輸油管道安全停輸時間的計算方法

輸油管道安全停輸時間的計算方法紀慶國【摘要】@@%計算管道安全停輸時間需要確定管道的最低允許啟動溫度，該溫度決定了再啟動過程所需要的啟動壓力，它受制于由管道承壓和輸油泵的工作特性所決定的最大啟動壓力，所以，安全停輸時間的確定過程是一個重復試算過程.蘇嵯輸油管道中間站只有加熱爐，因此將管道全線作為一個密閉系統(tǒng)來評價其安全停輸時間.根據(jù)計算步驟中的方法，最終確定蘇嵯輸油管道春季安全停輸時間為9~10h、夏季為13~14h、秋季為16~17h、冬季為9~10h.【期刊名稱】《油氣田地面工程》【年(卷)，期】2012(031)007【總頁數(shù)】2頁(P56-57)【關鍵詞】輸油管道;數(shù)值模擬;安全停輸時間;壓力;流速;計算方法【作者】紀慶國【作者單位】大慶油田儲運銷售分公司【正文語種】中文輸油管道安全停輸時間可以通過判斷再啟動過程中管道的流量恢復是否能夠達到生產(chǎn)要求的最低安全啟動輸量作為啟動成功的判據(jù)［1-2］。基于上述理論提出了一種計算方法，并給出了詳細的計算步驟，確定了蘇嵯輸油管道安全停輸時間。計算管道安全停輸時間需要確定管道的最低允許啟動溫度，該溫度決定了再啟動過程所需要的啟動壓力，它受制于由管道承壓和輸油泵的工作特性所決定的最大啟動壓力，所以，安全停輸時間的確定過程是一個重復試算過程[3],其步驟如下：①模擬計算管道在已知的進站溫度下停輸一定時間后的溫度；②考慮管道的極限承壓能力，利用停輸再啟動計算程序，計算啟動壓力為管道最大承壓能力時管道再啟動過程中流量隨時間的變化情況；③判斷停輸再啟動過程中，流量的恢復與生產(chǎn)要求的最低安全啟動輸量的偏差是否在一定范圍內；④如果不滿足③的約束條件，則調整停輸時間重復步驟①?③，直到滿足約束條件，此時對應的停輸時間即為安全停輸時間。計算框圖見圖1。2.1管道基礎參數(shù)蘇嵯輸油管道位于我國北部，所處位置地貌復雜多樣，冬季最低溫度達-45°C，原油凝點26C，含蠟量較高。管道所處地區(qū)的自然狀況和原油物性都對管道的安全經(jīng)濟運行提出了挑戰(zhàn)。該輸油管道站場設有首站、中間站及末站，各管段參數(shù)見表1。將該輸油管道全年12個月的氣溫按照季節(jié)分成4組，結合考慮不同月份管道埋深處的地溫，取每組中管道埋深地溫最低的月份作為計算溫度。整理后的用于計算的氣溫、地溫見表2。2.2管道實際運行參數(shù)統(tǒng)計在對蘇嵯輸油管道的實際運行參數(shù)進行分析統(tǒng)計的基礎上，給出了下列的分析結果，見表3、表4,并以此作為管道評價的基礎數(shù)據(jù)。蘇嵯輸油管道中間站只有加熱爐，因此將管道全線作為一個密閉系統(tǒng)來評價其安全停輸時間。以冬季停輸狀況為例，根據(jù)計算步驟中的方法，計算安全停輸時間。圖2為冬季停輸前輸油管道沿線油溫分布。圖3、4分別為再啟動過程中輸油管道首站出站口流速、壓力隨時間的變化規(guī)律?？紤]到泵站的實際最高出站壓力和管道的允許壓力上限，管道停輸再啟動壓力取值為6.3MPa，受泵運行工況的限制，管道起點壓力經(jīng)過約0.25h增大到啟動壓力最大值(6.3MPa),此后一直維持該壓力。圖5為管道不同位置處的壓力隨時間的變化情況。受壓力波傳播速度的影響，距管道起點越遠，壓力傳遞到該點需要的時間越長，故管道不同位置見壓力的時間有所不同，管道啟動后約0.1h距首站20km處才見壓力。由于啟動過程中需要克服原油與管壁的摩擦，以及破壞膠凝原油的結構等，需要消耗一定的壓力，故距管道起點越遠，壓力達到穩(wěn)定后的值越小。圖6為管道不同位置處的流速隨時間的變化情況。在0~0.25h內，管道入口的流速隨啟動壓力的增長而增大，此后逐漸下降至約0.55m/s，達到穩(wěn)定。隨著壓力波的傳遞，0.4h后中間站管中油品開始流動，其流速由0逐漸恢復至穩(wěn)定，約為0.55m/s;在1.2h左右，管道末端油流見流速，并且逐漸恢復，穩(wěn)定時流速約為0.5m/s。此時，管道末端見流量，隨著管道流量的恢復，管道停輸再啟動成功。上述計算方法充分考慮了管道的啟動安全特性，有效地利用了管道的極限承壓能力，為管道的安全經(jīng)濟運行提供了依據(jù)。最終確定蘇嵯輸油管道春季安全停輸時間為9~10h、夏季為13~14h、秋季為16~17h、冬季為9~10h?！鞠嚓P文獻】劉揚.非牛頓原油層流埋地熱油管道沿線溫度的確定[J].大慶石油學院學報，2006,30(6):51-52.吳明，楊惠達.熱油管道停輸過程中