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文檔簡介
第二章長距離輸油管道輸送工藝技術1.概述長距離輸油管道通常是指距離長、管徑大、輸量高的原油管道,輸送壓力高而且平穩。由輸油站和管路兩部分組成,輸油站分為首站、若干中間加壓站、若干中間加熱站及末站,其任務是供給油流一定的壓力能和熱能,將原油安全、經濟地輸送給用戶;管路上每隔一定距離設有為減少事故危害、便于搶修,可緊急關閉的若干截斷閥室以及陰極保護站。輸送原油的粘度和凝固點比較低,可以采用不加熱直接輸送的方式,但是具有較高凝固點和粘度的原油,就需要經過加熱后輸送,或者經過改性,采用不加熱的常溫輸送方式。北美國家的輸油管道多是輸送低凝點、低粘度原油,所以多為不加熱輸送。對于凝點和粘度較高的原油均采用加熱輸送 <如美國全美管道和科林加管道)。隨著原油流變性的研究,原油添加化學降凝劑后常溫輸送技術也應用于一些原油管道運行管理中。因為實際生產需要和常溫輸送的工藝優越性,促使此項技術日趨成熟。近 20年來,我國有 10多條原油管道實驗研究了添加化學降凝劑輸送技術,取得的技術成果和經濟效益是十分明顯的。1.高1凝點、高粘原油的輸送我國生產的原油多屬高含蠟、高凝固點、高粘度原油,對于凝固點、粘度較高的原油來說,輸送工藝可分為兩種類型,一是加熱輸送,另一是常溫輸送。我們在加熱輸送高凝、高粘原油方面積累了豐富非經驗,但加熱輸送有其弱點,一是低輸量受到熱力條件的制約,二是一旦發生事故停輸,必須立即搶修,及時恢復運行,否則,較長時間的停輸會釀成凝管事故。1.1.加1熱輸送工藝加熱輸送是指將原油加熱后進入管道加壓輸送,通過提高原油輸送溫度降低其粘度,來減少管路摩阻損失。原油管道加熱輸送存在兩方面的能量損失,散熱損失和摩阻損失。熱油向下站輸送過程中,因為其溫度高于管路周圍的環境溫度,存在徑向溫差,熱油攜帶的熱能將不斷地往管外散失,因而使油流溫度在向前輸送過程中逐漸降低,引起軸向散熱損失,油流溫度下降,粘度上升,單位長度管路的壓降逐漸增大。需要重視的是油流溫度接近凝固點時,單位長度管路的壓降會急劇上升,容易出現管道事故。我國原油大多具有粘度大、凝固點高的性質,加熱輸送工藝是國內原油管道常用的一種輸送工藝。還有兩種不常用的加熱方式,一是以阿拉斯加管道為代表,該各管線原油流速達3.13m/s,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□式一般來說不經濟,只能在特定場合下使用。另一種是利用電集膚效應加熱,以印尼貝魯克到 M那斯管線為代表,長 114km。1.1常.2溫輸送工藝<降凝劑或流動改進劑、蠟<動態或靜態)將原油冷卻對于高含蠟原油管道輸送,通常采用化學添加劑<降凝劑或流動改進劑、蠟<動態或靜態)將原油冷卻晶抑制劑)、進行熱處理、用輕烴餾份稀釋原油、用水作成乳化液或形成水環等方式。1.1.熱2.處理1輸送工藝熱處理輸送工藝是將原油加熱到一定的溫度,使原油中的石蠟和膠質-瀝青質溶解分散在原油中,再以一定的溫降速率和方式下來,在石蠟的重結晶過程中,因為膠質-瀝青質的作用,改變了蠟晶的形態、結構和強度,從而改善了原油的低溫流動性,使原油在地溫條件下的等溫輸送或特溫度條件下的常溫輸送成為可能。國內外現行使用的原油熱處理工藝有兩種類型,一種是簡易熱處理工藝,另一種是完全熱處理工藝。簡易熱處理工藝是指原油在首站加熱至設計熱處理溫度后,經過簡單溫降處理直接加壓進入管道,沿管道向下站流動過程中受冷卻速率和剪切速率的作用,降低原油凝固點和粘度,實現延長原油不加熱輸送距離的目標的一種輸油工藝。這種熱處理工藝的優點是工藝簡單,操作方便;缺點是原油析蠟重結晶的過程受管道的制約,原油的溫降速率和剪切速率難以人為控制,熱處理效果不穩定,管道運行存在一定的風險。我國長慶輸油公司管理的馬惠寧線采用的就是這種處理工藝。完全熱處理工藝是指原油在首站完成熱處理,可以很好地控制溫降速率和剪切速率,原油的加熱、冷卻 <析蠟重結晶過程)都是在首站熱處理工藝設備里完成,然后進入管道等溫輸送。這種處理工藝的優點是熱處理效果好,管道運行相對安全;缺點是投資大、設備占地多。印度那霍提亞-高哈堤-巴繞尼輸油管道采用的是這種完全熱處理工藝。據資料介紹,石蠟基原油中,當蠟與膠質、瀝青質含量之比為 0.5左右時,熱處理效果最佳。我國原油熱處理工藝的應用推廣得益于原油管道輸送生產形勢的需要。進入80年代,國內一些原油管道出現輸油能力大而實際輸送量小的情況,要完成油田外輸任務,必須采用正反輸或者增加加熱站的辦法來維持生產,但是這種運行方式勢必導致電量與燃料油消耗大量增加。為了節約能耗和管道運行安全,開始進行原油熱處理工藝研究與應用,并取得了成功。我國曾對中原油田、長慶油田、臨盤油田的原油進行了熱處理研究。 1990年底投產的臨濟輸油□□□□□□□□□□,□□□□□ 68km,口徑為325mm,□□□□□□,□□輸油量高于 80萬噸時,實現了全年中間不加熱輸送,年經濟效益超過 128萬元,而且極大地方便了生產管理。在濮臨線原華東輸油公司根據中原油田原油性質,進行了原油熱處理工業性實驗,把原油加熱到一定溫度再按一定速率冷卻下來,熱處理輸送實驗一次成功,使濮臨線只開一個泵站,中間不再對原油進行加熱,為國內長距離原油管道推廣應用熱處理輸送工藝提供了經驗。但是熱處理改善原油流動性的效果及其穩定性不如添加降凝劑處理,現在單獨應用該工藝的已不多。1.1.添2加.化2學藥劑的輸送工藝原油管道內所加添加劑主要有兩種:一種叫降凝劑,也稱流動改進劑;另一種叫減阻劑。前者將降凝劑按一定濃度加入原油中,可以降低原流的凝點、粘度、屈服值和結蠟強度,改善原油的低溫流動性能,達到不加熱輸送的目的;后者可以解決管道“卡脖子”段問題,提高管道的輸送量,加大泵站間距,減少投資并存節能的效果。我國開展了原油添加劑的室內研究工作,采用□□□□,□□□□ 10ppm□□□□□□□□□□□ 26口降至2口4.5口。目前國內研制的油相減阻劑性能和實驗效果已接近和等效國外產品。為了增加輸油管道的輸送能力,解決某些管道“吃不了”的問題,最近幾年引進高聚物減阻劑,先后在鐵嶺—大連、東營—黃島、東營—臨邑等輸油管道上進行了工業性實驗和局部應用,效果良好。國外已有十余條輸油管道采用了降凝劑,但在工藝中沒有考慮熱處理的作,□□□□□,□□□ 200口300mg/kg。國內降凝劑的試制實驗工作起始于80年代,科研人員先后在大慶、勝利、中原、江漢和任丘等油田,通過對原油中石蠟、微晶蠟、膠質、瀝青等含量組份的分析,根據降凝劑與石蠟共晶、吸附理論,選擇各物料之間合理的投料比,嚴格聚合反應工藝條件,經過大量的室內實驗、中試放大,最終合成試制出了多種型號的降凝劑,效果比較理想。從降凝劑的研究試制過程來看,其發展過程以高分子合成理論為指導,經歷了縮合、聚合、共聚、復配階段,已成為一項成熟的技術。降凝劑的選型步驟是在分析油樣含蠟量和碳數分布后,選擇或復配與原油中石蠟的正構烷烴碳數分布最集中的鏈長相近的降凝劑,然后評價其處理效果和經濟性。國外一些公司,象美國的 EXXON、CONOCO公司、英國的 ICI公司等都研制□□□□□□□□□□ 1992□□□□□□□□□□□□ EXXON□□□□□□取得了巨大的經濟效益。近年來,國內有些單位開始了降凝劑的合成研究,成□□□□□□□□□□□□□□□ CE□□□□□□□□院 GY—2降凝劑等,其技術性能已經達到國外同等先進水平。國產降凝劑已成功地應用于東辛勝利、馬惠寧線、中洛線、魏荊線、秦京線等線,下面簡要介紹四條管道降凝劑的應用情況。PAE降凝劑實驗①東辛勝利線輸油管線加PAE降凝劑實驗□□□□□□□□□□□ 75km,1994□□□□□□□□□□ PAE降凝劑工業實驗,當時,年輸油量 480萬噸。該降凝劑是勝利設計院研究成功的一種丙烯酸高級混合酯聚合物。室內實驗顯示,該劑少量地加入高凝點、高含蠟原油中,就可以改善原油低溫流變性,達到降凝減粘的目的。在現場加注實驗中,□□□□□□□□ 10、20、30、40ppm□□□□□□□□□,□□□□□□到55℃左右條件下, PAE□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□在10ppm時,凝點由 27口降到 10℃,粘度和屈服值也有一定程度的降低,隨著加注量的增加,效果進一步加強。從經濟效果分析看,在低溫 <地溫<15℃),□□□□□10ppm,□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□,□□濟效益 73萬元。如果應用到更長距離的管線上 <如東黃線),經濟效益會大大□□□□□□□□,□□□□, PAE降凝劑就再也沒有應用過。②中洛線應用降凝劑情況中洛線管輸原油每噸添加 50克GY—2降凝劑,經過 70℃處理后,原油流變性得到明顯改善,原油反常點和凝固點分別下降 10℃和 12℃,原油 30℃粘度下降率在 92%以上,改性后 25℃的油品性質略好于未改型 35℃的油品性質,使原油進站溫度下降了 10℃。經過計算和現場實驗,在地溫 14-17℃范圍內,中洛復線實行隔站點加熱爐運行方式,地溫高于 17℃時,可以實行連續兩站點加熱爐的運行方式,實現了中洛線低輸量下的經濟安全運行方式。中洛線因為添加降凝劑,使得管道在低輸量下不僅沒有返輸,而且還能夠停運部分加熱設備,節約了燃料油,添加降凝劑運行方式同加熱輸送相比,每年可以節約燃料油 7500噸,油價按每噸 1800元計算,扣除降凝劑費用,年經濟效益有 800萬元。③魏荊線應用降凝劑情況魏荊線原油的油品性質較差,經過大量的研究與實驗,研制出了原油時間穩定性和熱穩定性都比較好的適合于該線原油改性的降凝劑。該線原油改性后凝固點下降幅度較大, 35℃以下的降凝率達到 85%以上,改性原油 30℃時的粘度與未改性原油40℃時的粘度相當,管道運行時原來進站溫度由42℃度與未改性原油40℃時的粘度相當,管道運行時原來進站溫度由42℃降低到33℃左右,實現了減少輸量或延長加熱站間距的目的。魏荊線應用降凝劑解決了兩個問題:一是確定了冬季管道運行允許的最低輸量。魏荊線進行添加降凝劑輸送時,添加量為 50克/噸,加熱溫度是70℃,輸量由大到小逐步降低,在最冷的一月份輸量最低降到 2500噸/天,最低進站溫度降到 35℃,管道的水力和熱力條件穩定。二是確定了不同輸量下的優化運行方案,根據季節地溫的不同,進行了多種泵和加熱爐運行方式的實驗,以進站溫度 35℃為基準,計算并驗證了安全經濟運行條件下的不同季節優化運行的出站溫度。最終實現了以添加降凝劑輸送方式代替返輸方式。魏荊線冬季采取綜合處理輸送工藝,降低了原油的粘度和凝固點,全年經濟效益在 500多萬元。④秦京線應用降凝劑情況30克□□□□□□□□□□□□□□□□□:□□□ 13500t/d30克/噸,冬季采用二次處理的加劑輸送方式,春秋季、夏季為加熱輸送;輸量是16500t/d□,□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□,□□□100萬100萬元的運行費用。添2.加減3阻劑輸送工藝減阻劑是高分子聚合物,以極少量加入原油中,能在紊流狀態下減少流動阻力,而在層流狀態下,基本沒有減阻效果。減阻劑一般有以下兩種用途:一是管道經常處于最高壓力限下運行,如果流量增加管道系統就需要改造,投資很大,而注入較為廉價的減阻劑,可以提高管道流量同時又可降低運行壓力。二是因為輸油泵功率限制,管道輸量處于極限,注入減阻劑與增加泵輸能力及提高管輸溫度相比投資少,使用減阻劑可以在現有設備條件下提高輸量。目前國內油相減阻劑正處在工業實驗階段,新近研制出的油相減阻劑,其減阻性能已接近國外同類產品的水平。國外原油管道應用減阻劑比較多,象美國阿拉斯加州、墨西哥彎沿海、中東、印度的一些原油管道效果比較明顯,基本上減阻劑使用目的都是提高輸量,輸量提高10%至30%不等。國內一些原油管道使用進口減阻劑也進行了使用,表2-1是國外減阻劑在國內長輸管線試用情況。表2-1國外減阻劑在國內原油管道試用情況管道名稱口徑mm原油產地減阻劑添加量ppm口阻率□增輸率□試用時間21.211.28.91985.7口11鐵大720大慶CONOCO產29.016.711.91986.7.18口線CDR10259.225.218.87.312510.66.41986.1東黃5416.510.5529勝利ARCO產FLOtm線10323.315.913829.621.524.320.013.71986.9口臨33.921.514.5377中原ARCO產FLOtm線54.433.625.277.240.533.115.113.78.51986.11口臨377中原CONOCO產28.221.514.2線CDR10261.728.22084.940.433稀2釋.4輸送工藝原油稀釋輸送工藝是指在原油中加入石油產品、液化石油氣或低粘度原油等烴類稀釋劑,以改善原油流動性的輸送方式。低粘度原油具有稀釋作用是因為其中膠質-瀝青是一種降凝劑,低粘度原油中的膠質 -瀝青破壞蠟晶網絡結構的形成,使混合原油的凝固點、屈服值和粘度等物性得到改善。高粘易凝原油的開采與輸送采用稀釋工藝是比較經濟合理的,在我國以及美國、加拿大、俄羅斯等國家已經工業應用。1.1.2熱裂.解5輸送工藝熱裂解輸送工藝適合于輸量較大,原油含蠟量高,但蠟的結構中異構環烷結構較多的原油。其原因是有支鏈的異構烷烴和環烷烴在輕度裂化的條件下比□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□ 470口490口,□□□□□ MPa,□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□,輕組分的增加對原油的輸送會起到減阻降粘的效果。當然,加熱的溫度和施加壓力的大小取決于原油物性和輸送要求。國內有關研究機構正著手于該方面的探討,相信熱裂解原油輸送將為解決高粘原油的輸送問題開壁一條有效的途徑。1.1.磁2.處理6輸送工藝磁處理是一項令人懷疑的方法,在近 10年前,國內興起了“磁化”熱,什么磁化水防垢、磁療治病等等,據說磁處理可以改變原油的流動性能,減少80年管道結蠟、結垢。國外研究原油在電磁場中的特性始于 5080年以后也爭相進行原油磁處理輸送技術的研究與應用。磁場處理油流的基本方式有內磁式和外磁式兩種,可以用永磁體或電磁鐵產生磁場。磁場處理輸送技術據說具有能耗少、簡單可靠、維修方便等優勢,國內幾條長輸原油管道進行了原油磁場處理防蠟增輸的工業性實驗,據說取得了良好效果。如 1988年至1989年,□□□□□□□□□□□ 23.4km□□□□□□□□□□□□□□驗,對于南陽原油磁處理輸送三個月后,據說管壁上多年沉積的結蠟層開始松動脫落,認為磁處理有一定的減阻、增加輸量的效果。但是勝利油田油氣集輸公司曾于 1995年與石油大學<華東)儲運教研室合作,對勝利、孤島、孤東三種油品進行了磁處理降粘實驗,結論是沒有表現出磁降粘降凝效果。而且磁處理降粘降凝的原理也只是猜想,沒有經過嚴格的科學驗證。國家機械工業局曾于 1998年7月針對汽車發動機磁化節油器發布聲明,“磁化”沒有凈化節油效果。因此,應該慎用磁化降粘。1.密2閉輸送工藝長距離輸油管道是從開式輸送發展到密閉輸送方式的。“旁接油罐”運行的優點是有緩沖過程,允許調節的時間長,對自動化水平要求低。“從泵到泵”的密閉輸油工藝改變了中間站進旁接罐的開式運行方式,使全線成為一個水力系統,可以充分利用上站壓力,節約能耗,可節約中間站儲油設備投資,而且也避免了旁接油罐的油氣蒸發損耗。密閉輸油工藝取決于設備的可靠性、自動化水平和水擊問題的解決。密閉輸送的首要關鍵是水擊問題的解決。在輸油工況中,突然開閥或關閥、開泵或關泵,供電發生故障,設備及管線泄漏、誤操作等都可能造成輸油工況的不穩定,嚴重的將發生水擊。因此,密閉輸油管道的控制與保護技術,就是對輸油壓力的調節及對水擊的控制與保護。水擊保護設施是進行密閉輸油的保證。對于密閉輸送,有些人還存在偏見,認為密閉輸送需要高度地集中控制,這種認識是不妥的。國外早在 40年代就已實現了密閉輸送,而那時的管道技術水平還不如我們現在的。鐵秦線和魯寧線已經為我們提供了有益的經驗。密閉輸油牽一發而動全身,一個泵站的設備出了故障會造成全線停輸,所以總是希望系統處于穩定的工作狀態,但是在實際生產中卻是難以做到的。如果輸油系統內某點的工況發生了變化,就可能引起管道中液體壓力和流速的變化,就會出現管線振動、泵進出口壓力波動、甚至出現“水擊”超壓等危及系統正常工作和安全的情況。密閉輸送要求全線統一調度,各泵站要協調動作。因此,全線要求有較高的自動化控制水平。1.2穩.1定性調節穩定性調節是將輸油泵的進出口壓力控制在一定的范圍內,保證輸油泵的正常運轉和安全輸送。穩定性調節的方法常用的有:出口節流、改變泵轉速和打回流三種。這三種方法中,“改變泵轉速”需要的投資較大,“回流”法浪費大量的能源,只有節流法在投資和能源的消耗上都較少,操作也簡單,是最常用的方法。這些調節方法只能對那些壓力波動幅度小、形成速度慢的不穩定現象,對于因突發性的壓力波造成的水擊,已不是穩定性調節調節系統所能控制的了。1.2壓.2力保護壓力保護包括超高壓和超低壓而采取的安全保護措施。超低壓會破壞泵的入口條件,超高壓則是針對水擊。按照保護對象的不同,有干線壓力保護和泵站壓力保護的區別。對于干線的保護,常用“泄放保護”和“超前保護”兩種□□□□□□□□□ SCADA□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□前我國的老輸油管線大部分沒有配備 SCADA□□□□□□□□□□□□□□□法。目前泄放保護設施的更新發展,已使得水擊保護非常可靠。在油田老管道的密閉輸油管線中,使用的都是“泄放保護”法。所不夠完善的是,只限于在中間站設置泄放設施。今后的設計中,應考慮在末站增設泄放設施,因為在末站進口,也有發生水擊的可能性。壓力保護可采取下列四種方式:①出口調節閥
當泵出口壓力超高時,調節閥節流,然后順序停泵,最后泄壓保護,這種條件下,可不設超前保護系統。這種用于密閉輸油的專用調節閥——壓力調節閥一直依賴進口。管道研究院和重慶閥門廠、北京機械自動化研究所等單位合作,研制成功了電液調節球閥,并在東黃輸油管道上進行了工業性實驗,取得成功。實驗表明,該閥各項性能達到了引進調節閥的技術水平,可以替代進口產品。對管道壓力的控制平穩、準確,該閥及其控制裝置達到了控制水擊波峰和保護泵的能力。②氣壓緩沖罐在管道系統中的適當位置,例如匯管上安裝容積為罐,罐內充入適量壓縮氣體。當水擊發生時,高壓液體進入緩沖罐,使罐內空氣受壓而消耗水擊能量。③雙功泄壓閥雙功能泄壓閥是重慶后勤項目學院蒲家寧等人發明的,它的功能之一是可變水壓力劇增為漸增,從而有效地控制了水擊增壓速率,二是控制增壓幅值。該閥可以調節閥的開啟壓力,有效地防止水擊危害和非水擊型超壓。它結構簡單、動作靈敏,工作可靠,已在生產中得到成功的應用,既能保障管道系統的安全,又是提高輸油效益的簡捷手段,性能達到了世界先進水平。雙功泄壓閥由主調節閥、控制閥、蓄能器和監視器構成。其控制原理跟直接用緩沖罐相同,只是調節閥能更好地控制水擊時帶壓液體進入緩沖罐和液壓從緩沖罐回流到管道內,同時緩沖罐的容積也大大減小。④超前保護SCADA□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□1991年,50口100L□□□□□<專利號: CN1042979A)314kPa和站出口壓1991年,50口100L□□□□□<專利號: CN1042979A)314kPa和站出口壓力大于 力大于 6470kPa□□□□□□□□□□□□□□□ 100kPa□□□□□□□力大于 力大于 6470kPa□□□□□□□□□□□□□□□ 100kPa□□□□□□□7120kPa時,PLC□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□314kPa□□□□□□□ 7120kPa□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□,□□□□□□□□ PLC□□□□□□□□□□調節,使本站產生正負壓力波以抵減水擊壓力波和管道填充超壓波,避免造成管道和設備的巨大破壞。該系統還有硬線的壓力保護,當主泵出口壓力大于9300kPa□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□安全閥將動作,通過向燃料罐泄放原油進行泄壓,當油罐液位達到設定的最高限位時,液位開關將觸發全站運行泵跳閘。1.3優化運行技術□□□□□□□□□□□□□□□□□,□ SCADA□□□□□□□□□□化運行控制軟件,它可在不考慮調速的基礎上,對管道的運行方案進行優化,使管道在最經濟的狀態下運行,減小低輸量時的不匹配性,減少乃至消除節流損失。對于一條熱油管道,消耗的能量主要有兩種:電力和燃料。這兩種能量消耗是一對矛盾,提高輸油溫度,輸油的燃料消耗會上升,而油品粘度下降,沿線的摩阻損失會減少,輸油的動力消耗會下降。反之,降低輸油溫度,輸油的燃料消耗會下降,而油品粘度上升,沿線的摩阻損失會增加,輸油的動力消耗會上升。因此,對于某個輸油量,不同的輸油溫度,能量消耗也不同。一條熱油管道,必然存在一個能耗最低的輸油溫度和對應的電爐開泵方案。長輸管道的優化運行過程,涉及到流量分配、管輸工藝、動態規劃等多學科的知識。輸油泵機組的優化運行,一般從三個方面進行,一是對輸油泵機組本身進行改造,可用拆級、車削葉輪、改變泵轉速、更新高效泵;二大小泵搭配,即選配合適的不同規格的輸油泵;三是合理確定輸油量,使輸量和泵額定輸量盡可能一致,減少節流損失,最大限度地提高泵的運行效率。進入 90年代以后,勝利油田進入了原油自然遞減和稠油開發增多的后期開發階段,出現了兩個顯著的特點:一是原油產量呈逐年遞減的趨勢,造成原油外輸管道處于不滿負荷的運行狀態;二是對新區塊生產的原油直接就近進入主管線。這給長輸管道的運行管理帶來了新的問題。針對以上兩個特點,油氣集輸公司分析了所管理的 4條輸油管道的運行現狀,在 90年代應用熱油管道優化運行理論,根據外輸計劃,及時調配管道運行參數,實現了優化運行,達到節能降耗的目的,取得了顯著的經濟效益和社會效益。東辛輸油管道包括東營原油庫 <首站)、 2號站、4號站和101油庫,該管道輸油量基本上在 萬噸左右,而設計輸油量 800萬噸。隨著清河、樂安兩個油田的開發,該管道又承擔了兩個油田來油外輸任務。針對這些情況的變化,油氣集輸公司編制了優化運行軟件,采取了一是降低輸油溫度,二是尋求最佳的開泵方案。勝利油的凝固點是 24℃,反常點是 36℃,確定了輸油溫度降為35℃。優化運行的方案的實行結果,一是停運了 2號站的加熱爐,二是停運了4號站的加熱爐和泵,實現了一泵到底、一熱到底的運行方案。年創經濟效益360萬元。孤永東、孤羅東兩條輸油管道原是兩個輸油系統,分別獨立運行,1996年,針對輸油工況的變化,對孤島首站工藝流程進行了改造,使兩條管道作為一個系統考慮,能對其輸量進行調整。優化運行的結果,孤東兩條輸油管道年創經濟效益 400萬元。 1999年,又針對東辛、東臨等輸油量的調整,停運了2號站以上東辛勝利線和 2和馗以南東辛含硫線,等于停運了一條輸油管道,年創經濟效益 241萬元。1.節4能改造因為設計輸油能力大,實際輸量小,東部很多管道處于不滿負荷狀態,輸油泵、加熱爐效率低。為了解決這種設備和輸送量的不匹配,滿足生產要求,主要靠閥門節流來維持生產,造成大量的能源浪費。解決管泵不匹配的技術措施,主要有:合理調配泵、爐運行參數及時率,間歇運行;泵調速技術,即通過調整泵的轉速,使之工作在高效區內。<由先爐后泵流程改為先泵后爐流從“七五”以來,管道局及東部老油田圍繞著節能降耗等關鍵問題,開展了大量的研究開發。起初是通過站內流程改造程),改造輸油泵和加熱爐,后是更換高效輸油泵、熱媒爐。近年來圍繞節能
開發應用液力偶合器、電機調速裝置、燃油乳化技術等,減少油電消耗,降低輸油成本,取得了可觀的節能效果。<由先爐后泵流程改為先泵后爐流1.4.改用1先爐后泵流程1986年,鐵秦線改造了泵—爐流程,一是提高了進泵油溫,降低了進泵原油粘度,從而提高了泵效;二是站內熱油管道加長,減少了站內摩阻;三是加熱爐管降為低壓運行,增加了加熱爐的安全性。改2造輸油設備,提高運行效率243萬467萬70%,15%243萬467萬70%,15%左右。t/a。經論證,對口葉輪直徑進行了切口, 1996口1997□□,□□□□KW?h。早期,輸油加熱爐采用的都是方箱式直接加熱爐,滿負荷運行效率低輸量效率更低。鐵秦線 1986年對其進行了節能改造,爐效提高了1.4選.用3高效輸油設備在鐵秦線、鐵大線輸油管線改造過程中,陸續將老式的輸油泵、加熱爐改造成高效泵、熱媒爐,提高了運行效率。1.4.輸油4泵調速輸油泵調速方式有變頻調速和液力偶合器、滑差離合器等種類,變頻調速□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□ <6KV)大電機,變頻調速器的成本較高;目前使用較多的是液力偶合器。滑差離合器曾在濮臨線首站的濮陽站應用,效果很好。這類動態調速裝置成本低,操作簡單,很受一線工人的歡迎。其不足之處:一是效率和變比成反比,即高效區的調速范圍小;二是可控性能差。變頻調速技術就是使用變頻器對電機轉速進行調節,變頻器能夠連續改變交流電源頻率,它主要由整流器、儲能元件、逆變器、控制器等組成。其工作□□:□□50Hz□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□,□其按所需要的頻率依次導通,就會在輸出端得到所需要頻率的交流電,供電機使用。□□□□□□□ 1986□□□□□□□□□□□□□□□□ 1750kW的變頻調速器,分別安裝在沈陽、大石橋、瓦房店三站,解決了全線的節流問題。該裝置操作簡便,節能效果好,在當時輸量較滿的情況下,每天仍可節電 2500度左右,三年多收回了 30萬美元一套的投資。而且調速技術的使用也使全線的技術水平和管理水平有了較大的提高。系統世界管道自動化的研究,從 1931年開始到 1951年初具規模,目前已達到全線集中控制階段。自動化水平的提高對于安全運行、節能、節省人力均有好處。SCADA<數字采集與監控系統)系統由設在控制中心的主機、設在各站的遠□□□□ <RTU)和高性能的通信系統構成了一個相當于兩級的分布式控制系統。控制中心的計算機通過數據傳輸系統對設在各泵站、計量站或遠控閥室的RTU定期進行查詢,連續采集各站的操作數據和狀態信息,并向 RTU發出操作和調整設定值的指令,從而實現對整條管道的統一監視、控制和調度管理。各□□□□RTU□□□□□□□ <PLC)與現場傳感器、變送器和執行器或泵機組、加熱爐的工控機連接,具有掃描、信息預處理及監控等功能,并能在與中心計算機通信一旦中斷時獨立工作。站上可以做到無人職守。80年代以前,我國長輸管道基本上是常規儀表檢測,就地控制。 80年代中期以來,在鐵大線、東黃復線上安裝了從美國 Rexnord公司引進的 SCADA系統。此后,新建的長輸管道大多配備了我國或引進的 SCADA系統。對于今后建設的長輸管道, SCADA系統將成為必不可少的組成部分。1.6加熱爐加熱爐是將燃料燃燒產生的熱量傳遞給被加熱介質而使其溫度升高的一種加熱設備。在油氣集輸系統中,它的作用是將原油、天然氣等加熱至工藝所要求的溫度,以便進行加工和輸送。油氣集輸生產最常用的加熱爐是燃油管式加熱爐,從爐型上多為方箱式。下面簡要介紹幾種常用加熱爐。1.6.管1式加熱爐管式加熱爐火焰直接加熱,具有單臺功率高、升溫速度快、加熱溫度高、耗鋼量小等優點。管式爐四周是用耐火磚砌筑的爐墻和成排的爐管,爐管分兩部分,直接受爐膛火焰輻射加熱的為輻射管,受煙道氣對流加熱的對對流管。爐子的燃燒器是將燃油經機械霧化或蒸汽霧化 <與水蒸汽混合),在高壓下通過油嘴噴出燃燒,空氣從風門進入。管式爐種類較多,目前油田應用比較多的是□□□□□□□,□負荷規格有 1000kW]2000kW]2500kW]燃料以原油為主,采用輕型快裝結構,工廠預制,現場組裝□□□□□效率為 82口口85口□⑴結構與工作原理管式加熱爐是在爐內設置一定輸量的爐管,被加熱介質在爐內連續流過,燃料在爐膛燃燒產生的熱量以輻射方式將熱量傳給輻射室爐管,通過爐管管壁傳遞給被加熱介質,煙氣經輻射室煙道進入對流室,以較高的速度通過對流爐管間隙,同時完成對流換熱,從而使被加熱介質溫度升高的一種加熱裝置。以下簡要說明臥式管式加熱爐的結構:①輻射室 輻射室是爐內火焰與高溫煙氣以輻射方式為主進行熱傳遞的爐體部分。輻射室外壁是鋼制圓筒,內襯輕質耐火保溫材料,爐管沿內壁圓周方向敷設,是圓筒式加熱爐主要的換熱區。②對流室對流室是高溫煙氣以對流方式為主進行熱傳遞的爐體部分,一般是矩形結構,內襯輕型耐火保溫材料。③輻射室煙道 煙氣由輻射室進入對流室的通道,一般是半圓形。④彎頭箱彎頭箱是將爐管彎頭與煙氣隔離的封閉箱體。有輻射室彎頭箱和對流室彎頭箱,有的管式爐不設彎頭箱。⑤爐管爐管是管式加熱爐的熱導體,能夠承受一定的壓力和溫度,一般由裂化鋼管制成。爐管分為輻射室爐管和對流室爐管,輻射室爐管管徑較大,常□□□□□□ 114、127、159mm,對流口爐管管徑則較小,常用爐管外徑為60、89、114mm。為了提高對流傳熱系數,有的對流管采用口頭管或翅口管。⑥燃燒器 燃燒器是將燃料和助燃空氣混合并按所需流量、比例噴入燃燒室的裝置。油田常用的燃燒器有油燃燒器和天然氣燃燒器。⑦煙囪 煙囪的作用是將廢煙氣排入高空并產生抽力,煙囪的高度和直徑由燃燒方式及爐內阻力確定。⑧吹灰器 吹灰器是利用壓縮空氣或過熱蒸汽吹掃對流室爐管上積聚的煙灰的裝置。主要作用是提高傳熱系數和防止腐蝕。對流室爐管是光管一般不設吹灰器,而采用釘頭管或翅片管則必須設置吹灰器。⑨附件 管式圓筒式加熱爐附件有防爆門、看火孔、人孔。原油長輸管道上臥式圓筒式加熱爐是常用的加熱爐,該種爐型技術成熟,運行比較穩定,維護、檢修簡單,造價低。缺點是熱效率相對熱媒加熱爐效率較低,存在不安全因素,爐管低溫露點腐蝕難以克服,爐管壽命短。1.6水.2套爐水套爐是火筒式加熱爐,間接加熱,其工作原理是燃料在爐體下部的火筒煙管內燃燒,熱量通過火筒煙管傳遞給中間傳熱介質“水”,水再加熱內有介質流動的盤管。水套爐單臺功率小,主要用于小流量加熱,優點是使用安全,不結焦。爐體與爐管之間用密封填料密封,松緊程度由壓蓋法蘭調節。爐體上焊有溫度計插孔及壓力表和安全閥接頭。通過水箱、漏斗和平衡管給爐內加水。爐體放在用耐火材料砌成的爐墻上,頂上敷絕熱材料保溫。油氣集輸公司氣井上使用的加熱爐多為 50KW的□□□,□□□□□□氣為燃料。1.6熱.媒3加熱爐熱媒加熱爐采用間接加熱方式,即燃油先加熱一種載熱介質—導熱油,導熱油再加熱原油。由主爐體和換熱器以及連接管路組成,主爐體可以是臥式或立式圓筒式加熱爐,加熱熱媒,換熱器是熱媒與被加熱介質換熱的裝置。此種加熱爐避免了爐管低溫露點腐蝕,安全可靠。熱媒是一種閃點高、凝點低、熱容高、導熱強的礦物油或合成油,性質穩定。熱媒爐具有如下特點:①節能效果顯著勝利油田能源檢測站測定,坨四站正平衡熱效率從方箱爐的 64%提高到84%,反平衡效率從 67%提高到 87%,平均熱效率提高 20%。熱媒爐因為用電腦控制加熱爐的運行參數,使之一直處于高效狀態。因為熱媒爐能夠提供低壓高溫穩定熱源,可以用它產生站上生產、生活所用的蒸汽、熱水,從而停掉鍋爐,節省大量的人力、物力。②適用于密閉輸油流程它能夠適應寬范圍的輸量變化,升降溫度反應快。另外,在密閉輸送中,一旦停輸,如果采用直接加熱方式,這時雖然停爐,但爐的熱容量很大,爐溫不會很快降下來,因而造成爐內爐管內原油繼續升溫,隨之而迅速升壓,有爆
343℃時僅有〈約0.6MPa)系343℃時僅有〈約0.6MPa)系③更為安全間接加熱系統由直接加熱熱媒和間接加熱原油兩個環節組成,前者在熱媒爐內進行,后者在換熱器中進行。熱媒系統又是單一的低壓統,且熱媒不結焦,無腐蝕,傳熱性能好,也避免了原油管結焦。因此,這種間接加熱系統相對更為安全。④自動化水平較高熱媒爐由微機自動控制,比如自動點火和停爐自動順序控制,控制熱媒爐的流量、燃油量、熱媒出口溫度和燃燒控制,有較完善的安全保護設施。⑤可避免對流爐管的低溫露點腐蝕因為熱媒進爐溫度高 <121℃),使對流爐爐管壁溫度在煙氣露點以上,從而避免了露點腐蝕。這一點對于含硫量較高的勝利原油作燃料的場合更為重要。當然,熱媒爐存在造價高、占地面積大等缺點。熱媒加熱爐,國外 40年代即開始研制, 50年代開始大規模推廣應用。我國在 80年代開始用于原油長輸管道,目前管道局、勝利油田、大港油田、遼河油田、塔里木、吐哈等油田都已應用。.熱4管加熱爐熱管是一個密閉的、具有一定真空度的管件,內部裝有符合溫度變化范圍要求的工質。熱管利用內部工質的相變傳熱,極大地提高了傳熱效果,其當量導熱系數是紫銅的數千倍,因此熱管被稱為“超導熱體”。
現在,我國在余熱節能領域的應用,以碳鋼—水熱管為主,如鍋爐的省煤器、空氣預熱器等,取得了明顯的經濟效益。但是碳鋼—水熱管在高溫下容易爆裂,限制了應用范圍。近年來,又興起了無機復合熱管,它跟傳統的熱管相比,其優點是:適用溫度范圍廣,使工作范圍擴大到材料使用的溫度極限,可在350℃以上高溫環境下工作,不易產生爆管,結構緊湊,流動阻力小,不易堵塞,其良好的均溫性能可有效地防止煙氣酸露點腐蝕,良好的耐熱性能可有效地提高其使用壽命。勝利油田濱南采油廠二首站 4臺加熱爐、稠油末站油,采用蒸汽霧化燃燒方式,冬季也由外來蒸汽加熱和霧化原油。加熱爐排煙溫度為 260℃左右,采用無機導熱熱管回收余熱后,排煙溫度降低到右。回收加熱爐余熱產生的蒸汽滿足了燃油加熱和取暖需要,節約了能量,取得了顯著的經濟效益和社會效益。近年來,國內還研究了利用熱管技術來改造傳統價爐的結構,如遼河油田設計院設計了熱管加熱爐,即運用“火筒壁—熱管、盤管壁—熱管”的復式傳熱,強化了傳熱,提高了爐效,減小了爐體體積。以同負荷的常規水套爐相比,熱效率提高 10%,達到低造價 21%,減少占地面積 30%,節約投資 2萬多元。直接加熱爐大部分是七十年代建設的,在新建加熱爐時已被淘汰,這類加熱爐體積龐大,爐管易結焦,熱效率較低。效率低的主要原因是排煙溫度偏高,爐膛為負壓,漏風多,體積大,爐體保溫性差,導致散熱損失很大。方箱式加熱爐不僅效率低,另一個突出缺點是安全性差,爐管管)易發生腐蝕穿孔,爐內高溫火焰接觸還容易造成油管高溫強度降低而破裂,造成原油泄漏而極易引起火災、爆炸事故。<如鋼—水熱管)技術2臺加熱爐全部燃用重170℃左700Kwregr價爐為例<如鋼—水熱管)技術2臺加熱爐全部燃用重170℃左700Kwregr價爐為例,與85%以上,節約鋼材 40%,降<特別是處于底部的爐熱管加熱爐不僅具有極高的傳熱效率,而且也可以做到燃燒加熱段和冷卻供熱段分離,既具有熱媒爐的優點,而且沒有熱媒循環的動力消耗,提高了系統的綜合效率,又保證了安全可靠,應該是發展的方向。.國外輸油管道技術現狀阿1拉斯加原油管道美國阿拉斯加原油管道在 1974年4月開始動工,1977年6月20日竣□□□□□ 1288km,管徑 1220mm,最高設計壓力 8.2MPa,最大流量 33.96口104m3/d,年輸原油超過 1□□,□□□□□ 12個站,總投資約 80億美元。輸油站庫儲油能力分別為: 1號站即首站,庫容 67000m3。 5號站即泄壓站,庫容24000m3。 □□□□□□ 8700m3。 口站庫容124萬m3。輸油泵運行方式是泵到泵密閉輸送方式。原油從首站以 52℃左右進入管道,至終端溫度約38℃。全線無原油加熱裝置,靠原油高速流動 <3m/s)產生的摩擦熱量補充一部分,原油溫度至終點仍高于傾點。輸油站庫都用燃氣輪機發電作為動力,并盡量利用外電源。通信方式以微波通信為主,衛星通信備用。阿拉斯加原油管道采用 SCADA數據采集和控制系統,軟件包括數據采集及控制軟件、報警顯示、水力模型、泄漏檢測、歷史報告、仿真培訓等系統。阿拉斯加原油管道有比較完善的抗震等保護措施,解決了永凍土區鋪設熱□□□□□□□,□□□□□□:□□□□□□ 5□□□□□□□□□□□方法。口架空管道解決了多個問題 <□□□□□□□□□□□□□□□□□□□題)。③永凍土的地基處理技術。美2國新建大型油庫美國PlainsTerminalandTransferCorp.□□□□□□□□□□□□□座容量 200萬桶的原油庫,這是美國最大的油庫之一,總共18座容量 200萬桶的原油庫,這是美國最大的油庫之一,總共18座油罐中,4座15萬桶,其余是10萬桶罐。該項目15萬桶,其余是10萬桶罐。該項目1992年9月動工,1993年11月投產。該油庫在技術上有如下特點:泄漏檢測與預防□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ 2口2.5mm□□□□□□□□墊,作為輔助的防漏外殼,將地上罐、閥、泵、管匯和整個管組區周圍封閉起來。他們還為泵設計了一種特殊的雙壁鋼制防漏保護罩。用雙層外壁包住的泵體可使其比采用其它方法更容易維護和監視。為了便于檢漏,管匯位于地上。檢漏系統則在罐底一旦破裂時提供早期檢測。為進一步預防油罐腐蝕,鋼質罐底都涂敷了一層環氧樹脂。防腐保護□□□□□□□,□□□□□□,□□□□□□□□□□□□ 19mm的腐蝕余量。罐底采用強制電流陰極保護系統,系統設置在防漏襯墊與鋼質罐底之間。自動控制系統實現全自動控制的 145個電動閥、 4臺泵、 18座油罐攪拌器和 17臺流量計均由SCADA□□□□□□,□ SCADA□□□□□□□□□□□□□□□□□□液位,控制油罐攪拌器,控制在線自動取樣器,自動啟泵。2.3加拿大老油庫的改造加拿大貫山管道公司一油庫已運行 20多年,底部出現坑蝕穿孔漏油事故的可能性日益增長,并已多次發生冒罐、漏油事故。 1989年,加拿大運輸部頒布了新的標準,要求“全部油庫設施、包括油罐在內,在其下方要有一層不滲透底襯層”。為此,該公司對其進行了大規模整修,內容包括:①對5□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ 2.4m高度,隨即對底免的銹斑進行清除及必要的修補平整,等清除干凈后,立即采用無氣噴涂方法噴涂25密耳厚的環氧樹脂固體顆粒,待涂層固化后,再將油罐放無氣噴涂方法噴涂回原位。□□□□□□□□□□ 300mm□□□□□,□□□□□□□□□□□□□呈錐體狀趨向中心,以便收集可能會有的雨水或油,通過聚氯乙烯排污管將其導出。罐下的塑料板覆蓋要整個罐區。③在油庫邊緣<即塑料板四周)有一垂直向下的塑料板,將油庫整個地跟周圍土壤隔離,邊緣下步還有一埋地的排水暗溝,將排出的水送往水處理裝置處理。□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□通過這次返修,在現有的運行設施下面鋪設合成材料襯墊,是一項非常復雜且耗資巨大的項目,因此,對于新建項目,應當盡量考慮未來環保條例的要求,減少今后改造所帶來的巨大耗費。3.國內先進原油管道技術現狀庫鄯線、東黃線、鐵大線、鐵秦線代表了我國輸油管道的最高技術水平。庫鄯輸油管道該管道西起庫爾勒,東到鄯善末站,全場 476km,管徑610mm,年輸量500口1000萬噸, 1997年6月30日□□□□□□□□□□□□□□□□□□90年代國際先進水平的現代化輸油管道。庫—鄯輸油管線建設水平,從采用國際標準,實現高壓大站距輸送,實現常溫密閉輸送,通過減壓閥解決大落差,采用國際一流輸油設備,實現了高度自動化,輸油能耗低,防腐層壽命長,操作運行人員少,建設周期短等十個方面比較,認為達到了□□年代國際先進水平。該管道的主要特點有以下幾個方面:項目設計采用了國際先進標準。為了實現總公司提出的把口鄯線建設成具有口口年代國際先進水平的樣板項目的要求,庫鄯輸油管道設計是由國際著名的油氣管道設計公司—意大利斯南普吉提公司和中國管道設計院合作完成的,大部分設計采用了國際先進標準,如:美國國家標準 <□□□□)、美國石油學會 <□□□□□□口實現了高壓、大站距輸送經過對多種方案進行技術經濟優選,確定庫鄯輸油管道設計運行壓力為口□口□口口,采用 X65高強度管材,實現高壓輸油。庫爾勒首站與馬蘭中間泵站 〈一期項目僅為清管站口間距為口口口□口,馬蘭中間站與末站間距為口口□□口。一期項目年輸口□□萬口原油,實現了首站一泵到底。這些技術指標與國內直徑 600mm以上輸油管道最高設計運行壓力□□□□□□和約□□□□的站口 (東營—黃島復線)相比高出較多,與國際著名的美國阿拉斯加管道 〈全長□□□□口口,管徑 1220mm,年輸量口□口□至口口口,運行壓力□□□口□□口,平均站距口□□口口□及美國全美管道 〈從加利福尼亞州芭芭拉至德克薩斯州休斯敦,全長□□□□□□,管徑762mm,年輸量2000萬t,運行壓力6.4MPa,平均站距118km)相比也在相近或略高水平上。縱觀世界各國管徑在600mm以上的輸油管道,運行壓力等于或超過口口□□口□的并不多。③實現了常溫、密閉輸送庫鄯線針對塔中油和塔北油物性的不同特點,經過科研攻關,采用冬季添加降凝劑改善混合油物性和流變性來實現全年常溫輸送,這在國內長輸管道中還是首次從設計就立足于加劑降凝降粘。與澳大利亞及哈薩克斯坦的一條輸油管道采用添加降凝劑的方法實現常溫輸送相比,它也是比較領先的 <體現在加劑量小、輸送距離大、降凝降粘效果好上)。④通過設置減壓站來解決大落差問題
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□和加大管道壁厚的方法來解決大落差問題,這種方法的缺點是耗費管道鋼材多,且因要設置原油注入站,把泄放進罐的原油注回管道而造成能耗增加和運行操作復雜。庫鄯線通過設置減壓站,用□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□:節平穩,能確保安全可靠運行。上游壓力調節設定值,減壓閥節流壓差,且因要設置原油注入站,把泄放進罐的原油注回管道而造成能耗增加和運行操作復雜。庫鄯線通過設置減壓站,用□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□:節平穩,能確保安全可靠運行。上游壓力調節設定值,減壓閥節流壓差□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□至末站間管道的壁厚,有效地節省了投資。減壓站,在國際上是屬最先進的。在保證安全可靠性前提下,節約了設備投資,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□用了這種技術,如:沙特阿拉伯石油公司和美國阿莫科石油公司修建的橫貫沙特東西部的 “西—東原油管道 ”就在翻越點 <最高點)至洋布站,用減壓閥節流調節技術來解決大落差問題“□□□□□□□□□ ”□□□□□□□<□□□<□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□<□□□□□□□□□□□ <□□□□□<□□□□□□□□□□<□□□□□□□□□□□□□□□<□□□□□□□□□□□□□□□□<該管線的最大落差約為庫鄯線的□□□□□⑤采用了成熟可靠、高效節能、在西方工業化國家中處于技術領先水平的輸油配套設備庫鄯線的主要輸油設備給油泵和變頻調速輸油主泵分別是從日本和德國引□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ <□□□□□□□□行效率高 <□□□□□□□□□□□□□□;□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□;□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ <□□□□□□□□□□□□□□□□□□□;□□□系統是從加拿大引進的代表當今油氣管道和供配電系統最新自控水平的開放型□□□□□□ <□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□道都經過改造使用了這套系統;光纜通信系統也引進了芬蘭諾基亞公司的先進的數字傳輸系統設備 <光端機系統)。實現了以只需在控制中心發一個計算機鍵盤命令就可以完成全線自動順序啟動或自動順序停運的高度自動化輸油管道自動化水平<或自動化程度)一般有以下幾種:<1)自動監測自動采集和監測主要工藝運行和關鍵設備狀態〈單純數據采集、不具備控制功能)<2)單體設備遙控操作自動監測全線工藝運行參數、設備狀態與運行參數;能夠完成工藝運行參數自動調節和設備自動保護停運;從控制中心發一個計算機命令只能完成對單臺設備〈或閥門等)的啟墩停或開墩關操作〈單體設備遙控操作)。<3)單元機組〈設備)自動順序邏輯控制從控制中心自動監測全線各站工藝運行參數、設備狀態與運行參數;能夠完成運行參數自動調節和設備自動定值保護及其它自動邏輯保護;既可遙控操作單體設備又能完成“單元機組<設備)自動順序邏輯”遙控操作<即:發一個鍵盤命令可以完成一臺主體設備及其與之相關的所有輔助設備或配套設備的自動順序邏輯啟動或停運。如:輸油泵機組的啟停及其進、出口閥門的開關等;或發一個鍵盤命令就可以完成一個輸油流程的自動切換,如:自動倒罐和自動收、發球控制等)。國內東—黃線、鐵—大線及國外大多數輸油管道的自動化水平均屬這一類,是很完善的和高水平的監控和數據采集<SCADA)系統。<4)單站自動順序邏輯控制在上述第<3)種水平的基礎上增加——“全站自動順序邏輯控制”。也就是,在控制中心監控終端上發一個鍵盤命令就可以完成對一座泵站<或清管站或減壓站或末站)所需投入運行的全部設備<包括工藝流程閥門)的自動順序啟動或正在運行的全部設備的自動順序停運。庫鄯線就做到了這一點。<5)全線自動順序邏輯控制在上述第<4)種水平的基礎上再增加——“全線自動順序邏輯控制”。也就是,在控制中心監控終端上發一個鍵盤命令,就可以完成全線各站場所需投入運行的全部設備<包括工藝流程閥門)的自動順序啟動或對正在運行的全部設備的自動順序停運或緊急停運。庫鄯線的自控水平達到了這種程度,這是一種首創。據我們對國外先進輸油管道的調查,均不具備這種水平。3.2□□□□□□□□□□□□□□□□3.2□□□□□□□□□□□□□□□□3.2□□□□□□□□□□□□□□□□3.2□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□ /<口?□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□a /<□?□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ <□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□ /□□□,□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□⑧□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□a <其□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□a□□□,□□□□□□□□□□ <□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□,□:□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□⑨□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□設備<□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ /□□,□□□□□□□□□□□□□□□□ <□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□;□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□;□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□ /□□,□□□□□□□ <□□□□□□□□□□□ /□□,□□□□□□□□□□□□ /□□□□3.33.3馬惠寧線鐵秦線、魯寧線兩條輸油管道80鐵秦線、魯寧線兩條輸油管道80年代末進行了節能降耗配套技術改造,創造了老輸油管道技術改造的成功案例,是我國輸油技術上的一個重要突破,可以作為勝利油田老輸油管道技術改造的樣板。□□□□□□□□□□□□ 465km,口720口8鋼管,設計輸量 2000萬噸年。首站是鐵嶺輸油站,中間站有 5座,分別設在新民、黑山、錦縣、錦西、綏中,末站是秦皇島油庫。 1973年9月30日投產,向石油五廠、六廠供油,并有部分原油在秦皇島裝船外運。□□□□□□ DKS750/650□□□□□□□□□,□□□□ 750m3/h,額定揚程550m,泵效75口,該泵有3m□□□□,□□□□□□□鐵秦線<6站、454km)□□□□□□□□□□□□□:□□□□□□□□泵的密閉輸油工藝流程改造,并在 1990年在國內首次實現密閉輸送,經過實際運行檢驗,安全可靠,在研究過程中,進行了水擊理論與實踐的探索和實驗,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ BB-口型調節器的基礎,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□外先進的 DZS型高效輸油泵,并在黑山、錦西兩個泵站改用了可控硅串級調速□,□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□,□導生產運行。根據原中國石油天然氣總公司管道節能監測中心提供的數據,主要經濟技術指標如下:全線密閉輸油流程比開式流程,在日輸油量為 5萬噸的條件下,日節電1.7萬kWDh;先爐后泵工藝提高泵效 1.3%;DZS□□□□□,□□□□□□□率達到84.14%,比原來的DKS泵效率 69%提高 13口15%;方箱式加熱爐改造□,□□□□□□□□□ 84%,提高 10%;采用機械清管在 79km的管段中清9000kWDh。9000kWDh。以上測下面重點介紹以下該管道實現密閉輸送的控制、調節與保護措施:鐵秦線采用密閉輸送工藝是在原有的管道耐壓、機泵設備和控制調節方式的基礎上實現的。調節方式每臺泵出口閥門調節:限定泵的最低入口壓力和最高出口壓力進行正常調節以及產生水擊時的保護調節。電機調速調節:利用原有電機增容改造的機會,改成串級調速電機,在密閉輸送流程中,能夠自動跟蹤調節;調節對象選為泵入口壓力,使泵入口壓力維持穩定。停泵調節:是在流量變化幅度較大的情況下,管道全線組泵或組站的一種調節方式;在用在水擊時作為應急措施時使用。泵進出口回流閥調節:這種調節只是在泵入口壓力過低或泵出口壓力超高時,作為臨時性調節之用,以爭取時間用來分析故障原因并進行處理。保護方式除上述的各種調節方式在一定程度上對輸油系統具有保護作用外,還采取了進出站的高、低壓泄壓保護。□□□□□□□:□□□□□□ 0.5MPa;□□□□□□□:□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□ 0.03MPa時,也可報警并打回流。馬嶺—惠安堡—中寧輸油管道,先后使用降凝劑和熱處理綜合處理工藝,使這條管道成為我國第一條全年實現常溫輸送的管道。該項技術達到國際先進水平。該管道長164km,管徑325mm,中間設加熱站2座,熱泵站3座,□□□□距約27km。1982年底首先進行了熱處理工藝改造實驗,取得成功,實現了“二四六”運行方案,即每年夏季 2個月不加熱輸送、冬季 4個月加熱輸送、春秋TOC\o"1-5"\h\z6個月熱處理輸送,與加熱輸送相比,年節油超過 1.5萬□,□□□□ 936口104MJ。在此基礎上, 1988年□1989年,□□□□□□□□□□□□□□□□藝,將原來4個月的加熱輸送改變成熱加熱和降凝劑綜合處理工藝,比原方案又節油4700□□□,□□ 108口104MJ。馬惠寧線進行原油熱處理輸送工藝確定了“二、四、六”運行方案,即 2個月進行冷輸, 4個月加熱輸送, 6個月熱處理輸送。 1994年后,經過幾個階段的實驗,于1997年夏季將冷輸時間由 60天延長到 94天,實現了“三、三、六”運行方案,即夏季 3個月冷輸,冬季3個月綜合處理輸送,春秋季 6個月熱處理輸送。熱處理輸送參數①地溫在 10℃以上,馬惠線管輸原油由 85℃熱處理降溫至 12℃左右,呈現出□□□□□□□,□□□□□□,□□□□ 11.5口降為- 2℃□— 5口。②地溫在 10℃以上,可停輸 40-50小時,地溫在 6℃以上,可停輸 8-24小時,地溫低于 6℃時不宜停輸。③熱處理常溫輸送排量不應低于 120m3/h。④馬惠線管輸原油最優熱處理溫度為 85℃,紅惠線管輸原油最優熱處理溫度為95℃,馬惠線熱處理原油與紅惠線未熱處理原油最優體積摻和比為 7:3或6:4。15000馬惠線原油熱處理輸送工藝應用經濟效益十分可觀,年節約燃料油15000噸,節電250噸,節電250萬kW.h。馬惠寧線綜合處理輸送最初使用的是從國外進口的降凝劑,國產降凝劑研制成功后,對進口劑與國產劑進行了反復對比實驗,證明國產GY□□□□□□原油的改性效果與進口劑基本相同,從而以國產降凝劑替代進口劑,實現了馬惠寧線降凝劑的國產化。降凝劑的應用可大幅度改善長慶原油低溫流變性,添加降凝劑后降低了管馬惠寧線綜合處理輸送最初使用的是從國外進口的降凝劑,國產降凝劑研制成功后,對進口劑與國產劑進行了反復對比實驗,證明國產GY□□□□□□原油的改性效果與進口劑基本相同,從而以國產降凝劑替代進口劑,實現了馬惠寧線降凝劑的國產化。降凝劑的應用可大幅度改善長慶原油低溫流變性,添加降凝劑后降低了管道的最低安全輸量,在進行室內實驗的基礎上,1993道的最低安全輸量,在進行室內實驗的基礎上,1993年進行了添加降凝劑超低輸量現場實驗,現場實驗結果證明了室內實驗得出的關于冬季最低安全輸量65m3/h□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□120m3/h降到 65m輸量現場實驗,現場實驗結果證明了室內實驗得出的關于冬季最低安全輸量65m3/h□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□120m3/h降到 65m3/h,加大了管道正輸量范圍。大4慶至撫順輸油管道大慶至撫順輸油管道是我國第一條建設的長距離大口徑輸送高含蠟、高粘度、高凝固點的“三高”原油管道。建設背景是60年代后期,東北各煉油廠原油加工不飽和,處于半停產狀態,大慶油田產量逐年增加,鐵路運輸已經不能滿足需要,于是國家決定建設大慶至撫順輸油管道,1970年8月正式開始設計,邊設計邊施工,1971滿足需要,于是國家決定建設大慶至撫順輸油管道,1970年8月正式開始設計,邊設計邊施工,1971年11月投產。□□□□□□□□□□□□□720口8,管材50-60km。首站設在大慶市大同區葡萄花鎮,取名太陽升首站,中間熱泵站有7座,分別首站設在大慶市大同區葡萄花鎮,取名太陽升首站,中間熱泵站有7座,分別為新廟、牧羊、農安、垂楊、蔡家、昌圖、鐵嶺及康樂屯分輸站,末站設在撫順市前甸,末站有火車裝油功能。該線全長663.6km順市前甸,末站有火車裝油功能。該線全長663
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