长距离输油管道系统.ppt

第三章长距离输油管道 2 2020 3 27 主要内容 第一节概述第二节等温输油管道的工艺设计第三节热油输送管道的工艺计算第四节顺序输送第五节输油站第六节易凝高粘原油输送工艺 3 2020 3 27 一 输油管道的分类 企业内部输油管道长距离输油管道 经营方式 第一节概述 4 2020 3 27 油品种类 是否加热 常温 等温 输送管道加热输送管道 原油管道成品油管道 长距离成品油管道一般采用多种油品在管道输送中 顺序输送 的方式运行 汽 煤 柴油等成品油以及低凝低粘轻质原油的输送一般不需加热 易凝高粘原油或重质燃料油需加热输送 5 2020 3 27 二 长距离输油管道的组成 输油站首站中间站末站 线路 输油泵站 输油站功能 加压加热计量 首 末站 加热站 6 2020 3 27 三 长距离输油管道的特点 与公路 铁路 水路运输相比 管道运输的优点为 1 运输量大 连续运行 7 2020 3 27 2 运费低 能耗小 原苏联管线运价约为铁路的1 2 美国约为铁路的1 7 1 10 我国目前基本与铁路持平 基于合理输量 3 埋地管道受气候环境因素影响小 安全可靠 密闭运输 损耗率低 4 建设投资小 占地面积小 8 2020 3 27 管道运输的局限性 适用于大量 单向 定点运输 不如车船灵活 有一经济 合理的输送量范围 有极限输量的限制 最大输量受泵和管道限制 对于加热管道 最小输量受加热设备的限制 输量减小 温降加快 当输量小到一定时 在下一站之前油品温度将降至安全极限 9 2020 3 27 等温输送加热输送加剂输送 添加降凝剂 减阻剂 成品油顺序输送原油改性输送原油热处理输送其它输送方式原油液环输送原油磁处理输送原油稀释输送原油伴热保温输送 四 油品管道输送方式 10 2020 3 27 输油管道工艺计算的目的 什么叫等温输油管道 输送轻质成品油或低凝点原油的长输管道 沿线不需要加热 油品从首站进入管道 经过一定距离后 管内油温就会等于管道埋深处的地温 故称为等温输油管道 油温 地温 常数 第二节等温输油管道的工艺设计 11 2020 3 27 输油泵站的任务就是不断向管道输入油品 并给油流提供一定的压力能 以便维持管内流动 泵站工作特性就是泵站输出的流量Q与压头H之间变化关系H f Q 也就是泵机组的联合工作特性 单台泵机组的工作特性取决于泵的类型和规格 还与原动机的类型相关 由于离心泵具有排量大 扬程高 效率高 流量调节方便 运行可靠等优点 在长输管道上得到广泛应用 一 输油泵站的工作特性 12 2020 3 27 1 离心泵的特性方程 对于电动离心泵机组 目前原动机普遍采用异步电动机 转速为常数 因此H f q 扬程是流量的单值函数 一般可用二次抛物线方程H a bQ2表示 对于长输管道 为便于工艺计算 离心泵特性常采用H a bQ2 m的形式 其中a b为常数 m与流态有关 Q为单泵排量 泵的扬程与排量的变化关系称为泵的工作特性 H Q 一 离心泵的工作特性 13 2020 3 27 图2 1离心泵特性曲线 1 工作特性 Q H 2 效率特性 最高量左右7 区域为高效区 3 功率特性 特性曲线 14 2020 3 27 2 改变泵特性的方法 1 切削叶轮 a b 与叶轮直径D0对应的泵特性方程中的两个常系数 离心泵叶轮的允许切割量 15 2020 3 27 式中 n 调速后泵的转速 r min n0 调速前泵的转速 r min a b 与转速n0对应的泵特性方程中的两个常系数 2 改变泵的转速 调速措施 改变电动机转速 原动机与泵之间的调速器 如液力耦合器 16 2020 3 27 3 进口负压调节泵进口在负压下运行 泵特性曲线降低 一般只用于小型离心泵 大型离心泵一般要求正压进泵 4 多级泵拆级多级泵的扬程与级数成正比 拆级后 泵的扬程按比例降低 但级数不能拆得太多 否则 泵的效率会降低 5 改变油品的粘度泵样本是输送200C清水的特性 一般当粘度大于60 10 6m2 s时 泵的H Q特性要进行换算 17 2020 3 27 输油泵站的工作特性是指泵站输出的流量Q与压头H之间变化关系 可用H f Q 表示 即 H A BQ2 m 离心泵的操作方式有串联和并联两种 1 并联泵站的工作特性 并联泵站的特点 泵站的流量等于正在运行的输油泵的流量之和 每台泵的扬程均等于泵站的扬程 即 二 输油泵站的工作特性 18 2020 3 27 2 串联泵站的工作特性 串联泵站的特点 各泵流量相等 q Q 泵站扬程等于各泵扬程之和 Hc 设有n2台型号相同的泵串联 则 19 2020 3 27 3 串 并联泵机组数的确定 选择泵机组数的原则主要有四条 满足输量要求 充分利用管路的承压能力 泵在高效区工作 泵的台数符合规范要求 不超过四台 20 2020 3 27 并联泵机组数的确定 显然不一定是整数 这就是泵机组数的化整问题 如果管线的发展趋势是输量增加 则应向大化 否则向小化 一般情况下要向大化 并联泵的台数主要根据输量确定 而泵的级数 扬程 则要根据管路的允许工作压力确定 另外 根据规范规定 泵站至少设一台备用泵 21 2020 3 27 串联泵 其中 H 为管路的许用强度 允许承压能力 H为单泵的额定扬程 一般来说 串联泵的应向小化 如果向大化 则排出压力可能超过管子的许用强度 是很危险的 串联泵的额定排量根据管线任务输量确定 22 2020 3 27 4 串 并联组合形式的确定 从经济方面考虑 串联效率较高 比较经济 我国并联泵的效率一般只有70 80 而串联泵的效率可达90 串联泵的特点是 扬程低 排量大 叶轮直径小 流通面积大 故泵内轮阻损失小 效率高 从管特性和地形方面考虑 对于地形平坦的地区或下坡段 站间管道较长 管路特性较陡 泵所提供的能量主要用于克服摩阻损失 大幅度调整输量时 串联泵站节流损失可能会小一些 23 2020 3 27 一 管路的压降计算 根据流体力学理论 输油管道的总压降可表示为 其中 为沿程摩阻 为局部摩阻 为计算高程差 二 输油管道的压能损失 24 2020 3 27 二 沿程摩阻损失与水力摩阻系数的计算 计算长输管道的摩阻损失主要是计算沿程摩阻损失hL 达西公式 对于一条给定的长输管道 L和D都是已知的 输量 或流速 也是已知的 现在的问题就是如何计算水力摩阻系数 其中 e为管壁的绝对粗糙度 D为管道内径 25 2020 3 27 三 综合参数摩阻计算公式 列宾宗公式 整理得 令 得到列宾宗公式 26 2020 3 27 不同流态下得A m 值 27 2020 3 27 四 管路的水力坡降 定义 管道单位长度上的摩阻损失称为水力坡降 用i表示 或 等温输油管的干线水力坡降 水力坡降与管道长度无关 只随流量 粘度 管径和流态不同而不同 28 2020 3 27 五 管路工作特性 已定管路 D L Z一定 输送某种已定粘度油品时 管路所需压头 即压头损失 和流量的关系 H Q关系 称为管路工作特性 29 2020 3 27 30 2020 3 27 分析 影响管路特性曲线的因素 1 起 终点高差的影响2 管径的影响 管径越小 曲线越陡 3 管长度的影响 管道越长 曲线越陡 4 运动粘度的影响 粘度越大 曲线越陡 5 输量的变化对管特性无影响 31 2020 3 27 泵站与管路的工作点的方法有两种 图解法和解析法 三 泵站与管路的联合工作 32 2020 3 27 1 在泵站特性曲线的最高效率区内 2 工作压力必须在管道强度允许范围之内3 工作流量要满足输送任务 为保证输油管道安全经济地工作 工作点的要求 33 2020 3 27 2 多泵站与管路的联合工作 旁接油罐输油方式 也叫开式流程 工作特点 每个泵站与其相应的站间管路各自构成独立的水力系统 上下站输量可以不等 由旁接罐调节 各站的进出站压力在短时间内没有直接影响 站间输量的求法与一个泵站的管道相同 34 2020 3 27 密闭输油方式 也叫泵到泵流程 工作特点 全线为一个统一的水力系统 输量由全线所有泵站和全线管路总特性决定 各站的进 出站压力相互影响 全线各站流量相同 35 2020 3 27 工艺计算解决的问题 1 确定最优的设计参数 管径 出站压力 输油站数目 管道的壁厚2 确定输油站的位置 3 输油工况的计算 4 超压保护的计算 5 提高输送能力的计算 四 等温输油管道的工艺计算 36 2020 3 27 管道纵断面图 在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形 横坐标 表示管路的实际长度 即管路的里程 常用比例为1 10000到1 100000 纵坐标 表示管路的海拔高度 即管路的高程 常用比例为1 500到1 1000 管道的水力坡降线是管内流体的能量压头 忽略动能压头 沿管道长度的变化曲线 等温输油管道的水力坡降线是斜率为i的直线 二 管道的水力坡降线 37 2020 3 27 i 38 2020 3 27 纵断面图分析 由纵断面图知 为泵站的出站压力 为x段上的摩阻损失 为x段的高差 为a点液流的剩余压能 称动水压力 动水压力 它是管路沿线任一点水力坡降线与纵断面线之间的垂直距离 在e点 其动水压力为0 需要重新加压才能使液体继续向前输送 39 2020 3 27 三 翻越点和计算长度 40 2020 3 27 1 翻越点的定义 如果使一定数量的液体通过线路上的某高点所需的压头比输送到终点所需的压头大 且在所有高点中该高点所需的压头最大 那么此高点就称为翻越点 根据该定义有 上式表明 输量为Q的液体从翻越点自流到终点还有能量富裕 41 2020 3 27 给出翻越点的另一个定义 如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕 且在所有的高点中该高点的富裕能量最大 则该高点叫做翻越点 2 翻越点的确定 翻越点的确定可用图解法和解析法 略 图解法 管路纵断面图右上角作水力坡降线的直角三角形 将水力坡降线向下平移 如果水力坡降线与终点相交之前首先与某交点F相切 则F点即为翻越点 42 2020 3 27 由图可知 水力坡降线不一定先与管路上的最高点相切 所以翻越点不一定是管路上的最高点 而是靠近线路终点的某个高点 43 2020 3 27 3 翻越点后的流动状态 管道上存在翻越点时 翻越点后的管内液流将有剩余能量 如果不采用措施利用和消耗这部分能量 翻越点后管内将出现不满流 管段中压力为输送温度下油品的蒸气压 不满流的存在将使管路出现两相流动 而且当流速突然变化时会增大水击压力 对于顺序输送的管道还会增大混油 措施 1 在翻越点后采用小管径 使流速增大 可能会产生静电危害 且对清管不利 2 在中途或终点设减压站节流 44 2020 3 27 4 计算长度 管路起点与翻越点之间的距离称为管路的计算长度 管路上存在翻越点时 管线所需的总压头不能按线路起 终点计算 而应按起点与翻越点计算 不存在翻越点时 管线计算长度等于管线全长 存在翻越点时 计算长度为起点到翻越点的距离 计算高差为翻越点高程与起点高程之差 45 2020 3 27 四 泵站数的确定 原则是 该压头要充分利用管路的强度 并使泵在高效区工作 将计算输量为Q的油品从起点输送到终点 所需压头为 式中 L为计算长度 Z为计算高程差 首先选择泵的型号和串并联泵机组数 确定泵站特性 46 2020 3 27 设全线站特性相同 计算输量下的扬程为Hc 则全线所需泵站数为 其中hc为站内损失 一般来说按照上式计算的n不是整数 还应把计算得到的n值化整 1 n化为较大整数 2 n化为较小整数 1 n化为较大整数 对应于计算值n的工作点流量为Q0 即计算输量 当n化为较大整数时 工作点流量为Qb 显然Qb Q0 这时管道的输送能力大于计算输量 泵站投资增加 如果想按计算输量 即规定输送能力 工作 可以采取更换小直径叶轮 开小泵 串联泵 拆级 并联泵 或大小输量交替运行等措施 一般来说 计算的n值接近于较大整数或希望管道具有一定输送能力裕量时 将n化为较大整数 2020 3 27 47 2 n化为较小整数 当计算的n值接近于较小整数且输送能力降低不大时 将n值化为较小整数 此时 流量减小 泵机组的原动机功率也相应减小 不会造成过载 但要注意使泵机组在高效区内工作 如果必须满足规定的输送能力 可以采用两种措施 1 在管道上设置副管 等径 或变径管 2 提高每座泵站的扬程 2020 3 27 48 49 2020 3 27 五 泵站的布置 确定泵站位置的步骤是 先在室内 用作图法 在线路纵断面图上 初步确定站址或可能的布置区 进行现场实地调查 与当地有关方面协商后 最后决定站址 进行水力核算 站址适当调整 布站作图法 根据化整后的泵站数和管路实际情况 重新计算管道系统的工作点 水力坡降和每个泵站在工作点输量下的扬程 50 2020 3 27 泵站站址的确定方法 无副管或变径管时的布站作图法 1 按纵横坐标比例画纵断面图 2 由泵站的出站扬程确定a 点 3 由a 点做水力坡降线交于地形图上b点 4 考虑泵的吸入和泵站出口超压 确定泵站的可能布置区 5 确定第二泵站的b 点 做水力坡降线 确定下一泵站的可能布置区 无副管或变径管时的布站作图法 a Hd1 Hc hc b1 b b b1 b a 由首站位置a点向上作垂线aa 使aa 按纵断面图纵向比例所取长度等于首站的出站压头 aa Hd1 Hs1 Hc hc 自a 点向右作水力坡降线 与纵断面线交于b点 如果输油管道为旁接油罐流程 b点即为第二泵站的位置 在该点处 动水压力为零 用同样的方法可求出第三泵站位置 如果管道为密闭输送 由于密闭输送所使用的输油主泵要求有一定的进泵压头 因此第二站的位置不能定在b点 而应向左移动 以保留必要的剩余压头 一般来说 输油泵有一个进口压力范围限制Hsmin Hs Hsmax 也就是有一个布站范围 称为泵站的可能布置区 如图中阴影部分所示 b b 即为泵站的可能布置区 一般取Hs 30 80m液柱 泵站可布置在b1点 从b1点向上作垂线b1b1 取b1 b1 Hc hc由b1 向右作水力坡降线 同样的方法可确定第三站及以后各站的位置 由图可知 不论第二站布置于何处 均不影响第三站的位置 b1 51 2020 3 27 52 2020 3 27 目前我国所产原油大多为 含蜡原油和稠油 第三节热油输送管道的工艺计算 含蜡原油的特点是含蜡量高 凝固点高 低温下粘度高 高温下粘度低 稠油的特点是凝固点很低 通常低于0 但粘度很大 凝固点 指在规定条件下 热力和剪切条件 所测得的油样不流动的最高温度 倾点 指在规定条件下测得的油样刚开始流动的最低温度 实际上 凝点是通过降温测量 而倾点是通过升温测量 对于同一种原油 倾点一般比凝固点低2 3 53 2020 3 27 一 加热输送的特点 热油管道是指那些在输送过程中沿线油温高于地温的输油管道 热油管道沿线的油温不仅高于地温而且还高于原油的凝点 与等温管道相比 热油管道的特点是 沿程的能量损失包括散热损失和摩阻损失两部分 散热损失和摩阻损失互相联系 且散热损失起主导作用 沿程油温不同 油流粘度不同 沿程水力坡降不是常数 I const 一个加热站间 距加热站越远 油温越低 粘度越大 水力坡降越大 一 热油管道的温降计算 54 2020 3 27 或 上式即为轴向温降基本公式 也就是著名的苏霍夫公式 根据进入加热站间距LR 可求得下一站的进站油温为 设有一条热油管道 管外径为D 周围介质温度为T0 总传热系数为K 输量为G 油品的比热为C 出站油温为TR 加热站间距为LR 则L处的油温TL为 二 热油管道沿程温降计算 1 轴向温降基本公式 未考虑摩擦热 55 2020 3 27 由图可知 温降曲线为一指数曲线 渐近线为T T0 在两个加热站之间的管路上 各处的温度梯度不同 加热站出口处 油温高 油流与周围介质的温差大 温降快 曲线陡 随油流的前进 温降变慢 曲线变平 因此 随出站温度的提高 下一站的进站油温TZ变化较小 一般如果TR提高10 终点油温TZ只升高2 3 因此为了减少热损失 出站油温不宜过高 56 2020 3 27 2 温度参数的确定 加热站出站油温的选择 加热温度一般不超过100 如原油加热后进泵 则其加热温度不应高于初馏点 以免影响泵的吸入 重油管道的加热温度常较高 管外常敷设保温层 确定出站温度时 还必须考虑由于运行和安装温度的温差而使管路遭受的温度应力是否在强度允许的范围内 以及防腐保温层的耐热能力是否适应等 含蜡原油加热温度不宜过高 高温时提高温度对摩阻的影响很小 而热损失却显著增大 故加热温度不宜过高 57 2020 3 27 加热站进站油温的选择 加热站进站油温首先考虑油品的性质 主要是凝固点 必须满足管道的停输温降和再启动的要求 但主要取决于经济比较 故其经济进站温度常略高于凝点 周围介质温度T0的确定 对于架空管道 T0就是周围大气的温度 对于埋地管道 T0则取管道埋深处的土壤自然温度 设计热输管道时 T0一般取管道埋深处的最低月平均地温 运行时按当时的实际地温进行校核 58 2020 3 27 3 轴向温降公式的应用 设计时确定加热站间距 加热站数 设计时L D G K C T0已定 按上述原则选定TR和TZ 则加热站间距为 设计的加热站间距为 因此还要反算TR 59 2020 3 27 运行中计算沿程温降 特别是计算为保持要求的终点温度TZ所必须的加热站出口温度TR 校核站间允许的最小输量Gmin 当及站间其它热力参数即T D K LR一定时 对应于TRmax Tzmin的输量即为该热力条件下允许的最小输量 60 2020 3 27 运行中反算总传热系数K值 由于温降公式是按照稳定工况导出的 因此反算K值时 应取水力和热力参数比较稳定情况下的数据 如果输量波动较大 油温不稳定或有自然现象影响 如冷空气前后 大雨前后等 管线的传热相当不稳定 按稳定传热公式反算出来的K值误差较大 通过K值的变化 了解沿线散热及结蜡情况 帮助指导生产 若K 如果此时Q H 则说明管壁结蜡可能较严重 应采取清蜡措施 若K 则可能是地下水位上升 或管道覆土被破坏 保温层进水等 61 2020 3 27 一 热油管道摩阻计算的特点 热油管道的摩阻计算与等温管路不同的特点在于 1 沿程水力坡降不是常数 T i 水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线 2 应按一个加热站间距计算摩阻 在加热站进出口处油温发生突变 粘度也发生突变 从而水力坡降也发生突变 只有在两个加热站之间的管路上 水力坡降i的变化才是连续的 二 热油管道的摩阻计算 62 2020 3 27 二 确定泵站数 布站 热油管路泵站数的确定不同于等温管的特点 泵站数不仅取决于管径和泵站的工作压力 还取决于热力条件 即必须在热力条件已定的基础上计算全线摩阻损失以确定泵站数 热油管道的泵站布置不同于等温管道 其特点是 1 加热站间管道的水力坡降是一条斜率不断增大的曲线 2 在加热站处 由于进 出站油温突变 水力坡降线的斜率也会突变 而在加热站之间 水力坡降线斜率逐渐变化 如下图所示 63 2020 3 27 投产程序一般包括 各站单体及整体冷热水试运 冲洗清扫站间管路 预热管路 一般采用热水预热 通油投产 管线预热达到要求并全面检查合格后便可投油 热油管路的启动方法 1 冷管直接启动 3 加稀释剂或降粘剂启动 2 预热启动 五 热油管道的启动投产 64 2020 3 27 1 事故停输 停输分类 2 计划停输 停输后 温度降低 粘度增大 管道的再启动压力增大 管道的允许停输时间与许多因素有关 可以根据经验和实验数据确定 六 热油管道的停输温降及再启动 65 2020 3 27 顺序输送 也称为交替输送 在同一条管道内 按一定批量和次序 连续地输送不同种类油品的输送方法 顺序输送的应用范围 1 输送性质相近的成品油 如汽 煤 柴及各种重油 农用柴油和燃料油等 2 输送性质不同的原油 第四节顺序输送 66 2020 3 27 1 产生混油 在两种油品的交界面处会产生混油 形成两种油品的混油段 为了减少混油 输油顺序的安排一般要考虑 使性质相近的两种油品相邻 如 汽 煤 柴 煤 汽 煤 柴 油品互相不产生有害影响 一 顺序输送工艺的特点 67 2020 3 27 2 混油段需要切割处理 混油分为混油头 混油尾和混油段 一般把混油头切入前行油品罐中 混油尾切入后行油品罐中 把中间的混油段切入专门的混油罐中 有时可以把混油分两段切割 分别切入两种纯油罐中 与两种纯净油品调和后出售 68 2020 3 27 3 管线各站需要的罐容大 数量多成品油管道分支多 出口多 调节供油 输油 用油之间的不平衡 首末站 分输站 注入站等收发作业 末站需考虑油品调和 混油的储存与处理等 4 需要较高的自控水平和可靠的检测仪表 油品物性不同 分输或注入后 流量变化 注油和卸油受市场变化 运行难度大 需要较高自控水平和检测仪表 确保安全平稳 69 2020 3 27 5 批量和循环次数需要优化 批量 顺序输送管道 一次输送某种油品的量 循环周期 由不同的几种批量油品组成的一个循环 完成一个循环所需要的时间 循环次数 一年内完成的循环周期数 最优的循环次数 对于一条顺序输送的管道 对应综合费用最低的循环次数 70 2020 3 27 混油类型 二 顺序输送中的混油及检测方法 初始混油 在输油首站或中间输入点 两种油品交替时的流程切换将产生一定量的混油 过站混油 混油通过中间泵站或分输站时 由于站内管道的存油 站内管阀件的扰动以及泵的剪切等影响 混油增加 71 2020 3 27 二 顺序输送中的混油及检测方法 72 2020 3 27 混油浓度检测方法 物性指标检测 外加标记物检测 1 按密度变化确定混油浓度 73 2020 3 27 2 以超声波测量混油浓度 声波在不同油品中的传播速度各不相同 超声波检测仪就是利用这一原理 连续测量并记录超声波通过输油管时的速度 来区分管内油流的品种和混油浓度 74 2020 3 27 3 光学法检测混油浓度 根据混合油品的透明度或折光率随浓度组成不同而变化的特性 可利用折光仪测定浓度 也可以在后一种油品开始进入管路时加一部分颜色 用比色法测定浓度 此种方法精确度较差 75 2020 3 27 4 利用示踪原子检测混油浓度 在管路起点把含有放射性同位素的溶液加在两种油品的分界面处 放射性同位素随着油品的混合而扩散 在各检测点利用专门的仪表测量放射性同位素的放射强度 即可得知混油浓度的分布情况 76 2020 3 27 1 影响混油的因素主要因素是流态的影响 另外还有 初始混油的影响粘度和密度的差异停输流速变化副管 二 减少混油的措施 77 2020 3 27 2 减少混油的一般技术措施 切换油罐和管路 阀门应采用快速控制的电动或液动阀门 确定输送次序时 应把性质相近的 相互允许混入的浓度较大的两种油品互相接触 两种油品交替时 不允许停输 两种油品交替时 应使流态保持紊流 使雷诺数不小于104 流速大时 相对混油体积要小 顺序输送管道尽量不用副管和变径管 顺序输送管道应以 泵到泵 的密闭输送方式运转 工艺流程尽可能简单 将 混油头 和 混油尾 收入大容量的纯油罐中 以减少混油量 78 2020 3 27 采用隔油措施减少混油 机械隔离器和液体隔离塞在两种油品间放入隔离球 塞 以避免油品的接触 把混油量减少到最低限度 是减少混油损失的重要措施 在两种油品之间放入缓冲液体 称为缓冲液 可以作为隔离液的是某一种油品或已形成的混油 它与两端接触的油品所形成的混油易于处理 或易于切割 2 混油处理装置 成品油顺序输送管道末站必须建混油罐 以用于储存混油 混油处理的方法包括 重新加工 降级使用 按照一定比例回掺到纯净油品中 若末站距离炼厂较远 末站可设置一套混油处理装置 一般是采用简单的常压蒸馏工艺 混油处理装置年设计处理量的确定取决于需处理的混油量及装置建设和运行的综合费用 2020 3 27 79 80 2020 3 27 一 输油站的基本组成 输油站 泵站 加热站 任务 给油流提供能量 压能及热能 或进行收油和转油操作 输油站包括 首站中间站末站分区 输油站包括生产区和生活区两部分 生产区又分为主要作业区和辅助作业区 第五节输油站 81 2020 3 27 主要作业区 输油泵房 全站核心加热系统 直接加热或间接加热阀组间清管器收发装置油罐区计量间站控室油品处理设施 热处理 加添加剂 混油处理 82 2020 3 27 辅助作业区 供电系统供 排水系统供热系统通信系统消防设施及消防管网机修间 化验室 车库 材料库办公室 83 2020 3 27 长距离输油管道可选用的输油泵类型有离心泵或螺杆泵 离心泵具有排量大 扬程高 效率高 流量调节方便 能串联工作 运行平稳 构造简单 维修方便等优点 得到广泛应用 螺杆泵不能串联工作 构造复杂 维修不便 不适合密闭输送 效率受油品粘度影响较小 适合输送流量小的需要高压头的高粘油品输送 1 输油泵 二 输油泵与原动机 离心泵按照用途可以分为 给油泵和输油泵 离心泵的操作方式有串联和并联两种 主要根据工艺计算的结果来选择 串联用泵具有排量大 扬程低 效率高的特点 当站间高差不大时 泵的扬程主要用于沿程摩阻损失 选用串联较多 站间高差很大 泵的压头主要用于克服高差 而高差静压头不随流量变化 选用并联泵更好 无论是串联用泵还是并联用泵 型号不一定采用相同型号的 增加调节的灵活性 2020 3 27 84 85 2020 3 27 2 原动机 电动机 柴油机 燃气轮机 输油泵的原动机应根据泵的性能参数 原动机的特点 能源供应情况 管道自控及调节方式等因素决定 分为 86 2020 3 27 直接加热 在加热炉中直接加热油流 间接加热 使热媒通过加热炉提高温度后 进入换热器中加热原油 热媒 化学性质稳定 高温时蒸汽压低 不存在结焦可能 对金属没有腐蚀性 粘度小 低温时也可以泵送 按油流是否通过加热炉炉管 分为直接加热与间接加热两种方式 三 加热系统 87 2020 3 27 2 加热流程 加热的方式有 加热炉直接加热原油 以某种中间热载体为热媒 先在加热炉中加热热媒 然后热媒在换热器中加热原油 用蒸气在换热器中加热原油 利用动力装置的余热 如燃气轮机的废气 加热原油 根据输油主泵与加热炉的相对位置流程分为先炉后泵和先泵后炉 88 2020 3 27 原油按流动性质分 轻质低凝低粘原油易凝原油高粘重质原油 易凝原油是含蜡较高的原油 含蜡原油 高粘重质原油是密度较大 胶质沥青质含量较高的原油 稠油流动性差加热输送是最常见的输送工艺 第六节易凝高粘原油输送工艺 89 2020 3 27 一 含蜡原油添加降凝剂输送原理通过共晶和吸附作用 改变蜡晶形态 使其不易联结形成结构 或削弱已经形成结构的强度 从而改善原油流动性 降凝降粘 2 应用 60年代开始用于原油管道输送 我国70年代开始研究 降凝剂的开发 加剂改性输送工艺处于国际领先地位 鲁宁输油管道 我国距离最长 口径最大 输量最大 泵站最多 运行模式最复杂 90 2020 3 27 3 影响降凝剂改性效果的主要因素 原油的组成及降凝剂与原油的配伍性 含蜡量 蜡分子的碳数分布 胶质的成分等 降凝剂添加量 改性处理温度 剪切作用 不利因素 91 2020 3 27 二 含蜡原油热处理输送1 原理将原油加热至某一温度 蜡晶溶解 在一定降温速率和剪切条件下降温 以改善蜡晶的形态和结构 从而改变原油的流动性 与加剂类似 2 我国的热处理输送首站加热到最优热处理温度 经过冷 热油换热后 热油在一定温度下进入管道 在输送过程中自热降温 简易热处理 需要温度高 改性效果不如加剂输送 很少单独使用 92 2020 3 27 三 稠油降粘减阻输送工艺 1 掺轻质油稀释输送 稀释剂 轻质原油 馏分油 天然气凝析液 我国稠油油田采用附近的含蜡原油稀释 一般同时采用加热输送 2 乳化降粘输送 使原油以很小的液滴分散于表面活性剂溶液中 形成油为分散相 水为连续相的水包油乳状液 达到降低输送摩阻 增加乳化剂制备 水处理费用 93 2020 3 27 3 低粘液环输送在管壁附近形成稳定的液环 把重质原油与管壁分开起到减租的作用 4 稠油降粘剂输送5 稠油改质输送通过脱蜡 脱沥青 热裂解 等方法改变原油的化学成分及结构 从而改善流动性 6 气饱和输送油田在较高压力下进行油气分离 使一部分气体溶解于原油中 从而降低原油粘度 减小管输摩阻 94 2020 3 27 四 含蜡原油其他降凝降粘处理方法轻油稀释 降粘效果好 降凝效果一般剪切处理 不适合长距离管道输送磁处理 防蜡防垢效果突出 降凝一般 尚未推广应用以上为改性处理方式 以下两种为原油改质 改变原油的组成和分子结构脱蜡裂解