东临复线顺序输送混油量的计算与实际验证

何立新

摘 要

通过收集东临复线运行数据，结合英国研究者J.E.Austin和J.R.Palfr ey总结的经验公式和变流速混油量计算公式，推算东临复线顺序输送过程中的混油总量，并通过末站压力变化、现场取样验证计算结果，对今后更好地掌握东临复线顺序输送过程中的混油量有一定的参考意义。

关键词

顺序输送;混油量;计算;实际验证

中图分类号： TE832            文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.040

0 前言

东临复线1998年投产运行，管道全长155.23km，全线为变径、变壁厚设计，其中东营首站-滨州站为φ630×7～8 mm、滨州站-临邑站为φ711×8 mm，全线设东营首站、乔庄站、滨州站、淄角站、临邑末站共5个站点。东临复线设计年输量为1700×104 t/a。

2015年11月，随着东部原油管网优化调整，东临复线由单外输胜利原油调整为分别接收东黄复线黄岛上岸的进口原油和胜利油田的胜利原油，然后向下游临邑站顺序输送胜利原油与进口原油的混合原油、进口油的方式，保障济炼、洛炼以及沿江炼厂的炼化需求。临邑站作为东临复线的末站，同时作为鲁宁线、临濮线、临济线的首站，对东临复线的混油接收与外输有着严格要求，因此研究东临复线顺序输送过程中混油量有着重要的实际意义。

1 顺序输送的混油机理

在同一条管道内，按一定顺序连续地输送几种油品，这种输送方法称为顺序输送（或交替输送）。

在顺序输送管道中，当两种油品交替时，在接触区内两种油品混合，会形成一段混油。产生的混油在物理化学性质上与所输送的两种油品都不同。顺序输送时产生的混油量，不仅取决于两种油品的物理化学性质，而且与交替过程管内油品的流动状态、输送顺序和管道长度等因素有关。国外资料和国内生产实践均表明，湍流状态下输送时，混油量通常为管道总体积的0.5%～1%。[1]

管道顺序输送过程中除了初始混油、过站混油、停输混油、意外混油外，正常输送条件下，沿程混油是最主要的。本文主要就输油管道顺序输送过程中沿程混油进行讨论。

2 东临复线混油量计算

2016年5月9日16点50分，东临复线东营站开始外输纯进口杰诺油，前行油品为胜利原油与进口杰诺原油6：1混油;5月10日17点，进口杰诺油到达临邑站，在此期间东临复线运行方式为全线六泵运行（东营站一大一小泵，乔庄站一大泵，滨州站一大一小泵，淄角站一大泵）。本文根据收集整理的东临复线相关参数（见表1、表2），并对沿线的混油量进行了相关计算。

3 实际验证

3.1 结合实际进站压力验证

根据压强计算公式P=ρgh可以得知，在H（高差）不变的情况下，液体的压强与其密度成正比关系。东临复线顺序输送混油和进口油过程中，当混油与进口油的界面通过末站的压力变送器时，压力的变化会被捕捉并反映到SCADA系统当中，因此我们对2016年5月10日16点50分至17点20分期间临邑站进站压力变化趋势进行了分析。

由图1可以看出，16点56分之前临邑末站的进站压力较为恒定，16点56分之后临邑站的进站压力呈现逐步下滑趋势，此时间段与根据东临复线的管容以及外输量推算的混油头到达临邑站的时间基本一致，至17点11分临邑站进站压力基本走平，此过程视为该混油段的油品浓度由99%～1%的变化过程。混油段到达临邑站的全过程时间为15分钟，东临复线的瞬时输量为2580m3/h，由此我们计算出该时间段通过的流量为645m3，即混油量为645m3，混油段长度为1.6974km。但是在实际生产应用过程中由于受到压力变送器本身的量值误差以及混油段的首末端变化（99%～95%、5%～1%）可能会存在压力变化表现不明显的因素，该判断方法仍会存在一定的误差。

3.2 结合现场取样密度验证

根据东临复线混油到达临邑站的预测时间，临邑末站安排计量工每隔十分钟对东临复线的进站油品进行现场密度测定，符合所输送的纯进口油密度标准时则将后行油品切入临邑站事先准备好的进口油专储罐中。本文通过临邑站的密度测定数据进行了验证分析，详见表3。

通过表3可以看出，东临复线的混油头到达临邑站的时间为16点50分至17点10分之间，由于临邑站是每隔十分钟取样分析一次，因此混油段的首尾时间无法确定，假设按照东临复线的混油段的通過时间为20分钟计算，则东临复线的混油量为860m3，混油长度为2.263km。

3.3 进站压力和密度验证方式对比

将东临复线混油段到达临邑站时的压力变化与临邑站取样分析的结果比对，可以发现：16点50分临邑站取样油品密度仍为6：1混油密度，16点56分临邑站进站压力开始下滑，17点0分临邑站取样油品密度开始变小，该油样密度介于6：1混油密度和进口油密度之间，17点10分临邑站取样油品密度符合进口油密度标准，17点11分临邑进站端压力下滑终止，基本走平。两种实际验证方式的结论可以很好地吻合，因此通过进站端的压力变化可以方便地判断出混油段的长度和混油量。

4 结论

（1）建议在临邑站进站端安装在线密度分析仪，通过采集油品密度变化的方式实时判断混油段的密度变化情况，进而推算出东临复线混油总量和混油段的长度。若暂不具备安装在线密度仪条件，则可以通过监测末站进站压力变化的方式判断管道内混油段的通过时间，进而推算出混油段长度和混油量。

（2）东临复线为冷热交替顺序输送，运行情况复杂，油品种类繁多，且存在变径管段，目前相关的混油量的计算公式均不能真实、准确反映出东临复线混油段的实际情况，对此需要我们持续的跟踪、分析并找出内在规律，进而指导我们的日常生产运行。同时，在日常输油生产中，应最大范围的增加单批次输送量，缩减输送批次，缩短流程切换时间，尽量避免停输，保持东临复线管内流体处于紊流状态，有效降低混油量的产生，提高向炼厂的交油质量。

参考文献

[1]杨筱蘅，张国忠.输油管道设计与管理[M].北京：中国石油大学出版社，1996.8.

[2]杨筱蘅.输油管道设计与管理[M].北京：中国石油大学出版社，2006.5，P274页表6-1.

[3]严大凡，等.输油管道设计与管理[M].北京：石油工业出版社，1986.