浅析HG减阻剂在输油管线的应用效果

浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用在原油和成品油管道中添加减阻剂，是输油系统降低管道能力消耗，提升特定地段管道流通能力的重要措施之一。

文章介绍了减阻剂的减阻机理，并通过国外输油管道应用实例阐述了减阻剂在输油管道中减阻和增输的用途，分析了在输油管道上应用减阻剂的优势。

标签：减阻剂；输油管道；减阻；增输引言流体在管道中流动与管壁产生摩擦阻力，导致系统能量消耗，降低管道输送量。

通过在输送的流体中添加高分子聚合物，在紊流状态下减小流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。

用于降低流体流动阻力的高聚物化合物称为减阻剂（drag reducing agent），简称DRA。

减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成，在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥着重要作用。

1 减阻剂的减阻机理减阻剂通过改变管道中流体的流动状态，具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用。

减阻作用只是单纯的物理作用，减阻剂不与油品物质发生化学反应，所以不影响油品的化学性质，只对其流动特性产生影响。

减阻剂进入流体中后，由于其具有粘弹性，分子链沿流体流向方向自然伸展，从而对流体分子的运动产生影响。

减阻剂分子受到流体分子径向作用力，发生扭曲变形的同时，因其分子间引力而对流体分子产生反作用力。

受到该反作用力的影响，流体分子作用力方向和大小发生改变，一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力，无用功的消耗降低，宏观上起到减少摩阻损失的作用。

2 输油管道应用减阻剂后的减阻与增输2.1 减阻剂减阻与增输的含义在管道输油过程中加入减阻剂，产生的影响有两个方面：（1）降低能量损耗。

在原定输量一定的情况下，流体摩擦阻力降低，减少管道沿程压力损失，输送泵能耗降低，不仅节约了能量，还可以改换成扬程较低的泵输油。

（2）增加输送量。

在原定压力一定的情况下，流体摩擦阻力降低，从而使得管道输送量得以增加。

一般情况下，在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。

减阻剂在油气管道上的应用摘要：油气在输送过程中与管壁之间的摩擦阻力是油气管道压降的主要原因，减阻剂能够降低摩擦阻力，减小压降。

本文总结了天然气、原油与成品油管道减阻剂的作用机理以及使用特点，减阻剂对在新管道设计以及运行管道管理的影响。

天然气管道与油品管道减阻剂在作用机理以及使用要求上有各自的特点。

关键词：减阻剂，天然气，油品，管道1.引言天然气、成品油、原油在管道输送过程中与管壁之间存在摩擦阻力，该阻力为管道压降的主要原因。

降低管道压降，对改善管道的设计与操作、提高企业效益有重要的积极作用。

对新建管道，可以在管道铺设前内涂层[1,2]的方式降低管壁粗糙度，降低流体流动时的摩擦阻力。

对于已建成的管道，重新涂敷内涂层难度很高，采用减阻剂为常用且有效的方法。

天然气管道与油品管道中使用的减阻剂均能对紊流下的流动起到减阻作用，但作用机理与使用方法各有特点。

2.天然气管道减阻剂天然气管道中的流动一般为紊流，靠近管壁处气体分子会产生径向运动，造成能量的额外损耗。

天然气减阻剂能够减弱气体的径向脉动，从而降低摩擦阻力。

天然气减阻剂分子一端为极性端，另一端为非极性端，极性端牢固地粘结在管道金属内表面，同时非极性端与管道内的气体接触，形成一层光滑的膜和特殊的气-固界面，该界面减少了气体的径向脉动,降低了摩擦阻力[3,4]。

在现场应用中，减阻剂不仅要具有减阻效果，同时还应对管道安全且对气体物性无影响，减阻剂应当具备四个特点：1.减阻剂与管壁之间需要有较强的吸附力，减阻剂分子能够牢固的吸附在管壁上，能在管壁上形成稳定的膜，同时减阻剂膜能够在管壁上稳定较长的时间；2.减阻剂能够吸收气体的湍能，降低气体运动的能量损耗；3.减阻剂自身应当无腐蚀性，同时不影响天然气的品质；4.减阻剂应当可以溶于某些溶剂，以便配制溶液，能够注入到天然气管道中。

由于天然气减阻剂必须粘附在管壁上且成膜才能发挥降凝作用，而受管道结构的限制，减阻剂只能在站场从管道的一端加入。

入管道流体中后，呈连续相分散在流体中，依靠本身特有的粘弹性，分子长链沿流体流动方向自然拉伸，从而对流体微元的运动产生影响。

减阻剂分子间的引力与流体微元产生的反作用力相互影响，减少了无用功的消耗，宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果[3]。

另一种解释是：在输油管道中，由于受摩擦阻力的影响，流体流动表现为紊流状态，造成管道输量降低或能耗增加。

在管道内注入减阻剂后，靠近管壁的层流底层和缓冲区面积增加，管道直径截面上流体的紊流区域面积减少，如图2所示，从而降低整个管线中流体的摩擦阻力[4]。

图2 流体在管道中的流动结构变化示意图2 减阻剂的减阻作用减阻剂注入油品后，能限制油品分子径向运动，使其沿减阻剂长链分子方向运动(即沿管道方向运动)，有效减小油品的紊流程度。

根据流体力学原理，层流趋势越高，摩阻系数越小，减阻剂便是通过这种方式实现减阻、增输的目的。

管道流体流动阻力的降低，实际上是摩阻系数的降低，因此减阻率可以表示为式(1)：100%RRλλλ−=× (1)式中：λ0为未加减阻剂工况下的摩擦系数；λR为注入减阻剂后管道内油品流动的摩阻系数。

根据式(1)，通过计算注入减阻剂前后管道油品摩阻系数0 引言液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是层流，另一种是紊流，通常采用雷诺数(Re)来确定流动状态。

流体在管道中流动时受管道沿程阻力和局部阻力的影响，导致系统能量消耗，降低管道输送能力和输送效率。

减阻剂是一种长链、高分子量聚合物，可降低摩擦压力损失，提高烃类产品在管道中的流量，是油品管道输送系统中的重要组成部分，可降低输油管道运行的总能耗费用，提高管道输送效率。

1 减阻剂的组成及减阻机理减阻剂是高分子碳氧化合物聚合物，呈粘稠状，属于非牛顿流体。

其中，油溶性减阻剂的分子结构呈线性长链，具有较强的柔弹性，常将油溶性减阻剂用于油品管道。

减阻剂按类型可分为水溶性和油溶性两大类。

水溶性减阻剂包括聚氧化乙烯、皂角籽、聚丙烯酰胺等，而油溶性减阻剂包括聚异丁烯、甲基丙烯酸酯、聚长链α-烯烃等。

浅谈管道减阻剂在原油管道输送过程中的应用发布时间：2022-08-16T06:49:13.389Z 来源：《工程管理前沿》2022年第4月第7期作者：孙汉峰[导读] 在原油的管道运输中孙汉峰长庆油田分公司第二输油处摘要：在原油的管道运输中，减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻，增加输送量。

本文结合马惠线加入减阻剂的应用实例，阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。

关键词：原油管道、减阻剂、减阻增输原油本身是粘度较高的流体，在进行管道输送时，其在输油管道中的流动状态受摩擦阻力作用，造成能量消耗增加、管道运输效率的降低。

在这种情况下，采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻，对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、降低能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义。

减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下，有效地降低管道中流体的摩擦阻力，提高管道的输送能力。

减阻作用是一种特殊的湍流现象，减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现，它是一个纯物理作用。

减阻剂分子与油品的分子不发生作用，也不影响油品的化学性质，只是与其流动特性密切相关。

在湍流中，流体质点的运动速度随机变化着，形成大大小小的旋涡，大尺度旋涡从流体中吸收能量发生变形、破碎，向小尺度旋涡转化。

小尺度旋涡又称耗散性旋涡，在粘滞力作用下被减弱、平息。

它所携带的部分能量转化为热能而耗散。

在近管壁边层内，由于管壁剪切应力和粘滞力的作用，这种转化更为严重。

在减阻剂加入到管道以后，减阻剂呈连续相分散在流体中，靠本身特有的粘弹性，分子长链顺流向自然伸呈流状，其微元直接影响流体微元的运动。

来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形。

减阻剂分子间的引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变流体微元的作用方向和大小，使一部分径向力被转化为顺流向的轴向力，从而减少了无用功的消耗，宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果。

减阻剂的添加浓度影响它在管道内形成弹性底层的厚度，浓度越大，弹性底层越厚，减阻效果越好。

管道减阻剂在原油管道运输中的应用摘要：在原油的管道运输中，减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻，增加输送量。

本文结合延长石油管道运输中减阻剂的应用实例，阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。

关键词：减阻剂延长石油减阻增输原油在进行管道运输时，管道中的原油由于摩擦阻力的存在而限制了其在管道中的流动，造成了管道运输效率的降低，增加了能量消耗。

减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下，有效的降低管道中流体的摩擦阻力，提高管道的输送能力。

管道减阻剂是一种可以降低流体流动摩阻，增加输送量的高分子添加剂，对输送管道的增输、节能、提高经济效益有非常重要的作用。

一、管道减阻剂减阻机理原油在管道运输过程中，随着管道摩阻的增加，原油的层流部分将会逐渐减少，紊流部分将会增加。

处于紊流状态的原油中有很多漩涡，而这些旋涡是逐级变小的，旋涡的尺度越小，能量的粘滞损耗越大，旋涡的能量最终将被流体的粘滞力损耗掉，变成热能，因此处于紊流状态的原油需要消耗大量的管输能量[1]。

管道的中心区是紊流核心区，管内大部分流体处于这一区，只有靠近管壁的很少部分的液体运动为层流，这两者之间有一过渡区。

减阻剂就是通过改变管壁附近（过渡区）油分子的运动状态，使其向同一方向运动，以扩大已有的层流区，减少能量消耗，降低摩阻损失，以达到减阻增输的目的[2]。

同时，处于紊流状态下的原油中各级旋涡将能量传递给减阻剂分子，使其发生弹性变形，将能量储存起来，之后，减阻剂分子又将获得的能量还给油分子，以维持原油正常运输所必需的能量，达到减阻的目的[3]。

值得注意的是只有当原油处于紊流状态时，减阻剂才起减阻作用。

二、原油管道应用阻剂后的减阻增输效果减阻剂的减阻与增输即为：减阻：在原定输量不变的情况下，降低原油流动摩阻，减少管道沿程压力损失，从而减低泵的动力消耗，节约了能量，可以改换成扬程较低的泵输油。

增输：在原定压力不变的条件下，由于原油流动摩阻降低，而输量增加；在多数情况下，使用减阻剂是为了增加管道的输量，增输是由于减阻的作用而实现的。

减阻剂在原油管道运行中的应用戴超摘要：在输油生产过程中，使用减阻剂可以有效的提升管道输送能力，是一种常用的输送工艺。

文章对原油管道添加减阻剂进行了现场实验分析，研究了减阻剂添加后对管道运行的影响。

通过对实验进行分析可以，减阻剂的使用可以有效的提升管道输送能力，满足了炼化企业原油加工需求，提升了企业生产运行调节和管理水平。

关键词：原油管道；减阻剂；增输一、HG减阻剂现场试验以A、B、C三处为试验对象，在原油管道进行了添加减阻剂运行的现场试验，并获得了完满成功。

①确定减阻剂注入点。

为确保减阻效果，减阻剂注入点应尽可能避开弯头、阀门等节流设备，注入点后不应有可对减阻剂产生严重剪切的设备。

因此，注入点选择在输油泵后出站直管段。

注入管线为DN57mm至DN15mm的变径管线。

②对管线进行停输密闭开孔作业，安装高压阀门。

③在添加HG减阻剂输送现场试验期间，分三个阶段实施，第一阶段是在仪征、和县、无为、怀宁四站满负荷运行，最大限度的提高输送能力，使进站压力尽可能低，出站压力尽可能高，稳定后采集未加剂情况下的空白基础数据；第二阶段，考察四站同时添加浓度为10mg/L情况下的减阻和增输效果；第三阶段，考察四站同时添加浓度为15mg/L情况下的减阻和增输效果。

第一阶段:输送鲁宁油和进口油的比例为1:1.5，混油密为886kg/m3当仪征--黄梅管段不加减阻剂时，全线最大输量稳定运行时，管线平均流量为3699m3/h。

仪征干线的输量为7.86万吨/天，安庆支线的输量为1.36万吨/天，九江支线的输量为1.35万吨/天，武汉支线的输量为1.98万吨/天，洪湖支线的输量为0.93万吨/天，长岭的输量为2.24万吨/天。

仪长线全线外管道的总压降为43.91 MPa，其中仪征---黄梅外管道的总压降为21.06MPa。

第二阶段:加入H(}减阻剂浓度为10mg/L运行后，全线最大输量稳定运行时，管线平均流量为3954m3/h ,管线的实际增输率为6.89%。

油　气　储　运 2009年　中间管段重复添加减阻剂对管道运行的影响姜和圣3(徐州金桥石化管道输送技术有限公司) 张亮军 段春丽 田志刚(中国石化管道储运公司沧州输油处)张　宁 曹旦夫(徐州金桥石化管道输送技术有限公司)姜和圣　张亮军等:中间管段重复添加减阻剂对管道运行的影响,油气储运,2009,28(3)40～42。

摘　要　介绍了H G 减阻剂在河石线现场的应用情况,讨论了中间管段重复加剂对添加减阻剂管道运行的影响。

现场应用表明,中间管段重复加剂具有一定的减阻效果和增输能力,但效率低于前面泵站加剂的效果。

主题词　原油管道 减阻剂 中间管段 重复加剂 试验 减阻效果 讨论一、前　言 减阻剂是一种实用的化学添加剂,具有在输量不变的情况下,可以大幅降低管道沿程摩阻损失,减少管道阻力的功能。

在管道运行压力不变的情况下,可以提高管道的输量。

合理地使用减阻剂,既可以实现减阻,又可以实现增输。

近年来,国产H G 减阻剂在一些管道(东黄线、濮临线、河石线等)上的成功应用,获得了良好的减阻增输效果。

为了保证石家庄炼油厂原油加工量,进一步提高河石线的输油量,从2005年9月28日至10月8日进行了河石线添加减阻剂的现场试验。

二、试验背景 河石管道首站为河间站,中间设有饶阳站、河庄西站,末站在石家庄炼油厂原油库。

华北原油分别由河间站、饶阳站、河庄西站和距石家庄炼油厂原油库32.5km 的晋州站注入管道。

此前,河石线单输华北油田原油,随着石家庄炼油厂原油需求量的增加和原油流向的调整,河石线开始输送华北油田与进口原油的混合油。

该管道的相关参数见表1。

表1　河石线管道概况站名高程差(m )站间距(km )站间管容(m 3)河间—饶阳　10.0348.54666饶阳—河庄　9.5038.53704河庄—石家庄27.8364.06158 注　管道内径按350mm 计算。

受管道实际输送能力的制约,河庄—石家庄炼油厂管段成为影响管道输量提高的瓶颈,为此,自2004年开始在河庄站添加减阻剂,输量有明显提高。

顺序输送原油管道中减阻剂效果的评价方法
顺序输送原油管道中减阻剂是一种常用的提高输送效率的手段，可明显降低管道内阻力，提高原油输送效率，减少能耗，缩短输送时间。

但如何评价顺序输送原油管道中减阻剂的效果呢？
评价顺序输送原油管道中减阻剂的效果，可以从以下几个方面入手：
一、计算管道的输送能力指标，包括流量、输送速度、压力、流动阻力等，比较使用减阻剂前后的数据差异，以此来评估减阻剂的效果。

通过计算管道中原油的平均流速、流量等数据，可以得到减阻剂对管道输送能力的影响情况。

二、通过实验验证减阻剂的效果，可以选择适当的管道实验，加入一定量的减阻剂，对比使用与不使用减阻剂的效果差异。

实验过程中可以测量管道中的压力、流量、速度等参数数据，以此来评估减阻剂的效果。

三、统计使用减阻剂前后的原油损耗情况，比较使用减阻剂前后的原油损失量，以此来评估减阻剂的降耗效果。

通过统计不同阶段的损耗情况，可以得到减阻剂对降低原油损耗的效果。

四、考察减阻剂对管道维护的影响，评估减阻剂的环保性和对管道系统的安全性的影响。

实验或统计使用减阻剂前后管道维护费用和使用年限等数据情况，评估减阻剂的安全性和环保性。

综上所述，评价顺序输送原油管道中减阻剂的效果需要综合考虑多个因素，从管道输送能力指标、实验验证、降耗效果、管道维护等方面入手，综合分析数据结果，据此来评估减阻剂的效果和可行性。

浅析HG减阻剂在输油管线的应用效果摘要：文章介绍了减阻剂的减阻机理，指出在一定范围内随着加剂量的增加，减阻剂的减阻增输效果增加。

分析了甬沪宁管线添加HG减阻剂增输试验的情况，并结合管输原油油品变化较频繁的实际情况，灵活调整加剂量，得到了较好的增输效果。

关键词：减阻剂；减阻机理；加剂效果；增输；加剂量1减阻剂介绍1.1减阻剂的使用特点HG减阻剂是徐州金桥石化管道输送技术有限公司（隶属于中石化管道储运公司）生产的一种液态化学添加剂，它的基本特点是添加量小、减阻效果明显、在管输原油和成品油中有良好的溶解性、对下游用户无不良影响、使用时注入方便、不需要特殊的设备、产品本身无毒副作用等。

HG减阻剂的聚合单体为C5至C18的α-烯烃，具有超高分子量，粘均平均分子量在200万以上。

HG减阻剂外观为白色的液体，具有可泵性，可溶解于有机溶剂中。

减阻剂为纯粹的碳氢化合物，对于炼油没有影响。

1.2减阻剂的减阻机理减阻作用是一种特殊的湍流现象，减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现。

它是一个纯物理作用。

减阻剂分子与油品的分子不发生作用，也不影响油品的化学性质，而只与其流动特性密切相关。

减阻剂加入到管道以后，靠本身的粘弹性，分子长链顺流向自然拉伸，其微元直接影响流体微元的运动。

来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形。

减阻剂分子间引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变了流体微元作用力的大小和方向，使一部分径向力转变为顺流向的轴向力，从而减少无用功的消耗，宏观上起到减少摩阻损失的作用。

在层流中，流体受到粘滞力作用，没有湍流那种涡流耗散，因此加入减阻剂没有效果。

随着雷诺数增大进入湍流，减阻剂就开始发挥减阻作用。

雷诺数越大，减阻效果越明显。

当雷诺数增大到一定程度，即流体剪切应力足以破坏减阻剂分子链结构时，减阻剂将降解而失去减阻效果。

1.3减阻剂的功能减阻剂的主要功能是：在输量不变的情况下，可以大幅降低管线的沿程摩阻损失，减少管线的阻力，具有减阻功能；在管线运行压力不变的情况下，可以提高管线的输量，具有增输功能；合理使用减阻剂，可以既实现减阻，又实现增输。