东北管网新管线优化运行研究

刘祁 黄金萍（中国石油管道公司沈阳调度中心）

东北管网新管线优化运行研究

刘祁 黄金萍（中国石油管道公司沈阳调度中心）

东北管网各条新建管线逐步投用后，管道自然情况与运行方式也发生了一定的变化。通过对管线沿线的温度场、总传热系数以及管道运行压力等影响管线运行的有关数据的跟踪与分析，总结相应运行规律，并对管道的运行方式不断进行优化。2016年，东北管网共输送原油4 454.9×104t，实现周转里程287.37×108km。消耗燃料油32 459 t，与业绩指标相比节油6473 t；消耗天然气4375×104m3，与业绩指标相比节气358×104m3；耗电5.71×108kWh，与业绩指标相比节电1121×104kWh。

管网新管线；优化运行；运行参数；节约能源

1 引言

东北管网始建于上世纪70年代，先后建成庆铁一、二线（林源—铁岭）、铁秦线（铁岭—秦皇岛）、铁大线（铁岭—大连）、铁抚线（铁岭—抚顺）等输油管道。经过40多年的连续运行，管线出现了严重的老化、腐蚀，对安全生产造成了很大的威胁。为了从根本上消除老管线运行带来的安全风险，近年来东北管网进行大幅度改造，对部分老管线进行了扫线封存，新管线逐条投产运行。新管线的投运，提高了管线的安全系数，资源配置发生改变，打破了原有的优化运行方式，需要重新跟踪运行参数，在理论的指导下，实践中不断调配运行工况，逐步完善运行方式，摸索新管线不同运行台阶下的优化方式[1]，已达到“降本、增效”目的。

2 东北管网新管线的优化运行

2.1 铁锦线的优化运行及节能效果

铁锦线2015年9月投产，管线全长430 km，全线为保温管道。设计时管线按各站加热输送方式配置设备（热媒炉、直接炉共13台）。2016年初，通过对管线K值的跟踪计算[2-4]，K值在0.5～0.75 W/（m2·℃）之间；各站过泵温升为1.5℃/台。利用特有的热力条件，再加上管道全线为保温管道，输送排量大、运行压力高、各站过泵温升较大、沿程热损失小的特点，并结合铁岭储罐油温较高的优势，提出了对管线进行不加热输送。

当运输量大于1100 m3/h时，并利用铁岭庆油罐区储罐35～38℃的储油温度，铁锦线全线采用不加热输送方案运行。在确保管线运行安全的前提下，逐步停运各站加热炉，并对运行参数进行跟踪。当全线各站加热炉均停运后，管线运行平稳、温度场稳定，各站管线进站温度均满足要求，见表1。

表1 铁锦线运行工况

2016年铁锦线完成原油输量920×104t，全线累计耗油量为2290 t，单耗为14.7 kg/104km；2015年铁秦线完成输量990×104t，全线累计耗油量为24 908 t，油单耗为65.01 kg/104km。

另外，设计中铁锦线各站调节阀最大开度为85%，这使得管线在实际运行中存在一定的节流损失，造成了电力能耗的浪费。经相关部门沟通后，将调节阀最大开度调整为100%。通过对管线运行情况的跟踪，管线及调节阀运行平稳。这一定值的改变，使得全线平均每天节电3531 k Wh，电能单耗下降了21.8 k Wh/104t·km。

2.2 铁抚线优化运行及节能效果

铁抚线2015年9月全线贯通投产。管线改造后，管段为保温管线，且取消了柴家堡加热站。

通过长时间的运行数据分析：管道在输量相对较小的情况下，利用管线保温及储罐原油温度较高的热力条件，停运铁岭站加热炉，就能满足抚顺站进站温度。与此同时，启运抚顺站加热设备来满足东洲站进站温度要求。虽然只是1台加热设备在运行，因配置的调整，使得燃料油的日消耗由铁岭站的8 t降至抚顺站的4 t，全月可节约燃料油32 t。

在动力方面，抚顺输油站换热器进出口压差较大，对全线的输量有一定的影响。在全线只运行铁岭1台输油泵的情况下，抚顺站冷热掺混阀开度为45%时，全线最大输量为1050 m3/h，当任务输量大于该输量时，需要抚顺站启运输油泵。当全线输量较大时，抚顺站利用管线的热力优势，停运加热设备，并将冷、热掺混阀的开度调整为83%，在保证换热器油流流动的同时，减少了换热器前后压差。经测试，全线最大输量提升至1200 m3/h，不仅提高了管线的输送力能，而且避免了抚顺站在运输量为1050～1200 m3/h工况下启运输油泵，这一设置参数的改变，每日可节约用电约12 000 k Wh，见表2。

2.3 庆铁四线的优化运行及节能分析

庆铁四线2014年投产以来，不同输量的最优化运行工况一直处于摸索中。对于输送介质为俄油的庆铁四线，探讨了3种运行方式：

1）间歇输送：在库容允许情况下，全线最大量运行，完成计划后，全线停输。

2）不同输量梯度差输送。

3）利用调速电动机全线输量按计划量输送。通过对能耗情况的对比、分析、得到以下运行规律，见表3。

表2 铁抚线运行工况

表3 不同输量对应的输送方式

以输量1750 m3/h为例，对不同运行方式的能耗进行对比，见表4。

表4 不同运行方式能耗对比

通过对比可以看出，采用不同运行方式，管线运行能耗相差较大。差量输送比均量输送，全月节约耗电量为46.4×104kWh，差量输送比间歇输送全月节约电量264.14×104kWh。

2.4 调整不合理资源配置，控制库区储油罐的温度

铁岭14#、15#罐，原来储备大庆油。受伴热管网末端伴热回水循环不好的影响，需要经常排水，使能源浪费。因俄油不需要伴热，可以规避这个缺点。在运行中，将14#、15#罐储存油品改为俄油，有效提高了冷凝水的回收率，根据季节变化及下游运行方式的安排，对储油罐温度进行有效控制与调节，例如利用庆油储油温度参与保温管线系统运行；2016年控制储油罐在37℃左右，比2015年下降3℃。2016年铁岭库区锅炉燃料油消耗比上年减少728.3 t，耗气减少105.77×104m3。

[1]许景伟，孟振虎，张时良.热油管道运行优化技术研究进展[J].油气储运，2010，29（3）：161-164．

[2]杨筱蘅.输油管道设计与管理[M].东营：中国石油大学出版社，2006：30-35.

[3]王凯，李清平，宫敬，等.浅埋管道总传热系数的计算[J].油气田地面工程，2011，3（12）：16-18.

[4]蒋红，朱聪，雷利.土壤导热系数法测定魏荆输油管道总传热系数[J].油气储运，2006，25（6）：48-51.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.015

2016-12-25

（编辑 杜丽华）

刘祁，工程师，2005年毕业于辽宁石油化工大学（油气储运专业），从事长输原油管线调度控制与运行工作，E-mail：liuqi3000@163.com，地址：辽宁省沈阳市皇姑区岐山中路39号东油大厦12楼，110031。