北方地區冬季0號柴油收發工藝的可行性探討

肖海明

〔中國石化銷售有限公司 北京 100728〕

我國幅員遼闊，東西跨經度60多度、5個時區，東西距離約5200 km，南北跨緯度近50度，南北距離約5500 km。冬季12月至次年3月間，我國中南部氣溫普遍在0℃以上，而北方氣溫普遍在零下10～30℃，溫差非常大。以往南方的運輸車輛來到北方會根據氣溫變化及時變換柴油品號以防止柴油凝結造成運輸阻礙，但隨著物流運輸成本的增加、運輸利潤空間的壓縮以及油箱加溫等技術的應用，傳統的隨氣溫變化變換相應品號的加油方式與南方司機的實際需求之間的矛盾已經越來越大，北方冬季0號柴油的供應問題也逐漸引起成品油銷售企業的重視。

1 0號柴油的特性

我國的輕質柴油主要分為普通柴油和車用柴油兩類。普通柴油適用于拖拉機、內燃機車、工程機械、船舶和發電機組等壓燃式發動機，也可以用做三輪汽車和低速貨車的燃料。車用柴油適用于壓燃式高速柴油機，例如設計車速高于70km/h的四輪柴油汽車。隨著我國車用柴油的大力推廣，目前長途柴油運輸車輛基本只有車用柴油可供選擇。

柴油使用性能中最重要的是著火性和流動性。柴油的凝點(SP)、冷濾點(CFPP)、濁點(TD)三個低溫性能指標與柴油機在低溫條件下的正常供油密切相關，特別是冷啟動工作。柴油的凝點是指油品在規定條件下冷卻至喪失流動性時的最高溫度，是評定柴油流動性的重要指標；冷濾點是柴油通過柴油機供油系統時能造成濾網堵塞的最高溫度；濁點是指柴油出現結晶開始渾濁的最高溫度。經驗表明，對柴油而言，冷濾點與柴油的低溫使用性能直接相關，而凝點主要與柴油的儲存、運輸有關。

輕柴油有5、0、-10、-20、-35、-50六個牌號,選用柴油的依據是使用時的溫度，柴油汽車主要選用后5個牌號的柴油，溫度在4℃以上時選用0號柴油；溫度在4～-5℃時應選用-10號柴油；溫度在-5～-14℃時應選用-20號柴油；溫度在-14～-29℃時應選用-35號柴油。選用柴油的牌號如果高于上述溫度，發動機中的燃油系統就可能結蠟、堵塞油路、影響發動機的正常工作。

2 北方地區冬季0號柴油供應的瓶頸

北方地區油品配送的方式大致有三種：一是由煉油廠直接付到加油站；二是由煉油廠經鐵路運輸到油庫，再由油庫配送到加油站；三是由煉油廠汽運到油庫，再由油庫配送到加油站。在可直接付至加油站的情況下，由于出廠0號柴油為熱油，短距離配送到站時還未凝結，可以正常卸車，基本可以滿足收發要求。但此部分數量有限，大多還是經鐵路或公路汽運長途運輸到油庫轉存后根據經營需要再次配送到站，而油庫通常遠離資源地，此時的長途運輸和油庫接卸儲存發貨中0號柴油的凝結問題一直困擾著人們，給冬季0號柴油的市場銷售帶來巨大阻礙。

3 冬季0號柴油供應的意義

假設某公司加油站冬季0號柴油的需求主要集中在高速路服務區、國道的大約20座加油站，需求時期自當年11月至次年3月份共5個月時間，預測的0號柴油需求約6.1萬t。

如果因凝結問題冬季無法供應0號柴油，那么這塊市場的需求量幾乎完全丟掉。按每噸利潤約850元計算，則共喪失5 185萬元效益。因此解決冬季0號柴油供應瓶頸對穩定市場占有率，維護企業品牌形象，經營創效發展有著重要意義。

4 解決方案

4.1 工藝改造

防止冬季0號柴油凝結最重要的是解決接卸、儲發環節的防凝結問題。

(1)油庫接卸。接卸環節主要需解決公路和鐵路運輸油品的防凝結問題。公路運輸目前可以采取更換雙層罐車延緩油品降溫速度，一般情況下發貨油溫高，兩天內均能達到油庫正常卸車。但鐵路運輸發出的油槽掛車至油庫時，往往已經出現油品凝結的現象，部分油品不能正常卸車。油庫接卸環節采取電伴熱、熱交換及保溫改造方案。進油管線設置電伴熱及巖棉外保溫層，能夠確保槽車內未凝結的0號柴油卸出，在原有泵房基礎上(需要時增設專用泵房和泵)，增加換熱器及相關管線改造，利用熱油泵將儲罐內的0號柴油(在柴油罐內加裝盤管換熱器使油溫維持在冷濾點以上(≥5℃))輸送至換熱器將油加熱到40～55℃(低于柴油的閃點)，并反輸到火車槽車內將結蠟和粘稠的柴油融化稀釋，再通過卸車流程把車內剩余的柴油輸入到儲罐，達到完全卸車目的。柴油熱循環卸油工藝見圖1。

圖1 柴油熱循環卸油工藝

(2)油庫儲存和發油。儲發油環節主要是解決儲罐和管線保溫問題。0號柴油儲存加熱和保溫改造采取循環油加熱及油罐外保溫方案，發油管線采取電加熱及巖棉保溫方案。油庫設置一座獨立的燃油鍋爐，鋪設循環管線至柴油罐(宜為拱頂罐)內部，通過加熱介質(油)熱交換對0號柴油加熱，柴油罐外部加裝保溫材料增加保溫性能，發油管線至發油鶴管處進行電伴熱和巖棉保溫改造，達到正常發油目的。

導熱油循環管線在柴油罐罐底蛇形布置，其中一根管線延伸至罐頂部以保證柴油不至因凝結不均而過度分層。0號柴油儲罐外另設保溫措施，加熱導熱介質(油)的鍋爐不需要常開，可根據氣溫狀況人工掌控，一般在有卸油及發油操作的前三天，開啟加熱功能進行不間斷加熱，一般介質(油)加熱至170～200℃，回爐溫度50～70℃，往復進行。為保證0號柴油在冬季的儲存和輸送，油庫至少應有2座儲罐增設加熱保溫設施，儲罐的罐型則應兼顧日常和冬季周轉的需求。

科學的油品接卸工藝和儲罐配置方案是冬季0號柴油銷售的重要保障。要對油品冬季周轉量下的實際儲存天數與最寒冷季節油品溫降的時間進行理論計算和對比，進而驗證工藝方案的可行性，同時采取優化措施盡量縮短儲存時間，提高出庫效率，降低凝結概率。發油保溫工藝流程見圖2。

圖2 發油保溫工藝流程示意

(3)加油站接卸和儲發。冬季0號柴油銷售范圍主要集中在高速路和國道部分銷量需求大的站。較近的煉油廠可直接付油到站或油庫正常配送到站，稍遠的地區采取油品加熱到16℃左右，同時利用雙層罐車配送均可順利卸油。加油站需重點解決埋地儲罐、管線及加油機的保溫問題。油罐及至加油機管線可做巖棉保溫改造，以保持0℃左右溫度。加油機內部安裝加熱板，外部加裝保溫材料進行加熱和保溫，可保證加油機管路不堵塞。

(4)承運車輛。一般由油庫配送至加油站的距離在200 km以內，運輸時間在3 h以內，配送車輛無需改造或更新。如果運距長，在普通車輛運輸油品存在凝結不便卸車的情況下，可以選擇更新雙層罐車，一般情況下完全能夠解決配送問題。

4.2 改造投入

油庫、加油站接卸、儲存和發油系統加熱和保溫改造投資項目如表1。

表1 油庫改造項目

注：油庫柴油罐一般為拱頂罐，內部加熱改造相對簡單，內浮頂油罐改造難度相對較大。當新建油庫或加油站時，建設階段需同時考慮各環節的加熱保溫，投資及施工相對會經濟便捷一些。

在條件允許情況下，加油站也可嘗試采用水暖加熱保溫。增設電鍋爐，油管至加油機管線及加油機內部伴隨鋪設水暖管線，加油機加裝內保溫材料等。

4.3 運行維護費用。

此套0號柴油收儲發系統在冬季運行過程中將產生一定的運行維護費，主要有：①燃油鍋爐循環泵、電伴熱等設備設施耗電產生的電費。②燃油鍋爐燃料為-35號柴油，運行產生的油耗。③循環介質(油)損耗補充。④燃油鍋爐、電阻絲、保溫層、換熱器等設備設施損壞維修產生的修理費等。⑤其他費用。

5 效益評價

按照改造2座油罐計算，油罐、管線等改造及爐、塔、泵等配套設備設施投入約780萬元/庫，加油站改造約15萬元/站，油庫年運維費用約90萬元/庫，加油站年運維費用約5萬元/站。與無法供應0號柴油而丟失的市場效益相比，筆者認為經濟效益是很可觀的。

6 實際運行中可能存在的主要問題

(1)鐵路運輸因故延長運輸時間，導致0號柴油凍凝無法正常卸車。

(2)0號柴油加油機深度凍凝無法解決，天氣轉暖才能恢復使用。

(3)定期打油回罐存在一定的油品損耗，-35號柴油沖管線存在消耗及價格損失。

(4)定期打油回罐給員工帶來更大的勞動強度。

(5)回罐的賬務處理及偷盜油管理難度和風險加大。

7 總結及建議

(1)北方寒冷地區冬季0號柴油需求是實際存在的，接卸儲發設備和設施的加熱保溫改造是可行的。

(2)油庫、加油站改造需請專業設計單位進行專業設計，在符合安全要求的前提下確定具體改造方案和投資預算。

(3)冬季供應0號柴油的加油站應保證站內24 h人員在崗，確保0號柴油加油機最少每隔2 h打槍1次。

(4)針對加油站員工勞動強度增加，應制定相應的員工獎勵機制，調動員工銷售0號柴油的積極性，確保加油站持續增量。

(5)針對油品損耗以及管理難度加大等方面，應制定有效的管理措施。

(6)加油站卸油及儲存可能存在罐車凍凝無法卸車及儲罐凍凝無法發油的風險，應制定有效的應急處置方案。