輸油管道安全停輸時(shí)間的計(jì)算方法

輸油管道安全停輸時(shí)間的計(jì)算方法紀(jì)慶國(guó)【摘要】@@%計(jì)算管道安全停輸時(shí)間需要確定管道的最低允許啟動(dòng)溫度，該溫度決定了再啟動(dòng)過(guò)程所需要的啟動(dòng)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(dòng)壓力，所以，安全停輸時(shí)間的確定過(guò)程是一個(gè)重復(fù)試算過(guò)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(gè)密閉系統(tǒng)來(lái)評(píng)價(jià)其安全停輸時(shí)間.根據(jù)計(jì)算步驟中的方法，最終確定蘇嵯輸油管道春季安全停輸時(shí)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(yè)數(shù)】2頁(yè)(P56-57)【關(guān)鍵詞】輸油管道;數(shù)值模擬;安全停輸時(shí)間;壓力;流速;計(jì)算方法【作者】紀(jì)慶國(guó)【作者單位】大慶油田儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司【正文語(yǔ)種】中文輸油管道安全停輸時(shí)間可以通過(guò)判斷再啟動(dòng)過(guò)程中管道的流量恢復(fù)是否能夠達(dá)到生產(chǎn)要求的最低安全啟動(dòng)輸量作為啟動(dòng)成功的判據(jù)［1-2］。基于上述理論提出了一種計(jì)算方法，并給出了詳細(xì)的計(jì)算步驟，確定了蘇嵯輸油管道安全停輸時(shí)間。計(jì)算管道安全停輸時(shí)間需要確定管道的最低允許啟動(dòng)溫度，該溫度決定了再啟動(dòng)過(guò)程所需要的啟動(dòng)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(dòng)壓力，所以，安全停輸時(shí)間的確定過(guò)程是一個(gè)重復(fù)試算過(guò)程[3],其步驟如下：①模擬計(jì)算管道在已知的進(jìn)站溫度下停輸一定時(shí)間后的溫度；②考慮管道的極限承壓能力，利用停輸再啟動(dòng)計(jì)算程序，計(jì)算啟動(dòng)壓力為管道最大承壓能力時(shí)管道再啟動(dòng)過(guò)程中流量隨時(shí)間的變化情況；③判斷停輸再啟動(dòng)過(guò)程中，流量的恢復(fù)與生產(chǎn)要求的最低安全啟動(dòng)輸量的偏差是否在一定范圍內(nèi)；④如果不滿足③的約束條件，則調(diào)整停輸時(shí)間重復(fù)步驟①?③，直到滿足約束條件，此時(shí)對(duì)應(yīng)的停輸時(shí)間即為安全停輸時(shí)間。計(jì)算框圖見(jiàn)圖1。2.1管道基礎(chǔ)參數(shù)蘇嵯輸油管道位于我國(guó)北部，所處位置地貌復(fù)雜多樣，冬季最低溫度達(dá)-45°C，原油凝點(diǎn)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(duì)管道的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了挑戰(zhàn)。該輸油管道站場(chǎng)設(shè)有首站、中間站及末站，各管段參數(shù)見(jiàn)表1。將該輸油管道全年12個(gè)月的氣溫按照季節(jié)分成4組，結(jié)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(jì)算溫度。整理后的用于計(jì)算的氣溫、地溫見(jiàn)表2。2.2管道實(shí)際運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)在對(duì)蘇嵯輸油管道的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出了下列的分析結(jié)果，見(jiàn)表3、表4,并以此作為管道評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)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(gè)密閉系統(tǒng)來(lái)評(píng)價(jià)其安全停輸時(shí)間。以冬季停輸狀況為例，根據(jù)計(jì)算步驟中的方法，計(jì)算安全停輸時(shí)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(dòng)過(guò)程中輸油管道首站出站口流速、壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律?？紤]到泵站的實(shí)際最高出站壓力和管道的允許壓力上限，管道停輸再啟動(dòng)壓力取值為6.3MPa，受泵運(yùn)行工況的限制，管道起點(diǎn)壓力經(jīng)過(guò)約0.25h增大到啟動(dòng)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(shí)間的變化情況。受壓力波傳播速度的影響，距管道起點(diǎn)越遠(yuǎn)，壓力傳遞到該點(diǎn)需要的時(shí)間越長(zhǎng)，故管道不同位置見(jiàn)壓力的時(shí)間有所不同，管道啟動(dòng)后約0.1h距首站20km處才見(jiàn)壓力。由于啟動(dòng)過(guò)程中需要克服原油與管壁的摩擦，以及破壞膠凝原油的結(jié)構(gòu)等，需要消耗一定的壓力，故距管道起點(diǎn)越遠(yuǎn)，壓力達(dá)到穩(wěn)定后的值越小。圖6為管道不同位置處的流速隨時(shí)間的變化情況。在0~0.25h內(nèi)，管道入口的流速隨啟動(dòng)壓力的增長(zhǎng)而增大，此后逐漸下降至約0.55m/s，達(dá)到穩(wěn)定。隨著壓力波的傳遞，0.4h后中間站管中油品開(kāi)始流動(dòng)，其流速由0逐漸恢復(fù)至穩(wěn)定，約為0.55m/s;在1.2h左右，管道末端油流見(jiàn)流速，并且逐漸恢復(fù)，穩(wěn)定時(shí)流速約為0.5m/s。此時(shí)，管道末端見(jiàn)流量，隨著管道流量的恢復(fù)，管道停輸再啟動(dòng)成功。上述計(jì)算方法充分考慮了管道的啟動(dòng)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(jì)運(yùn)行提供了依據(jù)。最終確定蘇嵯輸油管道春季安全停輸時(shí)間為9~10h、夏季為13~14h、秋季為16~17h、冬季為9~10h?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】劉揚(yáng).非牛頓原油層流埋地?zé)嵊凸艿姥鼐€溫度的確定[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,30(6):51-52.吳明，楊惠達(dá).熱油管道停輸過(guò)程中