東臨復(fù)線順序輸送混油量的計(jì)算與實(shí)際驗(yàn)證

何立新

摘 要

通過收集東臨復(fù)線運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合英國研究者J.E.Austin和J.R.Palfr ey總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式和變流速混油量計(jì)算公式，推算東臨復(fù)線順序輸送過程中的混油總量，并通過末站壓力變化、現(xiàn)場取樣驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，對今后更好地掌握東臨復(fù)線順序輸送過程中的混油量有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞

順序輸送;混油量;計(jì)算;實(shí)際驗(yàn)證

中圖分類號： TE832? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.040

0 前言

東臨復(fù)線1998年投產(chǎn)運(yùn)行，管道全長155.23km，全線為變徑、變壁厚設(shè)計(jì)，其中東營首站-濱州站為φ630×7～8 mm、濱州站-臨邑站為φ711×8 mm，全線設(shè)東營首站、喬莊站、濱州站、淄角站、臨邑末站共5個站點(diǎn)。東臨復(fù)線設(shè)計(jì)年輸量為1700×104 t/a。

2015年11月，隨著東部原油管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整，東臨復(fù)線由單外輸勝利原油調(diào)整為分別接收東黃復(fù)線黃島上岸的進(jìn)口原油和勝利油田的勝利原油，然后向下游臨邑站順序輸送勝利原油與進(jìn)口原油的混合原油、進(jìn)口油的方式，保障濟(jì)煉、洛煉以及沿江煉廠的煉化需求。臨邑站作為東臨復(fù)線的末站，同時作為魯寧線、臨濮線、臨濟(jì)線的首站，對東臨復(fù)線的混油接收與外輸有著嚴(yán)格要求，因此研究東臨復(fù)線順序輸送過程中混油量有著重要的實(shí)際意義。

1 順序輸送的混油機(jī)理

在同一條管道內(nèi)，按一定順序連續(xù)地輸送幾種油品，這種輸送方法稱為順序輸送（或交替輸送）。

在順序輸送管道中，當(dāng)兩種油品交替時，在接觸區(qū)內(nèi)兩種油品混合，會形成一段混油。產(chǎn)生的混油在物理化學(xué)性質(zhì)上與所輸送的兩種油品都不同。順序輸送時產(chǎn)生的混油量，不僅取決于兩種油品的物理化學(xué)性質(zhì)，而且與交替過程管內(nèi)油品的流動狀態(tài)、輸送順序和管道長度等因素有關(guān)。國外資料和國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)踐均表明，湍流狀態(tài)下輸送時，混油量通常為管道總體積的0.5%～1%。[1]

管道順序輸送過程中除了初始混油、過站混油、停輸混油、意外混油外，正常輸送條件下，沿程混油是最主要的。本文主要就輸油管道順序輸送過程中沿程混油進(jìn)行討論。

2 東臨復(fù)線混油量計(jì)算

2016年5月9日16點(diǎn)50分，東臨復(fù)線東營站開始外輸純進(jìn)口杰諾油，前行油品為勝利原油與進(jìn)口杰諾原油6：1混油;5月10日17點(diǎn)，進(jìn)口杰諾油到達(dá)臨邑站，在此期間東臨復(fù)線運(yùn)行方式為全線六泵運(yùn)行（東營站一大一小泵，喬莊站一大泵，濱州站一大一小泵，淄角站一大泵）。本文根據(jù)收集整理的東臨復(fù)線相關(guān)參數(shù)（見表1、表2），并對沿線的混油量進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算。

3 實(shí)際驗(yàn)證

3.1 結(jié)合實(shí)際進(jìn)站壓力驗(yàn)證

根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算公式P=ρgh可以得知，在H（高差）不變的情況下，液體的壓強(qiáng)與其密度成正比關(guān)系。東臨復(fù)線順序輸送混油和進(jìn)口油過程中，當(dāng)混油與進(jìn)口油的界面通過末站的壓力變送器時，壓力的變化會被捕捉并反映到SCADA系統(tǒng)當(dāng)中，因此我們對2016年5月10日16點(diǎn)50分至17點(diǎn)20分期間臨邑站進(jìn)站壓力變化趨勢進(jìn)行了分析。

由圖1可以看出，16點(diǎn)56分之前臨邑末站的進(jìn)站壓力較為恒定，16點(diǎn)56分之后臨邑站的進(jìn)站壓力呈現(xiàn)逐步下滑趨勢，此時間段與根據(jù)東臨復(fù)線的管容以及外輸量推算的混油頭到達(dá)臨邑站的時間基本一致，至17點(diǎn)11分臨邑站進(jìn)站壓力基本走平，此過程視為該混油段的油品濃度由99%～1%的變化過程。混油段到達(dá)臨邑站的全過程時間為15分鐘，東臨復(fù)線的瞬時輸量為2580m3/h，由此我們計(jì)算出該時間段通過的流量為645m3，即混油量為645m3，混油段長度為1.6974km。但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中由于受到壓力變送器本身的量值誤差以及混油段的首末端變化（99%～95%、5%～1%）可能會存在壓力變化表現(xiàn)不明顯的因素，該判斷方法仍會存在一定的誤差。

3.2 結(jié)合現(xiàn)場取樣密度驗(yàn)證

根據(jù)東臨復(fù)線混油到達(dá)臨邑站的預(yù)測時間，臨邑末站安排計(jì)量工每隔十分鐘對東臨復(fù)線的進(jìn)站油品進(jìn)行現(xiàn)場密度測定，符合所輸送的純進(jìn)口油密度標(biāo)準(zhǔn)時則將后行油品切入臨邑站事先準(zhǔn)備好的進(jìn)口油專儲罐中。本文通過臨邑站的密度測定數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，詳見表3。

通過表3可以看出，東臨復(fù)線的混油頭到達(dá)臨邑站的時間為16點(diǎn)50分至17點(diǎn)10分之間，由于臨邑站是每隔十分鐘取樣分析一次，因此混油段的首尾時間無法確定，假設(shè)按照東臨復(fù)線的混油段的通過時間為20分鐘計(jì)算，則東臨復(fù)線的混油量為860m3，混油長度為2.263km。

3.3 進(jìn)站壓力和密度驗(yàn)證方式對比

將東臨復(fù)線混油段到達(dá)臨邑站時的壓力變化與臨邑站取樣分析的結(jié)果比對，可以發(fā)現(xiàn)：16點(diǎn)50分臨邑站取樣油品密度仍為6：1混油密度，16點(diǎn)56分臨邑站進(jìn)站壓力開始下滑，17點(diǎn)0分臨邑站取樣油品密度開始變小，該油樣密度介于6：1混油密度和進(jìn)口油密度之間，17點(diǎn)10分臨邑站取樣油品密度符合進(jìn)口油密度標(biāo)準(zhǔn)，17點(diǎn)11分臨邑進(jìn)站端壓力下滑終止，基本走平。兩種實(shí)際驗(yàn)證方式的結(jié)論可以很好地吻合，因此通過進(jìn)站端的壓力變化可以方便地判斷出混油段的長度和混油量。

4 結(jié)論

（1）建議在臨邑站進(jìn)站端安裝在線密度分析儀，通過采集油品密度變化的方式實(shí)時判斷混油段的密度變化情況，進(jìn)而推算出東臨復(fù)線混油總量和混油段的長度。若暫不具備安裝在線密度儀條件，則可以通過監(jiān)測末站進(jìn)站壓力變化的方式判斷管道內(nèi)混油段的通過時間，進(jìn)而推算出混油段長度和混油量。

（2）東臨復(fù)線為冷熱交替順序輸送，運(yùn)行情況復(fù)雜，油品種類繁多，且存在變徑管段，目前相關(guān)的混油量的計(jì)算公式均不能真實(shí)、準(zhǔn)確反映出東臨復(fù)線混油段的實(shí)際情況，對此需要我們持續(xù)的跟蹤、分析并找出內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)我們的日常生產(chǎn)運(yùn)行。同時，在日常輸油生產(chǎn)中，應(yīng)最大范圍的增加單批次輸送量，縮減輸送批次，縮短流程切換時間，盡量避免停輸，保持東臨復(fù)線管內(nèi)流體處于紊流狀態(tài)，有效降低混油量的產(chǎn)生，提高向煉廠的交油質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]楊筱蘅，張國忠.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：中國石油大學(xué)出版社，1996.8.

[2]楊筱蘅.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：中國石油大學(xué)出版社，2006.5，P274頁表6-1.

[3]嚴(yán)大凡，等.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1986.