成品油管道输入站罐容优化计算

李金秋，李 安，侯欣欣，赵翠玲

（1.中国石油管道学院，河北廊坊 065000；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

成品油管道输入站罐容优化计算

李金秋1，李 安2，侯欣欣2，赵翠玲2

（1.中国石油管道学院，河北廊坊 065000；2.中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊 065000）

成品油管道设计与原油管道有很大的区别，主要体现在管道的顺序输送和批次、罐容的优化、混油的处理等方面，其关键是顺序输送批次和罐容的优化。在一条成品油顺序输送管道中，需要在管道的起、终点以及沿线的分油点和进油点建造较大容量的储罐区来平衡生产、消费和输送之间的不平衡，油罐区的建造和经营费用就要增加。采用一般方法计算为管道输送一个批次需要的罐容量，此罐容量往往非常巨大，为减少罐容的投资，提出在成品油管道设计中采用输差计算罐容的优化方法，并以抚顺—郑州成品油管道锦州站为例进行了具体介绍。

成品油管道；罐容优化；输送批次；设计方法

0 引言

成品油管道的进油点和分油点分别要建造大容量的罐容来满足管道的安全生产运行，在一条成品油顺序输送管道中，顺序输送的循环次数越少，每一种油品的一次输送量越大，需要的罐容量越多，罐容设置一般按照一个批次的输送量确定。但是在输送量较大、管道运行较为复杂的情况下，需要设置更大的罐容，投资也较大。因此，提出了在成品油管道设计中采用输差计算罐容的方法。下面以抚

顺—郑州成品油管道项目锦州输入泵站的罐容设置为例，介绍此设计方法。

1 项目概况

抚顺—郑州成品油管道起始于辽宁省抚顺市，沿线经过辽宁、河北、天津、河南3省1市，干线管道全长1 536.7 km（暂定），工程包括1条干线（抚顺—郑州），5条输入支线和9条分输支线。沿线各注入点的油品注入量见表1。

2 罐容优化计算

表1 沿线各注入点的注入量/（万t/a）

锦州作为管道干线的输入站，上游的注入点较多，顺序输送难以平稳运行，考虑在锦州站重新组织批次。因此，锦州站具有两个功能：既是管道的输入站，又是管道首站。

下面按照锦州站两个功能分别计算罐容。

2.1 锦州作为输入站

作为输入站，锦州站接收锦州石化的油品，罐容应按照储存锦州石化注入管道干线一个批次的量考虑。锦州石化不同年份的输入量见表 2。

表2 锦州输入泵站输入量/（万t/a）

锦州输入泵站在2015年注入管道干线的油量最大为354万t，罐容按储存注入管道干线一个批次的量考虑。

经计算，锦州输入泵站需设置罐容20万m3，其中柴油12万m3，汽油8万m3。

2.2 锦州作为首站

作为管道的首站，锦州站具备重新组织批次的功能，罐容按照能存储上游石化厂来油之和考虑。抚顺—锦州段各石化厂不同年份的输入量见表3。

表3 抚顺—锦州段的输入量/（万t/a）

根据表3，2015年输入量最大，若按照存储各个石化厂一个批次的油品计算，锦州输入泵站需要设置罐容50万m3，其中柴油36万m3，汽油14 万 m3。

2.3 罐容优化计算

由于上游各输入站已经建了一个批次的油品储罐，若在锦州再建50万m3的储罐，投资会大大增加，因此，考虑锦州的罐容按照锦州进出站的输量差进行计算。

根据工艺计算和资源市场量，2009~2015年抚顺、沈阳、北宁各站的最大小时输入量分别为600、600、200 m3/h。锦州石化由于是用两条管道分别输至锦州首站，汽、柴油量应为平均输量。经计算，锦州石化向锦州首站输入油品的平均流量见表4。

表4 锦州石化—锦州首站汽、柴油管道平均流量/（m3/h）

经分析，当抚顺、沈阳、北宁和锦州各站在按最大流量同时向干线输入，而此时锦州出站的小时流量最小时，锦州需要存储的油品量最大，即罐容最大。锦州出站的最小流量应为平均输出时的流量。经计算，2009、2010和2015年锦州站出站的平均流量分别为1 038、1 224和1 391 m3/h。

根据以上流量数据计算得到各站每个批次输入和输出所需时间见表5。

表5 各站每个批次输入和输出时间/h

由于抚顺、沈阳、北宁各站是集中输入，根据输量差计算罐容时有两种情况：一种是一个批次的柴油全部输送完毕后再输送汽油；另一种是柴油、汽油连续输送。具体计算过程介绍如下。

2.3.1 批次输送 （以2009年为例，见图1）

2.3.1.1 柴油罐容

在0-t1时间段内抚顺、沈阳、北宁和锦州石化同时输入，锦州首站输出油品，则根据每个站的流量计算出在t1时间段内锦州需要的柴油罐容V1（储罐装量系数取0.8）。

在t1-t2时间段内，只有锦州石化注入油品，其输入量远远小于锦州站的输出量，因此，此段时间内不需要存储油品。

在t2-t3时间段内，锦州一个批次的油品已经输出完毕，而锦州石化由于是平均输入，仍然在输入油品，这部分油品需要存入罐中留作下一个批次的油品使用，则t2-t3时间段需要的罐容V2为：

则柴油罐容应为V1+V2，即11.34万m3。

2.3.1.2 汽油罐容

在0-t2时间段内，锦州站输出柴油，但是锦州石化却是按照平均注入，不断往锦州输入汽油，因此，这段时间输入的汽油应存入汽油罐容，即V1。

V1=192.42 × 226/10 000/0.8=5.43 （万 m3）

在t2-t3时间段内，抚顺、北宁和锦州石化同时输入，锦州首站则输出油品，这段时间内存入的汽油量为V2，则：

在t3-t4时间段内，锦州只有分输没有注入，因此不需要罐容。

则汽油总罐容为V1+V2，即5.81万m3。

用同样的方法计算2010年和2015年的罐容，结果见表6。

表6 锦州首站罐容/（万m3）

汽柴油总罐容为：18.85万m3。

2.3.2 连续输送 （以2009年为例，见图2）

2.3.2.1 柴油罐容

由图2可以看出，柴油罐容与批次输送的计算方法相同，因此柴油罐容为11.34万m3。

2.3.2.2 汽油罐容

由示意图可以看出，汽油罐容包括三部分。

在0-t1、t1-t2和t2-t3时间段内，锦州站均只接收汽油而不输出，罐容分别为V1、V2、V3。

锦州站的汽油罐容为V1、V2、V3之和，即11.44 万 m3。

用同样的方法分别计算得出2010年和2015年汽油、柴油罐容，见表7。

表7 锦州首站罐容/万m3

汽柴油总罐容为24.5万m3。

综合考虑管道运行的各种工况、成品油市场的变化以及罐的优化布置，确定优化后的锦州罐容为20 万 m3。

通过以上计算可以看出，锦州站若要具备重新组织批次的功能，按照管道运行一个批次的量计算需要50万m3的罐容，但是经过罐容优化计算后仅需要 20万 m3。

3 结束语

在成品油管道工程设计中，可以采用罐容优化计算的方式降低进油点和分油点的罐容量，从而大大降低工程投资。

[1]杨筱蘅，张国忠.输油管道设计与管理[M].东营：石油大学出版社，1996.209-216.

[2]郭光臣，董文兰，张志廉.油库设计与管理[M].东营：石油大学出版社，1991.357.

[3]GB 50253-2003，输油管道工程设计规范[S].

Optimization Calculation of Tank Capacity for Products Pipeline Input Station

LI Jin-qiu（Petroleum Pipeline Institute of China,Langfang 065000,China），LI An,HOU Xin-xin

The design of products pipeline makes a great deal of difference from that of crude oil pipeline,which mainly embodies in batch transportation,batch,optimization of tank capacity and mixed oil treatment.The key points are batch transportation,batch and optimization of tank capacity.In a batch transportation pipeline,it is necessary to build depots with larger oil storage capacity at pipeline initial station and terminal as well as sub-oil points and oil inlet points along the pipeline in order to avoid the unbalance in production,consumption and transportation.Thus the expenditure of construction and operation for the depot will be increased.In order to reduce the investment,the method of tank capacity optimization in design of products pipeline is proposed.

products pipeline;tank capacity optimization;transportation batch;design method

TE972

B

1001－2206（2011）04－0034－04

李金秋 （1969-），女，河北廊坊人，讲师，1991年毕业于大连大学工学院热能工程专业，现从事油气储运教学与科研工作。

2010-12-02；

2011-05-26