微信公眾號
微信視頻號
微信公眾號
微信視頻號
管道輸送成品油具有安全快捷、損耗少、無污染、低成本的優(yōu)勢。但隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，我國能源需求量不斷增大，成品油的管道輸送量越來越大，如何提高成品油的管道輸送能力，成為石油企業(yè)最關(guān)心的問題之一。
成品油管道的輸送能力，目前常常同時使用m3/a和m3/d進(jìn)行定義。成品油管道的上游連著煉油廠，下游連著用戶，全年的輸送總量既受下游影響，也受上游影響。用m3/a來定義管道的輸送能力可能不妥。由于成品油管道的輸送能力不僅包括輸送，而且還要擔(dān)負(fù)部分調(diào)峰任務(wù)；同時，由于用戶的用油量季節(jié)差距極大，其季節(jié)輸送量峰值和谷值的差距甚至可用倍數(shù)計算；因此，定義管道輸送能力應(yīng)用單位m3/d。
誰在影響管道輸送能力
成品油的輸送管道對于中等起伏的地形，站距是預(yù)先確定的，這對管道鋪設(shè)具有重要意義。長輸管道幾乎都是密閉輸送，每個泵機(jī)組前后的主干線上都安裝止回閥，正常輸油時各泵站接力輸送，當(dāng)某座或幾座泵站停機(jī)時，系統(tǒng)自動進(jìn)入越站輸送狀態(tài)，這樣，每座泵站間距的水力坡降曲線都基本相同。通常認(rèn)為，管道流量就是泵機(jī)組的設(shè)計流量。然而實際和研究表明，管道的流量并不等于泵機(jī)組的設(shè)計流量，且只會小于泵機(jī)組的設(shè)計流量。這是因為受泵機(jī)組可靠度的影響，泵機(jī)組不可能總是正常工作，系統(tǒng)也就不可能一直按預(yù)先設(shè)計的水力坡降曲線運(yùn)行。當(dāng)某座或幾座泵站停機(jī)時，系統(tǒng)就會越站輸送，此時，一座泵站要承擔(dān)兩座或更多座泵站輸送的任務(wù)，管道的瞬時流量就會下降，進(jìn)而導(dǎo)致管道平均流量小于泵機(jī)組的額定流量，管道的輸送能力就表現(xiàn)為低于設(shè)計的理論值。
為探索提高成品油管道輸送能力的途徑，本文對影響管道輸送系統(tǒng)可靠程度的諸多因素進(jìn)行分析。從技術(shù)的角度看，主要有以下幾個方面：
第一，泵機(jī)組的可靠度是影響成品油管道輸送能力最主要的因素。泵機(jī)組的有效運(yùn)行時間越長，可靠性越高，成品油管道輸送能力越強(qiáng)。供油泵站和首站因其特殊位置，一般都設(shè)置兩臺以上的泵機(jī)組，互為備用。當(dāng)出現(xiàn)故障時，供油泵站不可能做到備用泵機(jī)組與原機(jī)組的無間隔切換，因此不能簡單地把備用機(jī)組與原機(jī)組看作并聯(lián)系統(tǒng)。實際工作中為了方便計算泵機(jī)組的可靠度，將泵機(jī)組維修時間縮短為互換時間，人為地提高了泵機(jī)組的可靠度，大大超過其固有效度。而實際上，泵機(jī)組可靠度的有效時間應(yīng)該根據(jù)泵機(jī)組的平均故障間隔時間以及備用機(jī)組與原機(jī)組的更換時間來確定。因此，縮短實際處理故障的平均維修時間，就能提高成品油管道的輸送能力。
第二，穩(wěn)定時間和調(diào)節(jié)頻率也是影響成品油管道輸送能力的因素之一。穩(wěn)定時間是管道系統(tǒng)從非穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間。由于泵機(jī)組的固有有效度不可能是1，因此輸油管道會經(jīng)常因為系統(tǒng)中泵機(jī)組頻繁的啟停而處于工況調(diào)節(jié)的運(yùn)行過程中，特別是長距離多泵站的管道。這種調(diào)節(jié)使得管道在失效泵機(jī)組重新恢復(fù)運(yùn)行時，不能及時達(dá)到其可能達(dá)到的最大流量。由于實際情況不同，無法統(tǒng)計管段長度與穩(wěn)定時間的關(guān)系，如果按一座泵站的調(diào)節(jié)時間系數(shù)為1，兩座泵站的調(diào)節(jié)時間系數(shù)為2，三座泵站的調(diào)節(jié)時間系數(shù)為3，以此類推，ｎ座泵站的調(diào)節(jié)時間系數(shù)也為ｎ，即時間系數(shù)正比于管道的長度。也就是說穩(wěn)定時間越長，輸送能力要達(dá)到最大的時間就會越長。調(diào)節(jié)頻率是管道系統(tǒng)在單位時間內(nèi)從非穩(wěn)定狀態(tài)調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)的次數(shù)。顯然，調(diào)節(jié)頻率受管道長度影響。因為泵站數(shù)量越多，單位時間內(nèi)泵機(jī)組的調(diào)節(jié)頻率就會數(shù)量也越多。另外，頻率還是泵站可靠度的函數(shù)，因為泵機(jī)組可靠度越低，單位時間內(nèi)泵機(jī)組出現(xiàn)故障的概率也就越大。這樣調(diào)節(jié)頻率越高，管道輸送能力就越低，兩者成反比關(guān)系。
第三，管道的流量是保證成品油輸送能力的基本因素。管道系統(tǒng)在泵機(jī)組出口壓力不超過管子額定工作壓力下的瞬時流量主要取決于運(yùn)行的泵站數(shù)量。由于供油泵站和首站承擔(dān)著為管道供油和提供初級壓頭的任務(wù)，因此，如果上述兩者之一失效，則系統(tǒng)停輸，流量為零；如果管道中間泵站或末站失效，系統(tǒng)自動進(jìn)入越站輸送狀態(tài)，越站輸送時，管道瞬時流量決定于越站的數(shù)量。既然管道的瞬時流量取決于管道中最長的管段，因此就需要知道當(dāng)有ｍ座泵站同時失效，這ｍ座泵站在整個管道中的分布不同，管道瞬時流量也不同。例如，有一條5座泵站的管道中同時有兩座泵站失效，這兩座泵站可能連續(xù)，也可能不連續(xù)。當(dāng)出現(xiàn)類似的情況時，整個管道的輸油效率和平均流量都會下降，從而會導(dǎo)致管道輸送能力也隨之下降。除以上重要的影響因素之外，鋼管和閥門的可靠度和管道連接的可靠度均會影響管道輸送能力。鋼管和閥門失效的原因單一，主要是產(chǎn)品質(zhì)量問題，一般情況下，經(jīng)過嚴(yán)格出廠檢驗的產(chǎn)品，可靠度較高。由于輸油管道通常是由許多根一定長度的鋼管通過焊接的方式在現(xiàn)場組裝，受連接管接頭質(zhì)量、裝配技術(shù)和地形等因素影響，盡管經(jīng)過實際輸油前的試壓和試輸后，能夠基本排除管道連接可能出現(xiàn)的故障，但其可靠度一般會低于理想狀態(tài)下的值，從而對管道的輸送能力產(chǎn)生影響。
如何提高管道輸送能力
基于對以上可能影響管道輸送能力因素的分析，為了最大限度的提高管道輸送能力，可以采取以下措施：
加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)。重點(diǎn)關(guān)注主要泵站的保養(yǎng)維護(hù)包括在用的設(shè)備和備用的設(shè)備，防止泵站失效。同時做好其他的設(shè)備如自控系統(tǒng)、電氣設(shè)備、閥門、壓力顯示系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)等的維護(hù)保養(yǎng)。這些都是保證管道輸送能力最基本的工作。
增加每個泵站備用泵機(jī)組，縮短泵機(jī)組維修時間。由于泵機(jī)組是泵站的核心，也是保證輸送的動力所在。在考慮投入成本控制的前提下，增加備用泵機(jī)組，提高泵站的可靠度，在用泵出現(xiàn)故障的第一時間，馬上起用備用泵，縮短切換時間，避免造成管道停輸。
提高最大輸送能力的直接辦法是更換主泵變速箱，使泵速提高到78r/min，這種方法需要較大的設(shè)備和人力的投入。另一種辦法是改變主泵運(yùn)行模式。泵房內(nèi)的3臺主泵目前的運(yùn)行模式是1臺運(yùn)行，2臺備用或2臺運(yùn)行，1臺備用。近年來的國外成品油管道輸送的實踐經(jīng)驗和理論分析證明，在流量相同的情況下，3臺泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)比1臺泵或2臺泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)效益要好，磨損件壽命可延長20%~30%。3臺泵同時運(yùn)轉(zhuǎn)可使最大輸送流量在不更換變速箱的情況下有較大提高。當(dāng)1臺泵需要維修保養(yǎng)時，另外2臺泵可暫時加速補(bǔ)償部分輸送能力的損失。
計算機(jī)模擬結(jié)果表明，改變運(yùn)行模式后，管道年平均最大輸送能力可提高到323t/h，單機(jī)輸出功率為450kw，泵速降低到47r/min。
提高外供電的可靠性。外供電是長輸管道正常運(yùn)行的最重要元素之一。只有提高其可靠性，才能保障管道的平穩(wěn)運(yùn)行，盡量與當(dāng)?shù)毓╇姴块T做好協(xié)調(diào)，確保供電正常，從而防止意外晃電造成泵機(jī)組甩泵及非計劃外停電造成管線停輸，使得管道輸送能力大大下降。
加強(qiáng)外管線的巡查力度。外管線的巡查也是保障管道輸送能力的一項重要的工作。針對外管線經(jīng)常發(fā)生自然災(zāi)害的站點(diǎn)，提前備足搶險物資，做好防范工作，減少意外事件帶來的損失；加大外管線上占壓清理工作力度；與當(dāng)?shù)氐墓膊块T做好群防、聯(lián)防工作，防止不法分子的犯罪行為發(fā)生。
京公網(wǎng)安備11010502053156號