淺析航空煤油長輸管道內雜質產生的原因及應對

郭云光 肖明沅

中國航空油料有限責任公司福建分公司

一、長輸管道概況

華東地區某機場油庫采用管道輸送航空煤油，油料通過油船從煉油廠運送至碼頭，然后管輸至中轉油庫油罐，再通過25.6km的長輸管道（管徑為273mm）輸送到機場油庫內的儲存罐，最后輸送至機坪加油管網。長輸管道從中轉油庫至機場油庫的途中穿越了山丘、河道、農田等復雜地貌地形，修建和維護的難度都較大。

二、長輸管道內的雜質組成及危害

在管道投運的初期，位于機場油庫內的管道末端預過濾器與過濾分離器常常發生壓差超標的情況，開啟預過濾器與過濾分離器進行檢查清洗時，發現內部有較多的固體雜質。通過檢驗和分析，這些經過長輸管道末端過濾器過濾出的固體雜質成分有鐵銹、焊渣、泥沙等。這些雜質會造成以下危害：

1.增加油品質量出現問題的風險。飛機使用的航空煤油對潔凈度要求非常高，油料在加注進入飛機的過程中，盡管在多道過濾器的阻隔及油罐的沉降措施控制下，確保油料能夠符合有關質量標準，但雜質含量增高是有可能導致航空煤油的“固體顆粒物含量”這一指標升高，從而增加油品質量出現問題的風險。

2.縮短過濾分離器內聚結濾芯的使用壽命，增加更換的頻次。機場油庫長輸管道投運初期的過濾分離器聚結濾芯更換頻次達到三個月一次，而正常狀態下（壓差不超標）通常是十二個月進行一次更換，從而提高了企業的運營成本。

3.損壞管道及附屬設備。在管道運行中，管道雜質隨油品高速流動時，對管道內壁形成切削，會減小管壁厚度，降低管材耐壓強度以及管線的運行壓力，而影響管道的輸送能力[1]。雜質還會積聚在管道閘閥的凹槽中，造成閥門閘板關閉不嚴；如果雜質進入到油泵中，還會造成油泵機械密封腔堵塞等設備故障。

三、長輸管道內雜質產生的原因

1.施工過程產生

由于管道全部在戶外，管道建設過程中,環境條件惡劣,施工難度較大。雖經過施工階段的清管、輸水測試等措施,但由于管道相對較長，且坡度、彎曲等部位較多，極有可能致使施工過程中進入管道內的雜質清理不徹底。

2.管道內壁的鐵銹

由于管道建設周期較長，這樣管道內表面就容易發生銹蝕。管道內壁未做防腐且未輸油的情況下，根據相關文獻資料，腐蝕數率按照0.01 mm/a計算[2]，那么這段長度為25.6km、直徑為273mm的管道理論上一年會產生鐵銹約1.6t。

而管道投產運行后，輸送的航空煤油中含有水、抗靜電添加劑等成分，對長輸管道會產生一定的腐蝕作用。在管道的低點，會積存一部分的水分、鐵銹和泥沙，也會造成管道內壁腐蝕。

3.中轉油庫油罐底部的雜質

航空煤油從油船上輸送至中轉油庫的10000m3拱頂錐底油罐后，還需經過一段時間的沉降，才可繼續輸送至機場油庫。在這段時間中，航空煤油中的固體雜質沉降至油罐底部。而根據規范要求，油罐一年開啟檢查一次，根據內部潔凈實際情況確定是否進行清洗，最長不超過3年必須清洗一次。由于該中轉油罐的發油泵出油口在油罐底部，航空煤油輸送至機場油庫時，沉降在底部的雜質有可能被泵吸出，隨著油料一起進入到長輸管道內。

四、減少長輸管道內固體雜質的措施

目前，針對民用航空燃料的長輸管道的輸送管理已有多個行業標準，包括《民用航空燃料長輸管道輸送質量控制》MH/T6080-2012、《民用航空燃料長輸管道清管作業規程》MH/T6093-2013，這更加規范了民用航空燃料的長輸管道的安全管理，企業安全管理人員應嚴格按照各類法規要求，具體結合設備實際情況，采取有效措施減少長輸管道內的固體雜質。

1.選擇合適的清管方式，對長輸管道全程進行徹底清理。該機場油庫采用了通球法對25.6km的長輸管道全程進行了徹底清理，清理出較多的鐵銹等雜質。該油庫長輸管道在投產后發現較多固體雜質后，進行了兩次通球清管作業，分別用水和空氣作為球形清管器的推動介質。通過實踐發現清管器的選擇和適合的清管作業方案十分重要，必須根據管道直徑、長度、內壁銹蝕情況來綜合考慮，否則在清管作業過程中會發生清管器卡阻、破損等情況。相比與水，用空氣作為推動介質具有節省費用、減少作業時間、不需排水等優點。而隨著清管作業技術的不斷發展，近年來又出現了“智能清管器”等先進清管設備，使得清管作業實施起來更加便捷有效。

2.加強設備的日常檢查監控與維護保養。航空煤油在儲運過程中要接觸到多種設備，每個環節都需要做好檢查和監控。在接收油料時，要檢查油船的儲油船艙潔凈度，防止油料收到污染。對中轉油庫油罐要定期檢查監控，及時清理油罐底部雜質。密切監控長輸管道末端的預過濾器、過濾分離器的壓差數值，數值一旦接近或超過允許的臨界值，立即清理過濾器并更換濾芯。

3.合理安排管道輸油頻次,調整輸油量,通過攪動、沖刷使管道內部分雜質隨油流帶出。流速過低或者過高都會對管道產生不利的影響,流速過低,油料中的雜質容易沉淀在設備中;流速過高，一方面管道內的雜質會隨著油料高速流動而損傷內壁，另一方面沉積在管道底部的雜質會被帶入到管道末端的設備內,造成過濾器堵塞等情況。

五、長輸管道安全運行管理的幾個建議

1.在施工、檢修過程中應注意嚴格按照規范要求，做好管道的保護，防止雜質進入。在管道建設過程中,應科學計劃鋼管的運輸、存放等環節,盡量縮短管道暴露在大氣中的時間。在管道建設過程中,應規范作業,避免將泥沙、焊渣等外部雜質帶進管道。在管道建設期間,業主應對板材、管材制造商提出更為科學合理的板材、管材抗大氣腐蝕的控制指標。[3]在設備檢修過程中，如進行閥門拆卸、部件更換甚至閥體更換等作業時，要對管道進行有效防護，作業后對管道進行檢查，防止雜物進入或遺留。

2.管道內部進行防腐處理。早期有的長輸管道建設時未進行內壁防腐處理，在投運后發現，一方面由于長輸管道建設周期許多都超過一年，建設周期中管道內壁就已經會產生較多的鐵銹；另一方面有的管道并未時刻充滿油料，例如在進行管道檢修或設備更換時，這樣會加速內壁產生鐵銹。因此，即使是輸送成品油管道內壁進行防腐處理是十分必要的。

3.定期進行清管作業。成品油管道在正常運行一段時間后應根據管道運行情況安排時間進行通球清管,清除管內雜質及管壁結垢。[4]清管作業是對長輸管道內部清理較為徹底的一種措施，雖然它對于這種小口徑的航空煤油輸送管道而言，具有成本高、操作復雜等特點，但對于管道內雜質較多的情況，還是一種直接有效的措施。在清管作業實施前應做好充分的準備，選擇合適的清管設備和清管方案，以實現最佳效果。

目前清管器按照結構和功能的不同，主要有芯軸式清管器、泡沫清管器、整體鑄造清管器、清管球、智能清管器，[5]應根據管道長度、輸送介質及腐蝕情況選擇最適合的清管方式。

4.對于中轉油庫——機場油庫這樣兩庫轉輸的業務模式，在進行輸油作業時應確保通信暢通、準確，輸油前后做好確認，輸油過程中做好壓力、流量、油罐液位的監控。有條件的企業可以安裝遠程停泵或遠程切換罐系統，增強應急處置能力，確保輸油安全。

5.重視管道內的微生物污染。如果在管道等儲運設備中具備合適的溫度、水分條件，那么某些微生物從外界進入后就極有可能在內部迅速繁殖，從而污染燃油并損害燃油儲運設備。在日常工作中需要密切監控長輸管道附屬設備（如過濾分離器、聚結濾芯）的微生物污染情況。

[1]李仕.固體雜質對成品油長輸管道設備的損傷及防范措施[J].化工設備與管道,2008,45,(2):48-51.

[2]高庭禹,張增強.蘭成渝成品油管道內雜質的成因與分析[J].油氣儲運,2006,25,(10):52-54.

[3]宋飛,朱峰,潘紅梅,孟賀學.蘭成渝管道雜質來源分析[J].油氣儲運,2010,29,(5):381-383.

[4]楊筱蘅.油氣管道安全工程[M].北京:中國石化出版社,2005.

[5]韓志廣,笪京,方圓.淺談油氣管道清管技術[J].中國石油和化工標準與質量,2014,(03):49.