國內(nèi)在役成品油管道罐容需求和儲罐設(shè)置分析

1.引言由于成品油長輸管道輸送的油品種類較多，因此管道沿線各站所需的儲罐數(shù)量多，罐容量較大[1]，建罐投資在新建成品油長輸管道成本中占較大比例[2]，合理計算各個站點所需要的儲罐數(shù)量及管容，保證成品油儲罐的利用效率十分必要[3]。目前國內(nèi)成品油管道樞紐站的罐容還沒有明確的計算方法，大多參照GB50253《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定進行確定，計算的罐容往往過大，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)計中采用輸差計算罐容的優(yōu)化方法。2.罐容計算方法-輸差法輸差法計算儲罐容量，是先選擇出主要進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，將進站油品盡可能不進庫儲存，僅將樞紐站進站油品和出站油品輸量之差進罐儲存，之后再需要時外輸?shù)姆椒?。該方法對油庫儲罐罐容需要最小，由于油品不進罐直接輸送，利用了上游管道的余壓，對管道運行的節(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個批次的輸送量。當(dāng)管道輸送的某一油品比例較大時，在計算該油品所需罐容應(yīng)考慮來油和外輸?shù)妮斄坎?；采用輸差法計算儲罐罐容時，每種油品或每種牌號油品所需罐容按下式計算[4]：式中：V——每種油品或每種牌號油品所需的儲罐容量(m3)；m——每種油品或每種牌號油品的年輸送量(t)；Qin——每種油品或每種牌號油品進庫流量，m3/h；ρ——儲存溫度下每種油品或每種牌號油品的密度(t/m3)；T——油品的外輸時間，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算的利用系數(shù)，即油罐的實際可利用系數(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停輸，在首站該油品增加的罐容余量。k——考慮運行管理、油品靜置及化驗等因素需要額外增加儲罐容量系數(shù)，宜取1.1～1.2。3.成品油樞紐站罐容設(shè)置分析3.1.鄭州油庫分輸現(xiàn)狀對鄭州油庫進行罐容分析，蘭鄭長成品油管道在咸陽-鄭州間存在分輸，進鄭州站主要為92號汽油、93號汽油、95號汽油、97號汽油和0號柴油(國Ⅳ)、0號柴油(國Ⅴ)、-10號柴油，設(shè)計輸送批次與西部管道保持一致，一年30個批次。蘭鄭長管道蘭州進線油品總量為1000×104t。蘭鄭長成品油管道設(shè)計輸量1566×104t/a(1775m3/h)時鄭州站進站各批次中各種油品的量和輸送時間如表1所示。Table1.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchofLanzhouZhengzhouChangshapipelineatZhengzhoustation表1.蘭鄭長管道鄭州站進站各批次中各種油品的量和輸送時間錦鄭管道采用順序輸送的方式，進鄭州站主要為97號汽油、93號汽油和0號柴油，設(shè)計輸送批次與蘭州來油保持一致，一年30個批次。蘭鄭長管道蘭州進線油品總量為1500×104t。錦鄭管道設(shè)計輸量599×104t/a(707m3/h)時鄭州站進站各批次中各種油品的量和輸送時間如表2所示。Table2.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchofJinzhouZhengzhoupipelineatZhengzhoustation表2.錦鄭管道鄭州站進站各批次中各種油品的量和輸送時間蘭鄭長管道在鄭州站向小李莊油庫分輸，采用順序輸送的方式，分輸油品主要為97號汽油、93號汽油和0號柴油，輸送批次與蘭州來油保持一致，一年30個批次。小李莊油庫分輸油品總量為770×104t。小李莊油庫分輸油品設(shè)計輸量770×104t/a(920m3/h)時鄭州站出站各批次中各種油品的量和輸送時間如表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間蘭鄭長成品油管道在鄭州接收咸陽來油、錦鄭來油后，分別往小李莊油庫和長沙方向順序輸送97號汽油、93號汽油和0號柴油。設(shè)計輸送批次與西部管道保持一致，一年30個批次。蘭鄭長管道鄭州出站往長沙方向的油品總量為1500×104t。蘭鄭長管道的輸送順序確定為：0號柴油-93號汽油-97號汽油。蘭鄭長成品油管道設(shè)計輸量1200×104t/a(1340m3/h)時鄭州站出站長沙方向各批次中各種油品的量和輸送時間如表4所示。Table4.ThequantityanddeliverytimeofvariousoilproductsineachbatchfromZhengzhoustationtoChangsha表4.鄭州站出站長沙方向各批次中各種油品的量和輸送時間3.2.庫容分析鄭州油庫的庫容分析按照瞬時輸差量的方法進行分析。蘭鄭長和錦鄭管道的年輸送批次均為30次，本次庫容核算以設(shè)計輸量下鄭州油庫進、出庫成品油批次批量數(shù)據(jù)為計算條件，考慮進油批次與出油批次不吻合工況下進行瞬時輸差計算。庫容分析條件如下：1)蘭鄭長咸陽方向來油與鄭州油庫外輸?shù)妮斢晚樞虮３忠恢隆?)蘭鄭長咸陽方向來油按照年平均輸送計算。3)考慮實際運行需要及儲罐高、低液位限制，鄭州油庫罐容系數(shù)按照0.85考慮。4)考慮每一個油罐均不可同時進行收發(fā)油。考慮咸陽-鄭州、鄭州-長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、小李莊油庫采用密閉輸送工藝，錦鄭來油在鄭州站不進庫，直接輸送小李莊油庫方向，不足油品由鄭州站儲存的咸陽來油對小李莊油庫進行補充。由于蘭長咸陽方向的-10號柴油輸送時間較長，故鄭州油庫外輸過程中需要停輸一段時間。考慮錦鄭到達鄭州油庫的油品輸送順序，與蘭鄭長咸陽方向來油正好不吻合，即咸陽方向來0號柴油，錦鄭管道來93號汽油的情況。由以上分析可知，可得出如下結(jié)論：1)0號柴油(國Ⅳ)需要的最大罐容為43,069m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為5萬方；2)0號柴油(國Ⅴ)需要的最大罐容為23,821m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為2.8萬方；3)負10號需要的最大罐容為160,105m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為18.8萬方；4)92號汽油需要的最大罐容為30,317m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為3.6萬方；5)93號汽油需要的最大罐容為9841m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為1.2萬方；6)95號汽油需要的最大罐容為17,466m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為2萬方；7)97號汽油需要的最大罐容為18,053m3，考慮儲罐利用系數(shù)0.85，需要庫容為2萬方；由于鄭州油庫有4座5萬方柴油儲罐，5座2萬方汽油儲罐，3座2萬方柴汽互備油罐。而鄭州需要26.6萬方柴油罐，9萬方汽油罐。從整體庫容上來說，鄭州油庫庫容是滿足設(shè)計輸量庫容需求的，但柴油罐不夠，需要將改造。該批輸條件下，對咸陽-鄭州管道進鄭州站、錦鄭管道進鄭州站、小李莊外輸、長沙方向外輸進行相應(yīng)的改造，滿足咸鄭管道與鄭長管道密閉輸送工藝、錦鄭管道往小李莊的密閉輸送工藝，新建1座2萬方的柴油儲罐，即可滿足咸陽-鄭州管道、錦鄭管道、小李莊外輸、鄭州-長沙管道外輸?shù)仍谠O(shè)計輸量條