國(guó)內(nèi)在役成品油管道罐容需求和儲(chǔ)罐設(shè)置分析

1.引言由于成品油長(zhǎng)輸管道輸送的油品種類(lèi)較多，因此管道沿線各站所需的儲(chǔ)罐數(shù)量多，罐容量較大[1]，建罐投資在新建成品油長(zhǎng)輸管道成本中占較大比例[2]，合理計(jì)算各個(gè)站點(diǎn)所需要的儲(chǔ)罐數(shù)量及管容，保證成品油儲(chǔ)罐的利用效率十分必要[3]。目前國(guó)內(nèi)成品油管道樞紐站的罐容還沒(méi)有明確的計(jì)算方法，大多參照GB50253《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行確定，計(jì)算的罐容往往過(guò)大，建設(shè)用地多，造成工程投資偏高。為減少罐容的投資，提出在成品油管道設(shè)計(jì)中采用輸差計(jì)算罐容的優(yōu)化方法。2.罐容計(jì)算方法-輸差法輸差法計(jì)算儲(chǔ)罐容量，是先選擇出主要進(jìn)站端管道和主要出站端管道的批次批量，將其批次一致，再將其它注入管道和輸出管道的批次盡量符合該批次，將進(jìn)站油品盡可能不進(jìn)庫(kù)儲(chǔ)存，僅將樞紐站進(jìn)站油品和出站油品輸量之差進(jìn)罐儲(chǔ)存，之后再需要時(shí)外輸?shù)姆椒āＴ摲椒▽?duì)油庫(kù)儲(chǔ)罐罐容需要最小，由于油品不進(jìn)罐直接輸送，利用了上游管道的余壓，對(duì)管道運(yùn)行的節(jié)能降耗也有很大意義[4]。管道干線首站、注油支線的首站、或末站罐容宜滿足1個(gè)批次的輸送量。當(dāng)管道輸送的某一油品比例較大時(shí)，在計(jì)算該油品所需罐容應(yīng)考慮來(lái)油和外輸?shù)妮斄坎?；采用輸差法?jì)算儲(chǔ)罐罐容時(shí)，每種油品或每種牌號(hào)油品所需罐容按下式計(jì)算[4]：式中：V——每種油品或每種牌號(hào)油品所需的儲(chǔ)罐容量(m3)；m——每種油品或每種牌號(hào)油品的年輸送量(t)；Qin——每種油品或每種牌號(hào)油品進(jìn)庫(kù)流量，m3/h；ρ——儲(chǔ)存溫度下每種油品或每種牌號(hào)油品的密度(t/m3)；T——油品的外輸時(shí)間，h；ε——油罐的利用系數(shù)，油罐最大安全液位減去最低安全液位后計(jì)算的利用系數(shù)，即油罐的實(shí)際可利用系數(shù)，容量等于或大于1000m3的固定頂罐(含內(nèi)浮頂)宜取0.85；N——年輸送批次數(shù)(次)。V′——因管道事故或檢修時(shí)停輸，在首站該油品增加的罐容余量。k——考慮運(yùn)行管理、油品靜置及化驗(yàn)等因素需要額外增加儲(chǔ)罐容量系數(shù)，宜取1.1～1.2。3.成品油樞紐站罐容設(shè)置分析3.1.鄭州油庫(kù)分輸現(xiàn)狀對(duì)鄭州油庫(kù)進(jìn)行罐容分析，蘭鄭長(zhǎng)成品油管道在咸陽(yáng)-鄭州間存在分輸，進(jìn)鄭州站主要為92號(hào)汽油、93號(hào)汽油、95號(hào)汽油、97號(hào)汽油和0號(hào)柴油(國(guó)Ⅳ)、0號(hào)柴油(國(guó)Ⅴ)、-10號(hào)柴油，設(shè)計(jì)輸送批次與西部管道保持一致，一年30個(gè)批次。蘭鄭長(zhǎng)管道蘭州進(jìn)線油品總量為1000×104t。蘭鄭長(zhǎng)成品油管道設(shè)計(jì)輸量1566×104t/a(1775m3/h)時(shí)鄭州站進(jìn)站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間如表1所示。Table1.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchofLanzhouZhengzhouChangshapipelineatZhengzhoustation表1.蘭鄭長(zhǎng)管道鄭州站進(jìn)站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間錦鄭管道采用順序輸送的方式，進(jìn)鄭州站主要為97號(hào)汽油、93號(hào)汽油和0號(hào)柴油，設(shè)計(jì)輸送批次與蘭州來(lái)油保持一致，一年30個(gè)批次。蘭鄭長(zhǎng)管道蘭州進(jìn)線油品總量為1500×104t。錦鄭管道設(shè)計(jì)輸量599×104t/a(707m3/h)時(shí)鄭州站進(jìn)站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間如表2所示。Table2.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchofJinzhouZhengzhoupipelineatZhengzhoustation表2.錦鄭管道鄭州站進(jìn)站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間蘭鄭長(zhǎng)管道在鄭州站向小李莊油庫(kù)分輸，采用順序輸送的方式，分輸油品主要為97號(hào)汽油、93號(hào)汽油和0號(hào)柴油，輸送批次與蘭州來(lái)油保持一致，一年30個(gè)批次。小李莊油庫(kù)分輸油品總量為770×104t。小李莊油庫(kù)分輸油品設(shè)計(jì)輸量770×104t/a(920m3/h)時(shí)鄭州站出站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間如表3所示。Table3.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchatZhengzhoustation表3.鄭州站出站各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間蘭鄭長(zhǎng)成品油管道在鄭州接收咸陽(yáng)來(lái)油、錦鄭來(lái)油后，分別往小李莊油庫(kù)和長(zhǎng)沙方向順序輸送97號(hào)汽油、93號(hào)汽油和0號(hào)柴油。設(shè)計(jì)輸送批次與西部管道保持一致，一年30個(gè)批次。蘭鄭長(zhǎng)管道鄭州出站往長(zhǎng)沙方向的油品總量為1500×104t。蘭鄭長(zhǎng)管道的輸送順序確定為：0號(hào)柴油-93號(hào)汽油-97號(hào)汽油。蘭鄭長(zhǎng)成品油管道設(shè)計(jì)輸量1200×104t/a(1340m3/h)時(shí)鄭州站出站長(zhǎng)沙方向各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間如表4所示。Table4.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchfromZhengzhoustationtoChangsha表4.鄭州站出站長(zhǎng)沙方向各批次中各種油品的量和輸送時(shí)間3.2.庫(kù)容分析鄭州油庫(kù)的庫(kù)容分析按照瞬時(shí)輸差量的方法進(jìn)行分析。蘭鄭長(zhǎng)和錦鄭管道的年輸送批次均為30次，本次庫(kù)容核算以設(shè)計(jì)輸量下鄭州油庫(kù)進(jìn)、出庫(kù)成品油批次批量數(shù)據(jù)為計(jì)算條件，考慮進(jìn)油批次與出油批次不吻合工況下進(jìn)行瞬時(shí)輸差計(jì)算。庫(kù)容分析條件如下：1)蘭鄭長(zhǎng)咸陽(yáng)方向來(lái)油與鄭州油庫(kù)外輸?shù)妮斢晚樞虮３忠恢隆?)蘭鄭長(zhǎng)咸陽(yáng)方向來(lái)油按照年平均輸送計(jì)算。3)考慮實(shí)際運(yùn)行需要及儲(chǔ)罐高、低液位限制，鄭州油庫(kù)罐容系數(shù)按照0.85考慮。4)考慮每一個(gè)油罐均不可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)油?？紤]咸陽(yáng)-鄭州、鄭州-長(zhǎng)沙采用密閉輸送工藝，多于油品往鄭州站分輸，考慮錦州-鄭州、小李莊油庫(kù)采用密閉輸送工藝，錦鄭來(lái)油在鄭州站不進(jìn)庫(kù)，直接輸送小李莊油庫(kù)方向，不足油品由鄭州站儲(chǔ)存的咸陽(yáng)來(lái)油對(duì)小李莊油庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充。由于蘭長(zhǎng)咸陽(yáng)方向的-10號(hào)柴油輸送時(shí)間較長(zhǎng)，故鄭州油庫(kù)外輸過(guò)程中需要停輸一段時(shí)間?？紤]錦鄭到達(dá)鄭州油庫(kù)的油品輸送順序，與蘭鄭長(zhǎng)咸陽(yáng)方向來(lái)油正好不吻合，即咸陽(yáng)方向來(lái)0號(hào)柴油，錦鄭管道來(lái)93號(hào)汽油的情況。由以上分析可知，可得出如下結(jié)論：1)0號(hào)柴油(國(guó)Ⅳ)需要的最大罐容為43,069m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為5萬(wàn)方；2)0號(hào)柴油(國(guó)Ⅴ)需要的最大罐容為23,821m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為2.8萬(wàn)方；3)負(fù)10號(hào)需要的最大罐容為160,105m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為18.8萬(wàn)方；4)92號(hào)汽油需要的最大罐容為30,317m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為3.6萬(wàn)方；5)93號(hào)汽油需要的最大罐容為9841m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為1.2萬(wàn)方；6)95號(hào)汽油需要的最大罐容為17,466m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為2萬(wàn)方；7)97號(hào)汽油需要的最大罐容為18,053m3，考慮儲(chǔ)罐利用系數(shù)0.85，需要庫(kù)容為2萬(wàn)方；由于鄭州油庫(kù)有4座5萬(wàn)方柴油儲(chǔ)罐，5座2萬(wàn)方汽油儲(chǔ)罐，3座2萬(wàn)方柴汽互備油罐。而鄭州需要26.6萬(wàn)方柴油罐，9萬(wàn)方汽油罐。從整體庫(kù)容上來(lái)說(shuō)，鄭州油庫(kù)庫(kù)容是滿足設(shè)計(jì)輸量庫(kù)容需求的，但柴油罐不夠，需要將改造。該批輸條件下，對(duì)咸陽(yáng)-鄭州管道進(jìn)鄭州站、錦鄭管道進(jìn)鄭州站、小李莊外輸、長(zhǎng)沙方向外輸進(jìn)行相應(yīng)的改造，滿足咸鄭管道與鄭長(zhǎng)管道密閉輸送工藝、錦鄭管道往小李莊的密閉輸送工藝，新建1座2萬(wàn)方的柴油儲(chǔ)罐，即可滿足咸陽(yáng)-鄭州管道、錦鄭管道、小李莊外輸、鄭州-長(zhǎng)沙管道外輸?shù)仍谠O(shè)計(jì)輸量條