基于曹妃甸油库输油设备现状下的原油调和配输研究

王立华（中国石化管道储运有限公司曹妃甸油库，河北 曹妃甸 063200）

随着我国国民经济的增长，我国的能源消耗大幅上升，特别是石油、天然气等资源的需求量正在逐年递增，2014年全国石油消耗量已超过4×108t。特别是近几年原油价格一直处于高位水平，各炼化企业为降低综合成本，陆续开始采购品质较差的原油，这就需要在进入炼化装置之前对不同品质的原油按照比例进行混合。

1 配输要求

201 4年8 月份以前，曹妃甸油库均采用顺序输油的运行方式，将不同品质的原油陆续输送进入大港油库的同一个储罐进行混合，然后再通过天津输油站输送至天津石化炼化装置，采用该种方式就大量占用了大港油库的储罐，而且造成原油混合不均等现象。采用在曹妃甸油库给油泵后管线内混合配比外输的方式将消除以上不足之处，这样在输送两种不同品质的原油时，根据混合的比例分别选取不同流量的给油泵，严格监控罐位的变化，并实时调节泵后阀门的开度，实现高精度的混合比例外输。

天津石化依据PIMS软件，对采购品种、船期、价格、硫含量等因素综合考虑，进行品种优化选择。在满足装置设防值要求下，尽力减少成本高效益相对差的低硫较轻质原油采购量，增加效益较好的偏重质高硫原油采购量，是当前降本增效的最有效措施之一。曹妃甸油库是中石化华北地区四家炼油企业的进口原油中转基地,以现有设备配比，理论上可以达到两种原油2：1的配输比例要求，若在此基础上进一步提高配输比例，控制难度较大。为了配合天津石化“降本增效、优化措施”的实施，满足客户的需求，曹妃甸油库根据设备现状，充分发掘设备潜能，优化配置，努力实现客户目标。

2 设备现状及过程控制研究

曹妃甸油库现有10万吨级一般贸易原油储罐8座，总储量80万吨，在建10万吨级原油储罐8座，总储量80万吨。曹妃甸油库外输原油均为进口原油，但是原油品种繁多，各种油品的密度、粘度、含硫等指标均不同。曹妃甸油库主要外输原油品种有沙轻、沙中、沙重、卡斯蒂利亚、乌拉尔、阿曼、巴士拉、马力布、阿布扎库姆、帕兹弗洛等，根据天津石化的总体要求，一般按照3：1的比例进行配输。

表1-1 给油泵参数统计表

曹妃甸油库有给油泵6台（见表1-1），采用并联连接的方式，原油罐区有两条外输管线，通过两条管线可以将2座储罐分别连接至两台不同的给油泵机组，实现了不同品种原油在给油泵前的分离，在不同的油品进入给油泵后通过泵后汇管将不同品质原油混合，然后通过输油泵将原油直接输送至天津石化炼化装置或者大港油库储油罐。

曹妃甸油库所有泵机组启动，阀门开关以及阀门开度设置均通过SCADA系统在总控室控制，实现工艺过程参数的采集、传输、监视和设备运行控制。站场配置先进的电视监控系统，实现中控室对全站内所有设备运行状态的实时监控。曹妃甸油库运行一队控制体系存在先天优势，通过中控室可以实现曹妃甸油库所有站库的系统控制，保证了系统的安全性和可靠性。

3 配输比例控制及分析

原油混合比例配输是以原油流量为参照量对调节阀门进行控制实现精密比例配输的要求。按照天津石化的整天要求，需实现两种油品的配比比例达到3：1，这样才能符合其炼化装置的要求。

在配输过程中，通过调节泵出口阀门的开度值实现对给油泵排量的限制，从而达到理想的配比。

我们以T-3和T-4储油罐按照3：1的比例进行混合外输进行分析，T-3储油罐罐前阀门选用5032阀门，T-4储油罐罐前阀门选用5043阀门，给油泵选择B-6和B-1给油泵，这样在运行过程中具体流程如下所示：

为保证配输比例的精确，操作人员需实时监控双罐罐位变化，通过罐位在固定时间内的下降高度计算出当前状态下的配输比例，从而确定调节方案，最后对相关阀门进行调节。

若T-3储油罐巴士拉原油在时间t内罐位下降的高度为H1cm，T-4储油罐沙轻原油在同等时间t内液面下降的高度为H2，通过公式：

其中：Q—储油罐流量

H—储油罐液位下降高度

D—储油罐直径

t—时间（单位小时）

计算可得：T-3储罐流量为Q1，T-4储罐流量为Q2。

则两种油品的混合配输比例为：

其中：K——比例

根据说的配输比例的大小，实时对相应给油泵的阀门进行调节，从而实现对配输比例的严格控制，满足客户的需求。

站场内主要设备完成工艺参数采集、控制参数采集、接受控制系统信号完成相关功能实现，主要设备包括：

3.1 数据参数采集设备，如雷达液位计，压力变送器，超声波流量计等；

3.2 调节控制及执行设备，如SCADA系统、电动调节阀等。

4 结语

通过对原油比例配输的研究实现了两种原油在输送过程中的比例配输，配输比例满足了生产的实际需要和客户的需求，有效的提高了原油混合比例的精度和效率，使得原油的含硫量能够满足炼油设备需求，为炼油企业降低炼油综合成本，节能降耗提供了保证。

通过该项工作的开展，降低了原油在储罐内混合造成的大量占用原油储罐现象，从而能够为原油码头油轮接卸提供充足的罐容，降低滞期费用。

[1]中洛线混合原油输送方案优化（硕士论文）.

[2]张文清.原油混合输送的分析研究.科技创新导报.

[3]尚凤山.原油混合输送的技术问题.油气储运，2004,23（5）6-7,12.

[4]范传宝.鲁宁管道输送混合原油的现场实验研究[J].油气储运，2005,24（10）：30-40.