為例，運(yùn)用OLGA仿真軟件，分別對(duì)常規(guī)事故水擊工況和極端事故水擊工況進(jìn)行模擬，檢驗(yàn)分輸泵站N現(xiàn)有泄壓系統(tǒng)能否達(dá)到安全泄壓的標(biāo)準(zhǔn)，并提出優(yōu)化建議。

1 ?水擊系統(tǒng)仿真模型的建立

1.1 ?OLGA仿真系統(tǒng)

OLGA是模擬烴類流體在油井、管道、管網(wǎng)中瞬、穩(wěn)態(tài)多相流動(dòng)的軟件包，由挪威的SINTEF和IFE聯(lián)合開發(fā)，是開發(fā)最早的油氣混輸管流瞬態(tài)模擬軟件，是目前世界領(lǐng)先的瞬態(tài)多相流模擬軟件[4]。

基于泄壓系統(tǒng)理論計(jì)算和仿真模擬驗(yàn)證，結(jié)合現(xiàn)有泄壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件，應(yīng)用OLGA軟件對(duì)該管道建立仿真模型。