成品油管道輸入站罐容優化計算

李金秋，李 安，侯欣欣，趙翠玲

（1.中國石油管道學院，河北廊坊 065000；2.中國石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

成品油管道輸入站罐容優化計算

李金秋1，李 安2，侯欣欣2，趙翠玲2

（1.中國石油管道學院，河北廊坊 065000；2.中國石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

成品油管道設計與原油管道有很大的區別，主要體現在管道的順序輸送和批次、罐容的優化、混油的處理等方面，其關鍵是順序輸送批次和罐容的優化。在一條成品油順序輸送管道中，需要在管道的起、終點以及沿線的分油點和進油點建造較大容量的儲罐區來平衡生產、消費和輸送之間的不平衡，油罐區的建造和經營費用就要增加。采用一般方法計算為管道輸送一個批次需要的罐容量，此罐容量往往非常巨大，為減少罐容的投資，提出在成品油管道設計中采用輸差計算罐容的優化方法，并以撫順—鄭州成品油管道錦州站為例進行了具體介紹。

成品油管道；罐容優化；輸送批次；設計方法

0 引言

成品油管道的進油點和分油點分別要建造大容量的罐容來滿足管道的安全生產運行，在一條成品油順序輸送管道中，順序輸送的循環次數越少，每一種油品的一次輸送量越大，需要的罐容量越多，罐容設置一般按照一個批次的輸送量確定。但是在輸送量較大、管道運行較為復雜的情況下，需要設置更大的罐容，投資也較大。因此，提出了在成品油管道設計中采用輸差計算罐容的方法。下面以撫

順—鄭州成品油管道項目錦州輸入泵站的罐容設置為例，介紹此設計方法。

1 項目概況

撫順—鄭州成品油管道起始于遼寧省撫順市，沿線經過遼寧、河北、天津、河南3省1市，干線管道全長1 536.7 km（暫定），工程包括1條干線（撫順—鄭州），5條輸入支線和9條分輸支線。沿線各注入點的油品注入量見表1。

2 罐容優化計算

表1 沿線各注入點的注入量/（萬t/a）

錦州作為管道干線的輸入站，上游的注入點較多，順序輸送難以平穩運行，考慮在錦州站重新組織批次。因此，錦州站具有兩個功能：既是管道的輸入站，又是管道首站。

下面按照錦州站兩個功能分別計算罐容。

2.1 錦州作為輸入站

作為輸入站，錦州站接收錦州石化的油品，罐容應按照儲存錦州石化注入管道干線一個批次的量考慮。錦州石化不同年份的輸入量見表 2。

表2 錦州輸入泵站輸入量/（萬t/a）

錦州輸入泵站在2015年注入管道干線的油量最大為354萬t，罐容按儲存注入管道干線一個批次的量考慮。

經計算，錦州輸入泵站需設置罐容20萬m3，其中柴油12萬m3，汽油8萬m3。

2.2 錦州作為首站

作為管道的首站，錦州站具備重新組織批次的功能，罐容按照能存儲上游石化廠來油之和考慮。撫順—錦州段各石化廠不同年份的輸入量見表3。

表3 撫順—錦州段的輸入量/（萬t/a）

根據表3，2015年輸入量最大，若按照存儲各個石化廠一個批次的油品計算，錦州輸入泵站需要設置罐容50萬m3，其中柴油36萬m3，汽油14 萬 m3。

2.3 罐容優化計算

由于上游各輸入站已經建了一個批次的油品儲罐，若在錦州再建50萬m3的儲罐，投資會大大增加，因此，考慮錦州的罐容按照錦州進出站的輸量差進行計算。

根據工藝計算和資源市場量，2009~2015年撫順、沈陽、北寧各站的最大小時輸入量分別為600、600、200 m3/h。錦州石化由于是用兩條管道分別輸至錦州首站，汽、柴油量應為平均輸量。經計算，錦州石化向錦州首站輸入油品的平均流量見表4。

表4 錦州石化—錦州首站汽、柴油管道平均流量/（m3/h）

經分析，當撫順、沈陽、北寧和錦州各站在按最大流量同時向干線輸入，而此時錦州出站的小時流量最小時，錦州需要存儲的油品量最大，即罐容最大。錦州出站的最小流量應為平均輸出時的流量。經計算，2009、2010和2015年錦州站出站的平均流量分別為1 038、1 224和1 391 m3/h。

根據以上流量數據計算得到各站每個批次輸入和輸出所需時間見表5。

表5 各站每個批次輸入和輸出時間/h

由于撫順、沈陽、北寧各站是集中輸入，根據輸量差計算罐容時有兩種情況：一種是一個批次的柴油全部輸送完畢后再輸送汽油；另一種是柴油、汽油連續輸送。具體計算過程介紹如下。

2.3.1 批次輸送 （以2009年為例，見圖1）

2.3.1.1 柴油罐容

在0-t1時間段內撫順、沈陽、北寧和錦州石化同時輸入，錦州首站輸出油品，則根據每個站的流量計算出在t1時間段內錦州需要的柴油罐容V1（儲罐裝量系數取0.8）。

在t1-t2時間段內，只有錦州石化注入油品，其輸入量遠遠小于錦州站的輸出量，因此，此段時間內不需要存儲油品。

在t2-t3時間段內，錦州一個批次的油品已經輸出完畢，而錦州石化由于是平均輸入，仍然在輸入油品，這部分油品需要存入罐中留作下一個批次的油品使用，則t2-t3時間段需要的罐容V2為：

則柴油罐容應為V1+V2，即11.34萬m3。

2.3.1.2 汽油罐容

在0-t2時間段內，錦州站輸出柴油，但是錦州石化卻是按照平均注入，不斷往錦州輸入汽油，因此，這段時間輸入的汽油應存入汽油罐容，即V1。

V1=192.42 × 226/10 000/0.8=5.43 （萬 m3）

在t2-t3時間段內，撫順、北寧和錦州石化同時輸入，錦州首站則輸出油品，這段時間內存入的汽油量為V2，則：

在t3-t4時間段內，錦州只有分輸沒有注入，因此不需要罐容。

則汽油總罐容為V1+V2，即5.81萬m3。

用同樣的方法計算2010年和2015年的罐容，結果見表6。

表6 錦州首站罐容/（萬m3）

汽柴油總罐容為：18.85萬m3。

2.3.2 連續輸送 （以2009年為例，見圖2）

2.3.2.1 柴油罐容

由圖2可以看出，柴油罐容與批次輸送的計算方法相同，因此柴油罐容為11.34萬m3。

2.3.2.2 汽油罐容

由示意圖可以看出，汽油罐容包括三部分。

在0-t1、t1-t2和t2-t3時間段內，錦州站均只接收汽油而不輸出，罐容分別為V1、V2、V3。

錦州站的汽油罐容為V1、V2、V3之和，即11.44 萬 m3。

用同樣的方法分別計算得出2010年和2015年汽油、柴油罐容，見表7。

表7 錦州首站罐容/萬m3

汽柴油總罐容為24.5萬m3。

綜合考慮管道運行的各種工況、成品油市場的變化以及罐的優化布置，確定優化后的錦州罐容為20 萬 m3。

通過以上計算可以看出，錦州站若要具備重新組織批次的功能，按照管道運行一個批次的量計算需要50萬m3的罐容，但是經過罐容優化計算后僅需要 20萬 m3。

3 結束語

在成品油管道工程設計中，可以采用罐容優化計算的方式降低進油點和分油點的罐容量，從而大大降低工程投資。

[1]楊筱蘅，張國忠.輸油管道設計與管理[M].東營：石油大學出版社，1996.209-216.

[2]郭光臣，董文蘭，張志廉.油庫設計與管理[M].東營：石油大學出版社，1991.357.

[3]GB 50253-2003，輸油管道工程設計規范[S].

Optimization Calculation of Tank Capacity for Products Pipeline Input Station

LI Jin-qiu（Petroleum Pipeline Institute of China,Langfang 065000,China），LI An,HOU Xin-xin

The design of products pipeline makes a great deal of difference from that of crude oil pipeline,which mainly embodies in batch transportation,batch,optimization of tank capacity and mixed oil treatment.The key points are batch transportation,batch and optimization of tank capacity.In a batch transportation pipeline,it is necessary to build depots with larger oil storage capacity at pipeline initial station and terminal as well as sub-oil points and oil inlet points along the pipeline in order to avoid the unbalance in production,consumption and transportation.Thus the expenditure of construction and operation for the depot will be increased.In order to reduce the investment,the method of tank capacity optimization in design of products pipeline is proposed.

products pipeline;tank capacity optimization;transportation batch;design method

TE972

B

1001－2206（2011）04－0034－04

李金秋 （1969-），女，河北廊坊人，講師，1991年畢業于大連大學工學院熱能工程專業，現從事油氣儲運教學與科研工作。

2010-12-02；

2011-05-26