减阻剂在我军野战输油管线中的应用研究

王朝晖,耿光辉,宋生奎,陈利安

(空军勤务学院航空油料物资系 , 江苏 徐州 221000)

减阻剂在我军野战输油管线中的应用研究

王朝晖,耿光辉,宋生奎,陈利安

(空军勤务学院航空油料物资系 , 江苏 徐州 221000)

野战输油管线机动、灵活的工作特点特别适用于减阻剂的使用，因为减阻剂最大的优势就是可以大幅提高管道运输的弹性输量。在野战输油管线中加入减阻剂，能够减小油料流动的摩阻，增加输量，达到多输快输的目的；能够降低管道系统的运行压力，提高其安全性、可靠性；能够进行减站、越站操作，实现不停输状态下对泵机组进行检修维护。本文介绍了研究在野战输油管线中应用减阻剂的意义及国内外研究现状；阐述了研究内容及难点；分析了军事及经济效益。

野战输油管线；减阻剂；泵；摩阻；流量；压力

野战输油管线是用于野战条件下输送油料的管线系统，是随着战争手段和作战装备的发展而产生和发展的。在现代战争中，野战输油管线凭借其机动、高效、输量大，易于隐蔽等优点作为现代战争油料保障的突击力量，把成千上万吨油料源源不断地输送到前线。已成为现代战争战役后方不可缺少的油料保障力量，被视为油料补给和保障手段现代化的重要标志。野战输油管线机动、灵活的工作特点特别适用于减阻剂的使用。用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent)，简称DRA。减阻剂广泛应用于原油和成品油管道输送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。其最大的优势就是可以大幅提高管道运输的弹性输量。在野战输油管线中加入减阻剂，能够减小油料流动的摩阻，可以提高管线"卡脖子"段的输量，使整个管道的输量增加，达到多输快输的目的；能够降低管道系统的运行压力，提高野战输油管线运行的安全性、可靠性；能够对野战输油管线系统进行减站、越站操作，降低输送能耗，实现不停输状态下对泵机组进行检修维护。

1 研究的意义

1.1 增加输量，提高油料保障效率

减阻剂能够大大降低管道输油过程中的沿程摩阻，最高可以达到60%。野战输油管线的沿程摩阻占总摩阻的90%以上，是减阻重点。在保持泵站间距及输油任务不变的前提下，加入减阻剂可以大大增加输量，缩短输油的时间，提高油料保障效率。

1.2 缩短开设时间，减少操作维护人员

野战输油管线的开设是一项较为复杂的系统工程，包括管线的铺设及泵站的开设。其中泵站的开设较管线的铺设更复杂，耗时也更长，并且每个泵站均需要操作维护人员。在输送距离及输量不变的情况下，加入减阻剂能够减少泵站的数量，从而缩短野战输油管线开设时间，减少泵站操作维护人员。人员的减少意味着战争中可能伤亡人数的减少，设备的减少意味着出现故障概率的降低，整个系统的可靠性将会大大提高。

1.3 提高可维修性，易于隐蔽伪装

野战输油管线的工艺流程是多级泵站顺序接力输送，一旦某一泵站出现故障就会造成全线停输，战时出现这种情况，后果不堪设想。在野战输油管线中加入减阻剂，由于沿程摩阻的降低，使管道系统具有一定的减站、越站能力。当个别泵站出现故障时，可通过加减阻剂实现越站操作，实现不停输状态下进行泵机组维修或更换。野战输油管线系统中的泵站伪装防护能力较弱，易被敌方发现，遭到破坏。在地势平坦且不易伪装的地方，可以通过加减阻剂减少泵站数量，改为铺设更容易伪装的野战管道，从而降低被发现、破坏的风险。

1.4 降低运行压力，提高安全性

在野战输油管线中加入减阻剂，在保持泵站间距及流量不变的前提下，能够大大降低整个管线系统的运行压力。管线系统承受的压力降低后，跑油、冒油的危险性随之降低，从而大大提高野战输油管线的安全性及可靠性。

2 国内外研究现状

上世纪60年代末，美国Conoco公司研制成功CDR-101型减阻剂，1972年取得专利，1977～1979年间首次商业化应用于阿拉斯加原油管道，将原有的12座泵站关停2座，流量还有较大增加。1981年研制成功CDR-102型减阻剂，性能大幅提高。1984年开始应用于成品油管道。减阻聚合物的生产条件难以控制，世界上只有少数公司垄断了这项技术，突出代表是美国的Conoco公司和Baker Hughes公司，他们的产品代表了减阻剂生产工艺的最高水平和发展方向[1]。

1982年，浙江大学开始国产减阻剂的开发和试验工作，1985年进行了EDR型减阻剂的试生产，并在国内原油管道上进行了中型试验，产品性能已达到国外70年代初期水平。1984年，成都科技大学发表了PDR型减阻剂的研制成果，以上两校的产品，都曾在柴油和煤油等成品油管道中进行过实验。近年来，中国石油管道公司管道科技研究中心开展了减阻剂的研究工作，并取得了成功，其EP系列减阻剂产品的性能已经达到国际同类产品的水平[2]，荣获国家技术发明二等奖。

国内原油管道上首次应用减阻剂，是1986年将美国Conoco公司生产的CDR102减阻剂在铁大线、东黄线、濮临线上进行试验并取得了成功。其中铁大线现场试验成功后，在沈阳、熊岳和复县3个站段，间断投放减阻剂79天，用量97m3，全线增输原油17.667×104t，缓解了铁大线当时外输紧张的局面，获取较大的出口换汇，创造了较高的经济效益。1987年国际油价下跌，原油出口减少，停注减阻剂，管道恢复正常运行，十分灵活、方便。2005年12月至2006年1月，在兰成渝管道的“卡脖子地段”，全长294公里的广元至成都段使用国产EP减阻剂，完成了国内首次成品油减阻剂现场工业应用试验，结果表明，添加减阻剂对油品无不良影响，减阻增输效果明显[3]。

3 研究内容

3.1 主要研究内容

主要研究内容包括：

(1)分析国内外减阻剂的优缺点，选择适应我军野战输油管线需求的减阻剂；

(2)分析我军野战输油管线的现状，模拟其泵的特性曲线方程(Q-H)，建立管路特性曲线方程；

(3)设计我军野战输油管线应用减阻剂的试验方案；

(4)在我军野战输油管线上进行应用减阻剂的现场实验，分析减阻剂的减阻、增输效果；

(5)根据实验结果，确定野战输油管线加注减阻剂的数量、时间、时机、方式、位置及加剂后达到的战术指标等一系列相关参数。分析其军事及经济效益，制定我军野战输油管线应用减阻剂的配备标准及使用规范；

(6)研制减阻剂加注装置，使之适应野战条件。

3.2 工作难点

(1)设计我军野战输油管线应用减阻剂的试验方案；

(2)制定我军野战输油管线应用减阻剂的配备标准及使用规范；

(3)研制减阻剂加注装置，使之适应野战条件。

(4)效益分析。

4.1 军事效益

在泵站间距及输油任务不变的前提下，加入减阻剂能够大大增加输量，缩短输油的时间，提高油料保障效率。在输送距离及输量不变的前提下，加入减阻剂可以减少泵站的数量，从而缩短野战输油管线开设时间，减少泵站操作维护人员。当个别泵站出现故障时，可通过加减阻剂实施越站操作，在不停输状态下进行泵机组维修或更换。在地势平坦且不易伪装的地方，可通过加减阻剂减少泵站数量，改为铺设更容易伪装的野战管道，从而降低被发现、破坏的风险。在泵站间距及输量不变的前提下，加入减阻剂能够降低管道运行压力，提高管道系统的安全性。因此，在野战输油管线中应用减阻剂军事效益十分显著。

4.2 经济效益

在野战输油管线中加入减阻剂，能够减少泵站的数量，增加输量，降低输油成本，具有较高的经济效益。

[1] 关中原 ， 李春漫 ， 尹国栋 ，等．EP系列减阻剂研制与应用[J]．油气储运， 2001 , 20 (8) :32-34．

[2] 王朝晖, 李钦华 ， 秦 勇．浅谈减阻剂[J]．石油知识，2006(1)：30-32．

[3] 关中原, 税碧垣 梁静华,等．新型成品油减阻剂的研制及现场应用试验[J]．油气储运，2006(9)：42-43．

(本文文献格式：王朝晖,耿光辉,宋生奎,等.减阻剂在我军野战输油管线中的应用研究[J].山东化工，2017，46(10)：122-124.)

Research on Drag Reduction Agent Applied on Field Petroleum Pipeline in Our Army

WangZhaohui,GengGuanghui,SongShengkui,ChenLian

(Dept. of Aviation Oil and Materials, Air Force Logistics College, Xuzhou 221000, China)

Field petroleum pipeline is suitable for applying the drag reduction agent (DRA) on because of its automatic, flexible characters, for that the largest advantages of DRA is that it can improve the flexible transporting amount of pipeline transportation. Adding DRA to field petroleum pipeline, can lower the friction resistance of POL flow and increase transporting amount, in order to achieve the purpose that more and faster transportation; can lower the functioning pressure of the pipeline system and improve the safety and reliability; can operate on field petroleum pipeline with station-reducing and station-crossing, reduce transporting power consumption, and ensure the repairing and maintaining of pumping units on running. The meaning of research on applying DRA on field petroleum pipeline was introduced; the recent advance in study in domestic and abroad was reviewed; contents and difficult points of research were described; martial and economic benefits were analyzed.

field petroleum pipeline; drag reduction agent; pump; friction resistance; flow rate; pressure

2017-03-29

王朝晖(1969—)，副教授，获工学硕士学位，现在空军勤务学院航空油料物资系从事油料储运专业的教学、科研工作。

TE832.3;TE869

A

1008-021X(2017)10-0122-03