油油换热器在鄯兰原油管道冬季运行中的应用

刘学 （中国石油西部管道公司 新疆 吐鲁番市 838200）

一、鄯兰原油管道概况

鄯兰原油管道首站为鄯善站，末站为兰州站，全长1860km，管径810。鄯兰原油管道首站为鄯善站，承担输送北疆油和哈国油、塔里木油、吐哈原油，主要功能为来油计量、储存、油品调和、加热、加压、倒灌、装车、外输和清管等功能。设计输量2000×104吨/年，该站具有综合热处理输送的能力，配备6台8000kw加热炉，6台管壳式换热器，最大处理量1150m3/h，处理温度55℃。冬季运行采取首站一站式加热，在冬季11月至次年5月，主要将塔里木油、北疆油、哈国油混合后综合热处理加热至55℃外输，吐哈油综合热处理加热至55℃单独外输，在夏季常温输送。

原油热处理后出站温度为55℃，不仅破坏管道的防腐层，而且输送时热损耗非常大，浪费能源。为节约能源，鄯善站于2012年进行余热回收改造，增设8台油-油换热器，换热器为管壳式换热器，使热处理后原油与储罐来冷油进行热量交换，对热处理后的原油进行余热回收，实现管道安全输送和节约能源的目的。

二、油油换热器简介

鄯善站未增设油油换热器前，冬季运行时，原油由储罐经给油泵后进热媒油换热器，加热处理后经主泵直接出站，工艺流程如下：

鄯善站通过增设油-油换热器将出站高温原油热量进行回收，从而减少加热炉负荷，实现增效的目的。

增设油油换热器后，在冬季运行时，原油进站后通过给油泵，首先进新增的油油换热器，与从热媒油换热器来的热油（65℃）进行热交换，将冷原油加热到30～35℃后，冷油进热媒油换热器继续加热，热油（65℃）经热交换后冷却到＜40℃后经外输泵外输。改造后流程框图如下：

三、鄯善站油油换热器运行情况

鄯善输油站有8000kw加热炉四台，燃料均为天然气。冬季运行时，外输排量在1150 m3/h时，启三台加热炉，负荷均为100%。储罐来油温度5-10℃左右，未增设油油换热器前，出站油温 50-55℃。

增设油油换热器后，鄯兰线外输排量为1150 m3/h时，冷油经油油换热器加热至37℃左右进热媒油换热器，出热媒油换热器温度为60℃以上，外输温度控制在35℃以上，鄯善站启加热炉两台，炉子符合均为70%。

四、经济效益

未增设油油换热器前，鄯善站外输排量1150 m3/h时，热处理温度为50-55℃，启三台加热炉，加热炉负荷均为100%满负荷运行。增设油油换热器后，同样外输排量下，只需要启两台加热炉，两台加热炉负荷均为70%，可节省53.3%的能源。按照每台加热炉1000方每小时耗气量，冬季运行六个月计算，鄯善站输量达到1150×104吨/a年时，每年节约天然气690×104m3。

五、投产及运行风险分析

1、油油换热器充油排气工作应该安排在管线停输期间进行，通过储罐静压进行充油。由于管壳式换热器内部管程较多，充油时需要严格控制充油流量，防止流量过大，部分管程的气体来不及排除。运行时大量气体进入主泵，容易引起主泵震动过大，严重时泵空转，设备损坏，影响管道正常运行。排气工作需要多次重复进行，现场人员通过听换热器内的气泡声音来判定换热器内气体的多少，待判定气体量极少时方可允许投产。

2、油油换热器投产工作应该避开冬季，且应该选择油品物性较好的油品。若在冬季运行，壳程内的静止的冷油未经热处理直接出站，给管道运行带来较大风险。鄯善站因工期问题，油油换热器投产时间为冬季，投产用现场人员检测到两股物性反常油品进入管道，因量较少，未对管线运行带来影响。

3、油油换热器投产后，输油站应该安排人员进行日常运行分析，由于储罐油品是先经过油油换热器再经过热媒换热器。未增设油油换热器前鄯善站热处理温度控制为自动调节，即设置好加热炉的热媒出炉温度，将换热后的原油温度与换热器调节阀开度进行连锁，系统会根据热媒出炉温度自动调节加热炉负荷。增设油油换热器后，热媒换热器后的原油还要经过油油换热器，系统采集参数后反应至加热炉较慢，容易造成热处理温度不足或者处理温度超高。鄯善站经过研究，结合现场实际，采取经验运行模式。即在固定外输排量情况下，现场调试好加热炉负荷，并确定加热炉负荷经验值，在提高或者降低外输排量前，现场人员提前对加热炉负荷进行人工调节，保证温度的可控性。

4、增设油油换热器后，需要及时编制运行规程和应急规程。进热媒换热器的原油为加热后的原油，温度为37℃左右，若管线紧急停输，热媒换热器内的原油在很短的时间内可以升高到较高的温度。鄯善站紧急停输时热媒换热器内原油温度最高到达110℃，在启输时要采取相应措施降低进主泵油品温度，防止主泵因温度高报停机。

5、在增设油油换热器前需要对本站的油品实际情况进行物性分析，对站内油品的物性做极冷实验、重复温升实验等，并根据增设油油换热器后的相关参数进行实验室分析，保证其可行性，确保长输管道的安全。

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