长输原油加热管道的减输技术

针对目前国内原油加热长输管道出现低输量运行的情况,对现有的管道减输方法进行了详细分析.结合国内外原油长输管道的减输实例,对各种减输技术的优缺点进行了比较,提出了原油长输管道的合理减输技术,旨在保证管道的安全运行和节约能源.     

长输管道冷热油交替输送热力影响因素分析

针对冷热油交替输送管道的设计与运行,通过冷热油交替输送软件计算,考察了输送距离、年输送批次、相对输量、管道输量和出站温度等热力影响因素对原油流动安全的影响,总结了长输管道冷热油交替输送的典型热力特征,深化了对冷热油交替输送规律的认识.     

同沟敷设中成品油管道对原油管道顺序输送的热力影响

成品油管道和原油管道间的传热对原油管道运行的影响是西部原油、成品油管道建设的关键技术问题之一。对西部管道正常运行时冷成品油管道对顺序输送的原油管道的热力影响进行了研究,结果表明,西部管道正常运行时,成品油管道对原油管道顺序输送的热力影响较小。     

热油管道停输数值模拟

合理进行热油管道停输后的温度计算，模拟原油的凝固过程，有利于热油管道安全停输时间和再启动方案的确定。针对加热原油管道停输后油品物性、管道及周围介质的相互关系及其不稳定传热问题，提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化，以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行处理，构造出问题的差分方程。运用所提出的方法，对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算，与实测数据和文献中的计算方法相比，计算结果更符合实际情况。     

热油管道间歇输送热力水力特性

间歇输送作为原油管道低输量运行的应对措施之一,其热力水力特性较复杂。建立了热油管道间歇输送的流动与传热物理数学模型,并进行数值求解。基于数值模拟结果分析了管道的热力水力特性,结果表明:管道进站油温和站间摩阻均呈现周期性变化规律。输停比和周期运行时间是影响间歇输送管道热力特性的重要参数,输停比相同时,周期运行时间越长,温度波动幅度越大;输送时间相同时,输停比越大,温度波动幅度越小,输送阶段进站油温可恢复的最高温度越高。实际算例表明:在输停比相同、输送时间2～6d的间歇输送方案下,各站最低进站油温的差值在1℃以内。     

含蜡原油纳米降凝剂及管道加剂停输再启动试验

添加降凝剂是改善原油低温流动性、提升管道安全性的主要途径,而纳米降凝剂因其结构的特殊性降凝降黏效果更好,稳定性更强,适用的含蜡原油范围更宽。任京输油管道通过添加纳米降凝剂,实现了高碑店热力越站,且在低于规程规定的输量下运行,大幅降低了管道运行能耗。两次停输再启动试验结果表明:在7―9月试验工况条件下,添加纳米降凝剂延长了任京输油管道的安全停输时间,大幅降低管道运行能耗的同时,提高了管道运行的安全性。     

原油热输经济温度的计算

热输原油管道的动力能耗费用与热力能耗费用之和存在一个极小值。这一极值对应的原油加热温度称为经济温度。在实际生产中,为了把管线控制在能耗费用最低的范围内,确定经济温度常常是非常重要的问题。由于能耗费用受管径、输量、站间距、地温、油品粘度及加热温度的影响,本文只把加热温度视为总能耗费用的函数、而把其他参数视为常数,推导出原油呈牛顿流体时经济温度的数学计算式。通过东营-黄岛输油管道基本参数的实例运算,得出了经济温度随输量及地温的关系曲线。     

加热与常温输送在役原油管道对调运行投产技术

【目的】原油管道Q₁线与Q₂线对调运行是中国首例加热与常温输送在役原油管道对调运行工程,其采用“一边改造,一边运行”不停输方式进行对调运行,涉及工艺流程复杂、工程实施难度大、分输与注入用户多等众多因素制约。【方法】开展加热与常温输送管道水力、热力系统改造研究,分析对调运行投产期间影响常温管道预热、热油管道温降的各项因素及不同对调运行置换方式的优缺点,确定合理的改造及对调方式,以减少其对正常生产运行带来的影响;校核Q₂线常温输送管道改造为加热输送后预热模拟计算的准确性,并通过实际工程数据验证模拟结果是否满足工程实际需求,同时积累Q₁线热油管道改造为常温输送后油品置换的现场实践经验,并针对对调运行期间的关键节点提出合理建议。【结果】在役常温输油管道改造为加热输送,其预热方式要结合现场实际情况来选择,以Q₂线为例,其采用“提前加热管输俄油+高温俄油预热”的方式,可使管道满足庆油输送要求。由加热输送方式改为常温输送方式应考虑采取相应措施使站间油品温度逐渐降低,如采用按批次定量输送温度逐...     

西部原油管道节能减排实践

为了降低管道运行能耗和环境污染,对西部原油管道进行节能减排优化,并采取了以下改进措施:按无节流阶梯输量下优化配泵方案计划油品外输;对干线分输方式进行优化改造,采取输油主泵前生产库分输方式;冬季运行时,首站加热炉燃油改天然气;在首站原有加热系统基础上,增加一套油油换热器;控制冬季油品外输热处理温度,优化加热炉配炉等,从而有效地减少了全线耗电量和加热炉耗油气量,降低了压能和热能损失,节约了管道运行开支,缓解了管道运行压力,降低了管道运行风险。     

结蜡厚度与土壤总传热系数相关性影响研究

针对铁大线低输量运行开展了管道结蜡的预测及与土壤总传热系数相关性影响研究,给出了铁大线低输量运行条件下的经济结蜡厚度以及结蜡厚度与土壤总传热系数的相关式,确定了各站间的总传热系数和管道的安全最低输量,提高了管道在综合处理工艺条件下的热力校核的准确性,为铁大线低输量运行热力系统改造节约了费用.     

华池-曲子长输热油管道运行效率优化研究

热油管道的能耗费用主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。对于我国东西部地区的热油管道,输油泵大多为电动离心泵,加热炉大多以所输原油为燃料,因而相应的能耗费用包括电费和燃料费两部分,以此费用之和最小为目标函数,建立长输热油管道运行效率优化模型,并采用自适应模拟退火算法进行了求解。     

阿赛管道稳定运行的进站温度预测与评价

长距离热油管道输送介质的组成一般比较复杂,为维持其经济输送温度,常出现蜡等重有机物固相沉积问题。当固相沉积超过一定程度时,不仅显著增加管道系统的动力消耗,而且严重威胁其运行安全。因此,合理预测热油管道稳定运行的进站温度对保障其安全经济运行尤为重要。依据阿尔善-赛汉塔拉输油管道2008-2010年的历史运行参数,结合苏霍夫温降理论,反算全线7个管段稳定运行期间的总传热系数K,提出不同管段的月推荐K值,以此预测各管段2011年上半年的进站温度,探讨偏差产生的主要原因与预测结果的可靠性。研究结果表明:由热油管道历史运行参数反算得出的推荐K值,可以较好地预测该管道今后的温降趋势,误差在-4～4℃内的可信度高于90%,但进站温度预测值可能因固相沉积而略低于实际值。     

稠油输送管道掺0#柴油运行费用优化

以两站间密闭稠油掺0#柴油集输管道为研究对象,建立数学模型,对管道总运行费用中的变量进行优化计算,讨论掺入不同比例0#柴油对管道运行费用的影响。稠油添加0#柴油后,管输摩阻损失降低,所需泵扬程及耗电量减少。当设定进、出站油温时,影响稠油管输费用的因素包括添加0#柴油原料费及泵的电费,而0#柴油原料费起决定性作用。以某混合稠油掺0#柴油管道为例,计算0#柴油不同掺混比例下的运行工况和费用,经对比分析,确定了经济输油方案。（表4,图1,参7）     

热油管道运行费用问题分析

针对热油管道运行费用问题进行了分析。指出求解目标函数能耗费用最小值时，应同时将输油泵组效率和加热设备系统效率作为决策变量；对给定流量的优化问题改为某一小流量范围内的优化问题；利用计算机数据采集控制系统对试验结果进行费用反馈验证，找出偏差并制定新的方案，目的是将输油单耗真正控制在最小范围之内。     

秦京输油管道运行方式的经济性比较

由于电价不断上涨导致燃油价格大幅度下降,使热输管道的能耗成本结构发生了较大变化。在新的能耗价格体系中,是否继续通过严格控制进站温度来降低能耗成本及如何更合理地制定运行方案,就这些问题对秦京输油管道的实际运行工况进行了分析。对淡同油电价格下各种运行方式的单位能耗成本及运行方式进行了比较,对经济进站温度进行了测算,给出了经济的泵组合运行方式及最佳进站温度的控制范围。     

水力马力能耗指标在管道能耗分析中的应用

在剖析国外管道公司采用的输油管道单位水力马力能耗费用指标的基础上,引入了两个新的油气长输管道能耗评价指标,即单位有用功耗能和单位周转量消耗有用功,并给出了相应的计算方法。采用新指标能够方便地分析生产单耗变化的原因,为进一步节能挖潜指明方向。将新指标与国内原有的管道能耗指标及一些辅助指标相结合,可以较全面地评价油气长输管道的能耗状况。应用该指标对涩宁兰输气管道进行能耗分析,验证了该新指标的合理性和适用性。结果表明:生产单耗较高的原因主要是管存较低,单位周转量消耗有用功较高;单位有用功耗能较低的原因是管存低,节流损失的能量较小,使得能源利用率指标较高。     

孤东管网优化运行技术

孤永东和孤罗东两条管道承担着孤岛、孤东和桩西的原油输送任务，按现行工况运行，各站节流较多，能源浪费较大。根据管道现有设备条件分析了运行现状，给出了孤永东管道和孤罗东管道的运行参数。在不改变现有设备条件和确保原油外输任务的前提下，制定了优化运行方案，即把两条管道作为一个输油系统，选择以两条管道的最低进站油温为最低允许输油温度，孤岛首站总的输油量合理匹配给两条管道，这样实现了孤永东管道全年压力越站，减     

乌鄯线冬季冷热油交替输送运行方案

为保障西部原油管道乌鄯线安全平稳运行,实现节能降耗输送,分析了乌鄯线和阿独乌线外输哈国油物性、沿线油温、地温数据,进而探讨了乌鄯线冬季运行冷热油交替输送的可行性。研究结果表明：长输原油管道冬季低输量运行,其进站油温差距不大并与地温的变化趋势一致,沿线地温为冬季冷热油交替输送的重要参数;采用冷热油交替输送工艺,哈国油常温输送对北疆油物性影响不大;乌鄯线冬季运行采用冷热油交替输送,节约燃料天然气约51.6%,节能降耗效果明显,说明乌鄯线冬季运行采用冷热油交替输送具有可行性。     

长呼原油管道优化运行分析

长呼原油管道为保温管道,在投产运行的首个冬季,没有成熟的运行经验可供参考。为此,梳理了运行影响因素,进而通过对沿线油温、地温及物性进行跟踪统计分析,逐步调整优化运行方案,在确保安全运行的前提下,实现了节能降耗。通过优化运行方案,由全线各站全部启炉（运行6台加热炉）调整为仅需3站启炉（运行4台加热炉）,全线温降相比设计和投产初期温降数值大幅降低,降凝剂用量节约25％,实际运行平均总传热系数低于设计值。由此可知,保温原油管道结蜡现象不明显,生产单耗小,节能优势明显。     

油罐冬季不加热运行的热力计算

鄯善外运油库原油罐热力系统冬季运行期间暴露了两个问题。一是水击严惩,影响油罐的运行安全;二是油罐冬季非运行期间油温过高,造成能源浪费。为妥善解决这些问题,对油罐的保温性能进行了分析,同时对油罐的伴热系统进行了热力计算。计算结果对油罐冬季退出热力运行提供了理论依据。经济分析结果表明,油罐热力系统冬季退出运行后,原油输送成本降低,节能降耗效果显著。