长输成品油管道顺序输送混油量的控制

２０１０伍　第１期　管　适技术　５　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ２０ｌ０　Ｎｏ．１　

长输成品油管道顺序输送混油量的控制　

徐燕萍　，范华军　（１．中石化销售华南分公司，广东广州５１１４５５；２．中石化国际工程公司，北京１０００１１）　

摘要：长输成品油管道顺序输送过程中会产生大量混油，目前常用的处理混油的方法都无法避免　

经济损失。以减少成品油管道在每个计算周期内混油量最终减少成品油管道系统总体混油量为目的，　

通过分析混油产生过程中各种因素的影响，结合实际顺序输送管道的运行经验，主要研究了从成品油　

输油计划编制和管道运行管理两方面对混油量的控制方法，提出了一些用于控制长输成品油管道混油　

量的有效措施。　

关键词：顺序输送；混油量；输油计划；管道运行管理　

中图分类号：ＴＥ８３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—９６１４（２０１０）０１～００５５一Ｏ２　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｆｏｒ　

Ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　

ＸＵ　Ｙａｎ—ｐｉｎｇ　，ＦＡＮ　Ｈｕａ－ｊｕｎ　

（１．ＳＩＮＯＰＥＣ　Ｓａｌｅｓ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｂｒａｎｃｈ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１１４５５，Ｃｈｉｎａ；　ＳＩＮＯＰＥＣ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｓｅｒｖｉｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００１１．Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｌｌ　ｃｏｍｅ　ｉｎｔｏ　ｂｅｉｎｇ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｉｌ　ｉｎ　ｌｏｎｇ・ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ．Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｌｏｓｓ　ｃａｎｎｏｔ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｖｏｉｄｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｄｅａｌｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ａｉｍ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｍｉｎａ—　ｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｖｅｒｙ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｓｏｍｅ　ｗａｙｓ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｍｉｘｅｄ　ｏｉｌ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｅｌ－　ｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂａｔｃｈ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔｉｔｙ；ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｐｌａｎ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　

１输油计划对混油量的影响　

１．１控制混油界面总数　

在固定周期内，管道顺序输送的批次越多，混油　

界面越多，产生的混油量就会越多。在满足阶段性市　

场需求的前提下，结合沿线油库库容和发油速度，制　

定优化的油品输送计划，加大批次量，减小输送批次，　

会对减少整体混油产生明显作用。这一点对于间歇　

输送的复杂管网更突出。　

例如，某成品油管网拥有相互联接又相对独立的　

４个分支系统，每月根据所在地区市场需求确定成品　

油输送批次和每种油品批次量。１月共接收４４个混　

油界面，混油总量约为３　１００　ｉｎ　；在市场需求变化不大　

的情况下，２月对油品输送批次进行优化后，共接收３３　

个混油界面，混油总量减少到２　２００　Ｉｌｌ　．　

１．２制定合理的管道输送流速　、　

管道顺序输送的成品油处于层流流动状态时，由　

收稿日期：２００９—０９—２３　收修改稿日期：２００９～１Ｏ一１２　于管道横截面上两种油品的分布很不均匀，会产生楔　

形油头，深入前行油品中并产生大量混油。当顺序输　

送的成品油在紊流状态输送时，紊流核心部分中流体　

的最大局部流速随雷诺数的增大而接近液流的平均　

流速，一般是平均流速的１．１８～１．２５倍。由于激烈的　

紊流扰动，使得混油段各截面上的油品浓度较均匀。　

实验表明：随雷诺数的增加，相对混油量开始快速下　

降，当雷诺数大于５×１０　时，相对混油量随雷诺数改　

变不明显。¨　

可见，在管道顺序输送中，油品输送过程的流态　

会极大地影响混油量。因此，在制定管道输送计划　

时，不仅要求满足沿线站场各油品下载量的需求，也　

要求计划所制定的各管段输送流速满足最小雷诺数　

限制，保证油品在紊流水力光滑区内运行，严格避免　

因输送流速不合理产生大量　昆油。　

１．３计划停输时确保混油界面位于合适位置　

管道停输时，

油品之间的密度差成为产生混油的　５６　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｊａｎ．２０１０　

主要因素。在密度差的作用下，混油段横截面上的油　

品会在垂直方向上产生运移。较轻的油品向上运动，　

较重的油品向下运动。如果停输时混油段正在高差　

大的山坡地段，并且密度大的油品处在高处，在密度　

差的作用下，混油量会有较大幅度的增加。　因此，在　

安排计划停输时，要注意尽量保证将密度小的油品停　

在相对高处，密度大的油品停在相对低处。　

２管道运行管理对混油量的影响　＋　

在统计周期内对输送批次优化后，每批次混油量　

的大小决定着实际运行产生的混油量。管道运行管　

理对混油量的影响主要表现在对批次混油量的控制，　

主要包括管道运行的操作管理和管道混油下载管理　

两方面。　

２．１管道运行过程对批次混油量的影响　单个批次管道中相邻两种不同油品问产生的批　

次混油量，取决于两种油品的物理化学性质、交替过　

程管内油品的流动状态、输送顺序和管道长度等因　

素。调度人员在管道运行中的正确操作对于减少批　

次混油量是相当重要的。　

２．１．１启输条件的确认　

启输前确认站场流程，关闭不需要的工艺流程，　

以减少站场内管件、盲管中存留的不同油品的影响，　

防止出现窜油现象，造成重大混油事故。　

２．１．２首站不同油品的切换操作　

顺序输送油品时，在一种油品输送到量切换至另　

一种油品外输时，切换油罐的操作过程中，会在汇管　

中形成一段初始｝昆油。初始混油量的大小取决于油　

品输送流速和油罐切换的时间。通过调整控制阀门　

的开关速度可以控制初始混油量的大小，但无法彻底　

消除初始混油量。因此，在不产生水击危害的前提　

下，尽量缩短油品切换时间，并在切换过程中保持适　

当流量。　

２．１．３运行中关键参数的控制　为了减少混油，应确保油品在紊流状态下输送，　

而且雷诺数应尽可能高。在运行期间调整流量时，应　

及时校核，注意使油品流态始终处于紊流光滑区；此　

外，在地形起伏大的地区，需要注意控制各进出站压　

力，确保沿线不出现翻越点，杜绝不满流引起的混油　

量大幅增加现象。　

２．１．４混油界面位置的跟踪和确定　

在成品油的顺序输送过程中，应及时掌握混油界　

面的准确位置，以利于在混油到达前做好下载混油的　流程准备工作，及时切割混油。混油到达时，可以通　

过比对多种仪器仪表数据，包括密度计、流质量量计、　

超声波流量计、光学界面仪参数的变化来准确判断混　

油是否到达，避免混油误入纯油罐造成的混油事故。　

２．２控制末站最终混油量　

管道终点的混油量与混油段的浓度范围有关。　

因此，管道终点的混油量是个条件性的参数，预先确　

定的混油头、混油尾的切割浓度范围不同，管道终点　

产生的待处理的混油量也就不同。　优化混油下载方　

案，综合利用全线油品的质量潜力，可以显著减少末　

站最终混油量，减少混油处理的压力。西南管道在对　

全线混油下载方式进行优化后，每个混油界面在末站　

下载的混油量较之前减少了３０％一４０％。　

２．２．１　沿线站场适当下栽干线混油尾　

合理确定沿线各站开始下载纯油时间，即下载纯　

油的站场，在保证纯油质量的前提下，下载一部分混　

油尾到纯油罐中。　

一般混油尾的长度较长，但含有前行油品浓度较　

低，因此可以考虑在混油尾为某个浓度时就开始下载　

进纯油罐，充分利用沿线站场下载油品的质量潜力。　

由于成品油管道输送的介质是直接销售的成品，对所　

输产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要　

求，所以，开始下载的油品浓度比例需要经过多方面　

的核算，包括下载油品质量指标的高低、油品下载量、　

油库初始收油罐的罐容、下载流速是否符合要求。不　

同批次、不同站场允许开始下载的油品浓度都可能是　

不同的，需要根据各自条件预先确定。　

２．２．２　支线分输干线混油或沿线站场下载混油　

成品油管道沿线一般有很多分支，在向支线分输　

不同油品的时候，根据支线管道和末站工艺条件，可　

考虑均匀分输部分干线混油到支线，以减少支线混油　

形成初始阶段混油量快速增长的影响。影响支线分　

输混油的因素有管径、支线长度、支线末站混油罐容、　

支线末站油品的回掺潜力、支线流量、支线末站计划　

下载油品批次量等。　

可以通过使用Ａｕｓｔｉｎ．Ｐａｌｆｒｅｙ公式¨　，选取合适　

的干线混油分输量，使支线分输混油后到达支线末站　

的混油量与未分输时基本平衡。或从有效利用支线　

下载的油品质量潜力角度考虑，分输相应可回掺处理　

完的混油量。此外，也可以在油品下载量较大的中间　

站场设置混油罐，下载部分干线混油，直接回掺处理。　

这两种方法有时会使全线产生的混油（下转第５９页）