日照-仪征原油管道运行研究

赵磊(中国石化管道储运有限公司日照油库，山东 日照 276800)

日照-仪征原油管道运行研究

赵磊(中国石化管道储运有限公司日照油库，山东 日照 276800)

本文利用达西公式、列宾宗公式并根据运行现状，计算出日仪线不同开泵组合下的输量、摩阻以及单耗；研究了额定工况下日仪线管输过程中摩擦生热的影响。

运行；摩阻；单耗；摩擦生热

1 日照-仪征原油管道概况

日照-仪征原油管道始于山东省日照市岚山区，止于江苏省仪征市的仪征中转油库，途经江苏省连云港市赣榆县、东海县、宿迁市沭阳县、淮安市淮阴区、清浦区、洪泽县、盱眙县、金湖县、安徽省天长市和江苏省扬州市。沿线共设日照站、东海站、淮安站、观音站四个输油站场，17个线路截断阀室、9个阴极保护站，其中日照站、淮安站为热泵站，东海站、观音站为加热站。

2 运行分析

2.1 长输原油管道的工作特性

能量既不能消失，也不能创造，只能相互转化，这就是能量守恒定律。长输原油管道的能量损失通常分为热能损失和机械能损失，无论热能损失还是机械能损失都遵循能量守恒定律。在流体动力学中，机械能损失通常分为位能损失、压能损失、动能损失和克服油流阻力的摩阻损失。伯努利方程式是工程上表达长输原油管道表述机械能损失的重要方程式，也是能量守恒定律在流体动力学中的体现。[1]

z1、z2——比位能，或简称位置水头，单位：m

p1、p2——比压能，或简称压强水头，单位：m

在长输原油管道中，通常将机械能损失简化为位能损失和摩阻损失。长输原油管道的摩阻损失包括两部分，一是油流通过直管段所产生的摩阻损失hƒ，简称沿程摩阻；二是油流通过各种阀门、管件所产生的摩阻损失hζ，简称局部摩阻。长输原油管道站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻，局部摩阻只占1%～2%。[2]本文仅讨论沿程摩阻。

在工程上通常利用达西公式和列宾宗公式计算沿程摩阻。达西公式和列宾宗公式对层流和紊流都适用，达西公式仅是λ值不同，列宾宗公式仅是β和m值不同。本文计算选用达西公式。

hƒ——沿程摩阻损失，单位：m

λ——水力摩阻系数，流体在管路中的流态按雷诺数来划分，在不同的流态区，水力摩阻系数与雷诺数和管壁粗糙度有关。

L——管线长度，单位：m

d——管道内径，单位：m

v——流速，单位：m/s

β—系数，

b—指数

υ--液流运动黏度，Pa·S

Q—液流体积流量，m3/s

2.2 基础数据

取日仪线最常见输送原油即凯萨杰：阿曼=3:1的混输原油为研究对象。

表-1阿曼1：凯萨杰3混输原油主要物性（密度=870.5kg/m3）

表-2地温统计

表-3进出站温度统计

2.3 各类工况下各站运行参数参考值

结合日仪线常输原油的物性，通过工艺计算并根据实际运行参数对计算结果的修正，得出日常工况下日仪线各站的运行压力参数参考值。

运行方式仪征(MPa）=罐位输量（m3/h）首站出站(MPa）东海进出站(MPa）淮安进站(MPa）淮安出站(MPa）观音进出站(MPa）首站两大一小淮安两大3500 5．4 3．6 1．4 5．2 2．9 0．02～0．2首站两大淮安一大一小4．7 3000 3．0 1．1 4．0 2．1 0．02～0．2首站一大一小淮安一大3．8 2700 2．6 1．3 3．4 2．0 0．02～0．2首站一大淮安一大2500 3．0 0．02～0．2 0．7 1．7 3．1首站一大淮安一小2．1 1．2 2．0 2200 2．3 1．3 0．02～0．2 1800首站一大淮安越站3．2 2．6 3．0 1．9 1．8 1．1 0．02～0．2

由于日仪线部分连锁保护定值是按照管线承压能力而定，而目前日仪线运行远未达到管线的承压能力，因此日常工况的运行压力参考值对于站队巡检、及时发现运行参数的异常具有实际的指导意义。同时，由于日仪线所输原油品种较多，密度、粘度等存在差异，运行人员可根据管输原油的变化，参考此表灵活掌握运行参数的变化趋势。

2.4 摩擦生热影响

日仪管线虽然目前采取的是常温输送工艺，在油品输送过程中，原油的温度受来油温度、原油储罐温度、输油量、地温和季节等诸多因素的影响会出现温度变化；管线各处的土壤温度是不同的；同时，在站的出口处油温高，油温与周围介质的温差大，温降就快：在不同的季节，管道埋深处的土壤温度T0不同，温降情况也不同。冬季T0低时，温降就快，尽管管线沿途各站输送不加热，但油品在实际输送过程中存在热量交换。

t1—管道起点油温

t2—距起点L处油温

t0—周围介质温度，埋地管道取管中心埋深处自然地温

G—油品的质量流量，kg/s

k—管道总传热系数

a,b—参数，

由表-2与表-3可以看出，随着距离日照站越来越远，各站进出站温度略有下降，但始终高于地温。因此，对原油输送过程中摩擦生热的影响进行初步研究，是具有现实意义的，并且能为下一步增输改造工程提供基础数据支持。

取日仪线管道总传热系数平均值为1.85 W/(m2.℃)，额定工况下输量2800m3/h=676.7 kg/s，D=0.914m，根据列宾宗公式计算得出i=0.00196

即在额定工况下，所输原油为凯萨杰：阿曼=3:1的混输原油时，摩擦热对沿程温降的影响为2.45℃。

[1]张也影.流体力学[M].高等教育出版社.1988：165-169.

[2]杨筱蘅，张国忠.输油管道设计与管理[M].石油大学出版社.1996：22-27.

[3]李波，吴疆，王平化.数字管道技术在我国油气管道的应用[J].油气储运2009，（6）：28.

[4]黄春芳.石油管道输送技术[M].北京:中国石化出版社, 2008.