含蜡原油管道输送过程的用能描述与能耗评价

准确描述管道输送用能过程并科学构建其能耗评价指标体系,是原油管道能效管理的重要基础工作之一。目前,原油管道的用能计算与分析统计、工艺方案优化及能耗评价,一般侧重于供能站而非消耗能量的管段本身,且未对有效耗能与无效耗能进行区分,将能耗与能损完全等同,不利于管道系统节能的进一步研究。将传递用于管输过程的用能描述与能耗评价,强调能的真正价值,侧重于对管段本身有效耗的作用机理分析,补充并扩展了传统能耗评价指标体系。结果表明:在管输过程的总耗中,有效耗占85%以上,其中有效热耗相比有效压耗占了绝大部分,因此,原油管道输送节能的重点应该集中在如何降低热能消耗。研究结果为原油管道的安全经济运行提供了有益的理论依据和技术支持。     

苏丹3/7区原油管道加剂运行安全经济评价

苏丹3/7区所产原油属于高凝原油,采用加降凝剂综合热处理工艺可以有效降低管输能耗.模拟计算了加入降凝剂后管道停输再启动的运行参数,结果表明:最易发生凝管现象的PS4-PS5管段冬季停输50h,加降凝剂前后沿线平均油温均高于原油凝点,在事故状态下,冬季最大允许停输时间由目前的2.8 d增加到3.5 d,提高了管道运行的安全性.对加降凝剂后PS2-PS6管段停输温降过程的工艺参数进行了模拟计算,结果表明:苏丹3/7区原油外输管道加降凝剂后,可以实现由目前的3台加热炉在线降为1台加热炉在线,特别是在夏季,可实现全线不加热输送,年节约燃油费用为1244×104美元.研究结论可为合理制定管道加剂运行方案提供技术支撑.     

热油管道节能影响因素与根本途径

我国境内"三高"原油基本采用加热输送工艺实现管道输送,热能耗较大,且存在停输后再启动困难的问题。热油管道的最佳运行状态是指既能保证管道安全运行和停输再启动,又能使能耗最低或尽可能低的运行状态。降低进站油温是热油管道节能降耗的根本途径,给出了降低进站油温后的热能耗节减比计算公式,指出影响热油管道节能效果的因素有:进站油温、输量、管道环境温度或管道埋深地温、原油比热容、管输系统参数。针对原油管道运行规程规定的最低允许进站油温,依据不同情况,提出了降低进站油温的方法。热油管道进站油温存在3个关键的温度点:最小能耗进站油温TjN、安全运行最低进站油温Tjy和安全启动最低进站油温Tjq;上述3个温度数值最高者即为最佳进站油温。     

大庆原油低温流变特性量化表征

针对东北管网低输量输送大庆原油安全运行的要求,基于流变学理论分析和管输模拟试验研究结果,建立了大庆原油流变特性参数凝点、粘度(表观粘度)、屈服应力与管输条件下热历史和剪切历史关系的数学模型。引入了原油存在不完全可逆性参数的Houska触变模型适用于描述大庆原油的触变特性。通过试验,得到了铁大线、秦京线管输条件下大庆原油的触变模型参数。研究成果应用于大庆原油管道低输量运行特性和安全性评价,基于热油管道流动安全性定量评价方法,得到了铁秦线不同输量下最低安全进站温度。     

油气管道能耗计算与评价方法

基于现有油气管道仿真系统,开发能耗分析辅助功能,用于测算油气管道不同季节、不同输量情况下的能耗。利用风险评价方法给出在一定输量下的最佳运行方案,并结合投入产出理论确定在某方案下每个耗能设备的投资收益及该方案下的设备优先改造顺序,通过对不同方案的运行时间加权求得设备的综合投资收益指数并排序,最终获得管道的节能改造方案。基于此评价方法并利用油气管道仿真系统能耗测算工具对兰成渝成品油管道、西气东输天然气管道和阿独原油管道现有运行方案进行计算和评价,给出了相对最优运行方案和管道节能改造的优先顺序。     

新大一线低凝与高凝原油混合输送风险

用低凝原油稀释高凝原油来实现高凝原油的常温输送方法,既能减少长输管道前期加热设备的投资,又可降低原油输送过程中的燃料消耗。通过对新大一线低凝与高凝原油混合输送过程中的运行参数进行分析,得到其混输过程中存在的5个运行问题。分别对各个风险问题进行讨论,提出了应对策略,以期为高凝原油常温输送的安全生产提供有益借鉴。     

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。     

原油管输能耗预测方法研究

为了加强对管输成本的控制,针对受复杂多变的输油能耗变化因素影响,企业难以合理地确定管输能耗指标这一问题,结合生产实践,将季节性因素引入模型,对能耗进行了量化分析,消除了由季节性差异干扰带来的误差.探讨了在有限的数据环境下实现管输能耗预测的有效途径,反映了原油管道输送过程能耗的变化关系,其预测结果可以作为制订管输能耗指标和成本预测的依据.     

测温仪表准确度对热油管道能耗的影响

长输热油管道的燃料油和动力消耗占整个输油成本的40%以上,控制能耗是其运营管理的关键环节,而输油温度则是实现管道安全节能输送的重要控制参数.秦皇岛输油站的生产运行数据表明:若测温仪表存在误差,将直接影响管输能耗的有效控制.测温仪表的误差来源有内因和外因2种:内因是仪表本体性能发生变化,可以通过测温仪表系统互补法和减小仪表本体误差方式消除;外因则包括一次表安装不合理和二次表环境温度不合理,均可通过有效措施消除.     

原油管道YOYO系统流动安全性

原油管道因故停输时,在非事故站间采用YOYO系统可以使原油在站间往返流动,避免凝管事故发生。YOYO系统由分别设置在两个相邻泵站的储罐和螺杆泵组成,其运行过程与正反输工艺相似,但两者使用目的不同。详细说明了YOYO系统的工作流程,建立了其运行过程的传热数学模型,讨论了正反向输送时的初始条件和高程差。基于算例管段,计算讨论了YOYO系统运行过程中的温降规律,分析了采用YOYO系统后管输原油的流动安全性,结果表明：该方法对于事故停输管道是一种潜在可行的安全措施。     

天然气管道运行能效评价指标探讨

归纳了当前用于天然气管道运行能效的评价指标,指出这些指标难以识别管道系统各组成单元或设备的能耗情况和节能潜力,且单位周转量生产能耗的计算方法尚需确定,电单耗和气单耗、电耗与输量比以及气耗与输量比等指标相互不独立,难以用于能效评价.从能源利用效率的角度出发,提出了天然气管道系统及其附属设备的评价指标,初步建立了天然气管道能效评价指标体系,给出了相关指标的计算方法.认为各个能效评价指标合理使用范围的确定,应以不同天然气管道运行能耗的大量实测和统计数据为基础.     

原油管道差温顺序输送水力-热力耦合计算模型

原油差温顺序输送是指顺序输送具有不同流动特性的原油时,根据安全与节能的需要,调整油品加热温度以节约能耗的一种管输技术.建立了埋地原油管道差温顺序输送的数学模型,提出了移位网格下的虚拟边界条件法.编制了较为严格的非稳态水力-热力耦合计算程序,可用于管道设计与运行阶段出站温度、流量和压力随时调整,以及地温、原油物性和土壤物性发生变化的条件下,任意油品种类数与油品排列次序,任意批次数与批次量的工艺计算.利用新大管道原油差温顺序输送现场测试数据对模型进行了验证,结果表明各批次原油进站温度实测值与计算值的平均偏差较小,最大为1.4℃.     

原油管道能耗测算软件的开发与应用

为了加强原油管道节能经济运行管理,分析了目前长输管道能耗预测的方法和软件的进展,以定流量稳态优化运行工艺计算数学模型和软件包为内核,集成相关功能模块,开发了原油管道能耗测算软件,建立了原油管道能耗测算系统平台.软件可根据月输油任务,进行优化计算,输出优化运行方案、最优生产能耗区间,为制定运行方案、节能考核指标,以及实现安全运行管理提供决策参考.秦京线算例分析结果表明,该输油管道节能重点在于控制输油温度,减少燃料消耗.     

成品油管道顺序输送优化与调节

在管道顺序输送成品油过程中，随着混油段的移动，管内输量必然会发生变化，某时刻管道的输量将由各站间供能（开泵方案），耗能（沿程阻力）以及高程决定，使用优化模型，研究了以寻求最大输量为目标的成品油管道运行优化问题，给出了计算实例，旨在获得运量多，混油少以及能耗低的经济效益，同时提高管输的安全性。     

关于正确考核加热炉管理水平的探讨

通过生产实践证明,长距离原油管道输送的综合经济考核指标中。以万吨原油管输一公里所消耗的燃料油公斤数(kg/10~4t·km,简称能耗值)来考核燃料油的消耗指标是不尽合理的。文章以现场实测的数据论证了以能耗值为考核指标存在的问题,如能耗值小的泵站,加热炉效率却不高;同一泵站在不同的月份加热炉效率基本相同,而能耗值却不同;能耗值过小,使加热炉平均效率失真;不同的站间距,能耗值一样而可输送的距离相差较大等不合理现象。为此,文章提出了以加热炉每加温万吨原油升高一摄氏度所消耗燃料油公斤数(kg/10~4t·℃)为技术经济指标中的燃料油消耗定额的倡议;并就如何下达这个定额指标、如何执评这一指标、注意什么问题等方面作了说明。尤其指出,这一倡议,对于不满负荷运行的长输管道,更显示了它的可比的优越性。     

埋地含蜡原油管道流动安全评价研究

介绍了含蜡原油管道流动安全评价研究的主要内容及国内外研究进展,认为管道流动安全状况与管输原油的流变性、管径、地温、土壤热物性、管道工作状态、管道腐蚀状况和泵配置等因素有关。指出使用不确定性分析方法进行管道流动安全评价研究面临两大挑战,即影响因素不确定性描述和凝管风险可接受标准的确定。建议进一步加强含蜡原油流变性研究和管道停输再启动安全评价方法研究,并开展管道流动安全等级划分标准、重要影响因素不确定性和凝管损失计算模型的研究。     

铁大输油管道热力系统测试与分析

热油管道的加热费用占管道总能耗的比重较大,热输原油管道因加热所耗原油占管输原油的１％～３％左右。在管道运行中,减少热能损失对输油成本最小晔、提高经济效益影响重大。以铁在输油管道为例,详细地分析了在较低输量下热力系统的运行状况,找出了影响热力系统最优化运行的主要因素,并提出了改进建议。     

阿赛输油管道半管流密闭输油工艺

为降低动能消耗，减少原油轻馏分损失，阿赛输油管道制定并实施了半管流输送方案。半管流输送方案是将位于高坡翻越点的管道分成两段，两管段的压力互无影响，上下站间的压力波动也互无影响，在满足旁接输油工艺流程要求的条件下，实现密闭输油。叙述了该工艺方案涉及的水力计算、方案制定、实施过程和经济效益分析等情况，对长输管道的设计具有借鉴作用。     

任京输油管道加降凝剂正反输现场试验

任京输油管道加降凝剂正反输现场试验测量结果证明 ,当加剂原油达到要求的处理温度时 ,正反输运行不会使加剂处理效果明显变差。以改变了输油方向后的原油温度及输量估算了管道有效管内径 ,并根据管道运行中等效传热系数和加剂原油流动性改善效果估计了采用加剂单向输送所要求的最低输量。对加剂输送和正反输运行作了初步经济比较     

废弃管段内残油注入运行管道的方法

为解决利比亚7.7km管道不停输封堵改造过程中废弃管段内的原油处理问题,提出了在管道"标准不停输封堵"和"双侧双封不停输封堵"情况下的两种抽油/注油工艺方案。介绍了将废弃管段内原油注入运行管道中的方法,提出了应用这两种工艺应注意的安全问题。