成品油管道顺序输送优化与调节

顾文军　边琬玥　李瑞

摘要：成品油進行管道运输时，需要遵照批量以及次序来进行运输，而这种连续不断的对不同种品类的油品进行输送的方式，被称为顺序输送。对于成品油运输来讲，采用顺序输送这种方式，经济效果以及安全效果是最优质的。在成品油顺序运输过程中，混油段移动导致输送管道内的输量出现变化，这种变化对于成品油管道运输的运输量以及能耗会产生比较严重的影响。所以在本文中将对成品油管道顺序输送的过程进行优化和调节，提高管道顺序输送的运输料，同时降低能耗，提高经济效益。

关键词：管道运输;成品油;顺序;优化

1.前言

对于成品油运输来讲，并不只单一某品类的油品运输，而是对具有不同密度以及年度的油品进行运输。所以在实际运输过程中，因为油品之间存在密度以及粘度差异，所以输送过程中的泵送压力以及管道摩擦和升举压力都具有很大差别。而在顺序输送过程中，混油段在经过泵站的时候，会出现不同程度的扰动，所以在本文中将着重以管道顺序输送过程中，混油控制为中心进行顺序输送的优化与调节研究。

2.成品油管道运输顺序输送优化设计

2.1成品油顺序输送内涵

因为我国东西部地域面积巨大，跨度很大，所以在进行成品油输送时，只能够依赖进行远距离铺设的管道，这也就是我们所常说的顺序输送。在顺序输送过程中，如果顺序输送重复的次数变低，而且在变低的过程当中输送量变大，那么对于成品油运输工作来讲，则实现了在运输过程中降低混油量出现的目的，而且也使在重复运输过程中成品油所产生的损失和经济开支降低。在对成品油顺序输送管道进行优化设计时，需要根据管道直径和顺序输送的首站以及末站和分输站等因素，共同进行优化。除此之外，也需要将管道铺设的地形考虑在优化设计方案当中。

2.2成品油顺序输送管道优化措施

在进行顺序输送过程中，成品油管道所输送的油品种类是非常多样化的，因此需要管道能够承受不定期进行成品油输送种类更换的压力。在运输油品不断变换的过程中，成品油运输管道的年度以及密度都会出现显著变化，所以对于管道系统工作点来讲也会出现一定程度的扰动。在进行优化设计时，需要考虑两个极端因素，那就是全年低温季节输送以及高温季节输送，这两个季节所对应的油品分别是高粘油品以及低粘油品。因为成品油运输是有总体运输计划的，所以根据全年的运输量计划，能够对设计数量进行直接确定，这也是能够明确知道的已知条件。但对于成品油顺序输送来讲，在知道每年输送任务的前提下，不同批次输送过程中的数量，仍然不能够准确的确定。

3.成品油管道顺序输送混油量控制

在成品油运输过程中，因为进行顺序输送，所以不同批次的油品混油量是大不相同的，这主要是因为不同油品之间的物理性质和化学性质具有很大区别。如果在运输过程中，同一批次的前后两个油品，其物理性质以及化学性质比较接近，那么则非常容易出现混油现象。也就是说当上一批次的油品运输结束之后，下一批次油品运输接着开始在中间衔接阶段会出现初始混油段。

3.1混油段出现原因

对混油现象成因进行研究发现主要可以归结为两种原因，分别是对流传递以及扩散传递。对流传递所指的是在顺序输送过程中，混油轴向伸展不断扩大所产生的传递现象。扩散传递则是一种更大范围的成因，主要包括了轴向扩散以及定向扩散两种扩散情况。对于成品油混油段出现成因进行分析，主要就是因为扩散传递存在。而且在成品油管道顺序输送过程中，絮流工作状态下油品运行还会出现管道流动速度比中心区域低的层流底层和缓流层，在这种状况下，后续运行的油品会以楔形状态进入到先前运输的油品当中，这个时候如果絮流扩散状态很弱，那么起主导作用的就是径向扩散。上述所得结论是通过大量实验以及数据总结所得出的两种油品顺序，输送过程中形成接触面，混油浓度曲线大概形状为s状，而混油的形成过程又可以区分为混油增长区，发展区以及缓变区。在混油增长区当中有67%的混油，是在0～400千米范围内所形成的，有25%的混油是在400～800千米范围内所形成的，剩余的混油则是在800千米到运输末端所形成的，在末端时期增长速度是非常缓慢的。

3.2成品油顺序输送混油量控制优化措施

对于成品油顺序输送过程中的混油量控制，主要是在输送的最后一站进行控制，而控制的关键性因素则是在顺序输送过程中的所有影响因素共同进行优化控制，和混油段范围相关参数具有密切关系。

因此首先需要对混油段范围运输计划进行制定，对混油头以及混油末端的切割量等关键性数据进行积极控制。

其次对顺序输送过程中管道，盐城中各下载方式进行合理规划，对不同油品之间的物理性质以及化学性质进行合理分析并利用，能够有效的降低在顺序输送过程中油品之间的切换时间，使混油量大大降低。具体一点的措施就是进行油品切换的过程中，对阀门开关调整速度进行调整同时在保证不会出现水击危险的情况下，降低控制阀切换时间并同时对切换的成品油流速进行调整，能够保证切换顺利进行，又不会阻碍切换时成品油的输送作业。

再次，对混油段进行检测切割以及处理。在混油段检测过程中所应用的技术以及设备主要是光学界面探测仪以及密度计，这两种技术设备各有优缺点。在近些年来的混油段检测过程中，两种设备经常进行组合使用。应用方法是将一套光学界面探测仪在成品油进站前500米管道上进行安置，主要作用是对油品进站前情况进行预报和检测。另一套光学界面探测仪以及密度计，需要在进站口管道上进行安装，主要作用是对阀门切换进行控制。

最后，则是减压系统的设计。合理以及科学的减压系统设计与安排，能够保证成品油在顺序输送过程中输送次序降低，从而降低在顺序输送过程中所产生的混油量。减压系统的设计主要是基于成品油顺序输送管道设计地形因素，因为在长距离的管道铺设过程中，会存在地形地貌因素差异，所以压力也会有所变化。为了适应这一差异，在进行管道设计时需要设计变径管道，主要作用是通过对管道直径进行减小，来达到缓解管道内动压力的效果。在输送油品的过程中，可以先对粘性较小的油品进行输送，然后再进行粘性较大的油品输送，同一种类的油品在顺序输送过程中应进行集中以及大批量输送。粘性度相近的两种油品，在顺序输送过程中，应尽可能集中进行输送，通过合理对输送顺序进行安排降低混油量。

4.结束语

综上所述，成品油顺序输送管道优化设计，主要目的就是为了对成品油顺序输送过程中顺序批次进行降低，同时增加输送量，降低输送过程中成本投入提高经济效益。本文所论述内容，希望可以为成品油顺序输送管道设计与优化提供参考。

参考文献：

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