南疆-唐山成品油管道罐容和批次优化设计

2013-11-30周中强中国石化管道储运分公司运销处江苏徐州221008

化工管理 2013年12期

周中强（中国石化管道储运分公司运销处江苏徐州221008）

孙丽王浩（中国石化集团管道储运公司华东管道设计研究院江苏徐州221008）

南疆-唐山成品油管道工程起点为天津石化，在汉沽设有分输阀室，一期管道建设到河北唐山的任各庄油库和天津武清油库，考虑远期任各庄向秦皇岛延伸以及武清向北京延伸，考虑预留日后秦皇岛和北京的输量所以全线管径为φ406.4，而对近期任各庄和武清而言，管径设置较大，尤其是在汉沽分输之后，因分流导致汉沽-任各庄和汉沽-武清段管道流速较低，产生的混油量增大，故需对管道建设罐容和输送批次进行优化设计，从而保障管道经济、高效的运行。

一、批次优化设计原理

最优循环次数确立应从建造、经营油罐区的费用和混油的贬值损失及处理费用两方面综合考虑；建造、经营管理油罐区的费用和混油的总损失Sz 由以下公式计算得：

优化设计是使建设、管理罐区的费用和混油贬值总损失最小，对上式求导得最优批次为下式：

计算前应确定每种油品使用的单罐容积，不同单罐容积建设费用和运行费用不同，也就是说建罐及管理费用不仅和批量有关，也和单罐容积选择有关，而单罐容积和和总图布置、油品销售情况有关；另外混油总损失和混油处理方式有关，本工程混油优先采用回掺，回掺不了拉回炼厂处理。

以上计算假定管道输量和各分输点的分输量是均衡的，在实际计算中，得到最优批次后应根据不均衡性进行校核。

在工程设计中，只对优化结果有影响的部分参与比较，在管道设计年限内，对可能的运行批次进行比选分析，以确立最优循环次数和全线需设储罐总容量，并按规范要求和考虑进出管道/油库两种方法计算油库用于管道的设计罐容和最小容量，从而为末站的自身经营最大限度的提供库容，为以后管道运行提供参考数据。

二、罐容及混油计算

1、南疆首站罐容的确定

南疆首站主要功能是接收天津石化来油，并储存、外输油品，炼厂来油可视为均衡来油，而管道外输油品是同一油品的间歇输送和不同油品的连续输送，油品罐容最小应为一个循环周期内进库与外输的差值，考虑到炼厂来油的不均衡性，以及管道检修或停输时需要备用的1 座较大单罐容量，首站罐容计算公式为：

2、末站罐容确定

任各庄末站和武清末站依托当地油库建设，接收管道进库油品，同时还承担向外汽车发油的任务。末站油库罐容的确定取决于所依托油库的油品周转次数，下式为按周转系数计算罐容。

周转量一定的情况下，周转次数越大，所需罐容越小，油罐利用率越高，油库占地及建罐投资越小，油品损耗少。成品油库设计年周转次数为10～25 次/年，周转次数选取由进库和出库方式共同确定。武清油库和任各庄油库是管道末站，天津石化油品来源比较固定，市场适应性强，可通过调整管道批次、批量的方法来满足油库需求，基本不存在因油品需求市场的变化而使油品储量增加的情况。因此末站油库的罐容和周转次数与管道输送的批次有密切的关系。

上述情况是理想情况，实际上计算时需要考虑到油品进出库的不均衡性和规范要求的储存天数，末站油库罐容计算公式如下：

由以上公式计算管道在2020 年设计输量下输送批次为20～45 所需的首、末站罐容及成本见表1。

3、混油计算

目前比较好的混油处理方式是掺混，利用油品的质量潜力，将混油回掺到各级油品中去，既能保证油品质量，投资省，操作简单，又能减少混油损失。将性质相近的油品相邻排列，输送顺序为柴油-93#- 97#-93#-柴油，93# 与97# 之间的混油段切入93# 汽油中，存在一定的降级损失；柴油与93# 混油分为富汽部分和富柴部分，分别切入不同混油罐然后按计算比列回掺，对于混油不能完全回掺的，装车运至天津石化回炼处理。其中，混油回掺比例的确定如下：

油库对外发油质量要求汽油终馏点≤195℃，柴油闪点≥63℃，而汽油中掺入柴油影响汽油终馏点，柴油中掺入汽油影响柴油闪点。

汽油中掺混柴油的允许浓度常受到汽油终馏点控制，可按下式计算汽油中允许混入的柴油浓度：