成品油順序輸送及控制措施

楊 錕

長慶輸油氣分公司

成品油順序輸送及控制措施

楊 錕

長慶輸油氣分公司

成品油管道常采用多種油品順序輸送的方式，當兩種油品在管內交替時，隨著兩種油品在管道內運行長度的變化，管道運行狀態處于緩慢的瞬變過程中。在安排順序輸送油品的次序時，為減少混油損失，按照油品理化性質接近的程度來安排輸送次序。成品油進行順序輸送時，兩種油品的接觸面形成一段長度的混油，混油的產生，對于成品油順序輸送至關重要。為了減少混油，應確保在紊流狀態下輸送，而且雷諾數應盡可能高，通過減少起停輸次數、及時切換油罐和管路、確實輸送油品次序、準確切割混油頭等措施來進行控制。

輸送；混油頭；油品界面；控制措施

1 輸送特點

在同一條管道內，按一定批量和批次，連續地輸送不同種類的油品的輸送方式成為順序輸送(或交替輸送)。成品油的輸送方式主要是“密閉輸送”方式，上站來油直接與下站泵機組的入口相連，正常運行時無調節油罐，各站泵機組直接串聯工作。

2 輸送方式

成品油管道常采用多種油品順序輸送的方式，順序輸送管道，當兩種油品在管內交替時，隨著兩種油品在管道內運行長度的變化，管道運行狀態處于緩慢的瞬變過程中。對于地形起伏的管道，當密度大的油品處于爬坡段時，管道用于克服地形高差需要的能量不斷增加，上游管道壓力出站壓力上升；相反，上游管道出站壓力又會不斷下降；兩種油品交替，混油斷經過泵站時，混油密度連續變化，造成站進出站壓力也連續變化；進出站壓力的變化率取決于混油段的長度。因此，成品油管道的操作參數(流量、進出站壓力)隨時間而變化。

3 油品的排列順序

在安排順序輸送油品的次序時，為減少混油損失，按照油品理化性質接近的程度來安排輸送次序。因為相鄰排列的兩種油品的理化性質相差越大，輸送過程中混油量越大，運行控制難度增大。一般而言，若管道輸入N種油品，按油品性質接近的程度安排順序次序如圖所示。

完成一個循環所需的時間為循環周期，一年內完成的循環周期次數為循環次數。在一個循環內，形成混油段的數量M可用下式表示：

輸送管道的循環次數越少，每種油品的輸送量越大，在管道內形成的混油段和混油損失隨之減少。但是油品從生產到出口消費都是連續不斷進行的，而各種油品的輸送都要按批次和周期進行，是不連續的。生產、消費和輸送之間需要進行平衡，就需要在管道起、終點和中間分輸點建造油罐區。每一循環的油品批量和循環次數是根據實際的供、求和油罐容量來確定的。

4 輸送過程

成品油進行順序輸送時，管道中兩種油品的接觸界面處會發生液體分子的互相擴散。同時，管道截面上流速分布不均勻、液體質點的紊流脈動，都會使兩種油品的接觸面形成一段長度的混油。主要原因有：1)管道截面上流速分布不均勻，造成流速差間混油；2)流太變化產生紊流脈動，造成油質互相混合；3)油品擴散造成的油質互相混合。

5 混油段內界面的濃度分布

兩種油品在管道交替時，因為對流和擴散作用，A油從濃度高處向低處擴散，使B油中混入A油；同時，B油也從高濃度區向低濃度區擴散，使A油中混入B油。在兩種油品之間形成混油區。在混油區內油品濃度沿長度變化，而管道橫截面上的濃度基本趨于均勻。

6 混油量的經驗計算公式是根據Austin-Palfrey公式，管道中混油的擴散速度不僅與雷諾數Re有關，而且與油品輸送距離有關。在Re相同情況下，輸送距離越長，混油的擴散速度越小。

7 混油段的檢測

目前，國內成品油管線用于輸送不同油品的界面檢測方法主要有密度型、熒光記號型、光折射率型。

1)密度型。用測量不同油品的密度差別來檢測輸油管線中不同油品的界面，是一種比較直接的檢測方法。

2)熒光記號型。將一定濃度的熒光劑注入到順序輸送油品的混油界面中，界面中熒光劑的含量和熒光強度成正比。通過熒光界面檢測器持續不斷的監測管道中流動油品熒光強度的變化，檢測油品的混油界面。

3)光折射率型。利用光在不同介質中的折射率不同檢測混油界面，如光學界面檢測儀。

8 混油的控制措施

混油的產生，對于成品油順序輸送至關重要，為了減少混油，應確保在紊流狀態下輸送，而且雷諾數應盡可能高。合理組織順序輸送次序對減少混油十分重要，在滿足安全要求同時應將特性接近的油品安排相鄰輸送。減少油品切換的時間，減少初始混油。在允許的條件下，盡可能加大每種油品的一次輸送量。控制措施有：1)切換油罐和管路，閥門應采用快速控制的電動或液動閥門，并應安裝在靠近干線處，減少切換油品的初始混油。2)確定輸送批次，應將兩種油品性質相近，互相允許混入的濃度大的油品互相接觸，減少混油損失。3)兩種油品交替時，不允許停輸。需要停輸時，應使混油段接近平坦地段，并關閉油頭兩側閥門。

4)兩種油品交替時，應使流態保持紊流，是Re不小于104，因流速大時，相對體積要小一些。5)順序輸送應以管道泵到泵的輸送方式運行。6)將混油頭和混油尾準確的收入純油罐，減少混油量。7)輸送過程中盡量不用副管和變徑管，減少局部混油增加。

[1]成品油管道輸送-中國石化出版社