何为

摘 要：珠三角成品油管道有着输转批次多、运行流量大和质量要求高的特点。成品油调度通常根据输油批次计划执行和管理输油任务。在日常的生产运行中，为了顺利完成批输任务，调度员除了进行常规的启停输操作外，还需要根据实际情况考虑诸多影响因素。通过及时发现油品密度、压力和温度等因素对管输计划的影响，调度员能更准确的核定首站的计划批次总量、末站用户库区接收罐容以及混油切割时间。通过珠三角管道湛江～茂名段的实例研究，说明在多因素影响下油品批次量变化的主要原因以及所产生的影响。

关键词：管容 油品体积 密度 压力 温度

中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0253-02

湛江～茂名段成品油管道是珠三角成品油管网中其中的一条主管道，位于整片管网的西部。该段管道起点位于广东省湛江市的三岭山油库，毗邻东兴炼厂及湛江港港口；终点位于广东茂名市的茂石化产区内，管道全长106.585 km，采用DN400管径，管容12870.07 m3，设计压力为9.5 MPa。此段管线设有2个工艺站场，3个手动阀室，其中，湛江站为首站，茂名站为末站，管道采用常温密闭顺序输送的方式，是西南管道油源的重要补充。目前输送油品主要为0#柴油及93#汽油，根据需要还可以输送其他石油产品。

1 批次计划输送中的常见问题

在珠三角管道调度员的日常工作中，经常会遇到油品批次量与实际不相吻合的现象，表现为首站（湛江站）输出了一定批次量的油品，但在目标下载站（茂名站）却常常未能接收到同等数量的情况。这种现象不仅会影响调度员对来油接收罐容的估计、混油界面的计算等，甚至还会被误判断为有打孔盗油情况的发生，大大增加了调度员的工作难度。对此，我们有必要对引起油品批次量变化的原因进行探索。

2 影响油品批次量变化的主要因素

华南管网珠三角管道通常以质量流量计作为主要交接计量工具，以“质量”作为交接单位实施计量，而由于当今成品油管道均采用顺序输送的运行方式，各类油品密度不尽相同，甚至在不同的压力、温度情形下，同种类油品的物理特性也会产生变化，所以造成了油品质量前后不一的情况。此外还需考虑压力和温度改变对管道管容的改变状况，这些都将对油品的最终批次量产生一定的影响。

通过理论及日常实践分析，我们发现管输温度和压力对油品体积以及管容产生的影响主要体现在以下几个方面。

2.1 温度对油品体积的影响

根据热力学定律，我们知道油品体积会随着温度发生变化，温度升高则相应的油品体积变大，反正则缩小。由于油品在管道中流动时不断与周围介质发生热交换，使油流温度始终处于热力不稳定状态，因此，该批次油品的体积将处于连续不断的变化当中。

假设油品从湛江站出站油温为，管道中心埋深处自然地温为，则距起点处油温为。管道沿线的温度可由下式求得：

其中，

式中为油品质量流量（kg/s）；为油品比热容（J/（kg·℃））；为管道外径（m）；为管道总传热系数（W/（㎡·℃））；为油流水力坡降；为重力加速度（m/s?）。

根据实际情况将管道分为若干段，并尽量降低各个管段首末端温差，此时各管段内油品温度可用平均油温表示，则第个管段的平均油温可由下式得：

因此，将20 ℃时油品密度换算成计算温度为

则由于温度变化造成的管段内油品体积改变量为：

其中为标准温度下管内油品体积（m）。

2.2 温度对管容的影响

温度变化引起的管段内管容变化量为：

式中为钢材的热膨胀系数（1/℃）；为标准温度（℃）；为管段内油品的平均温度（℃）；为标准温度下管容（m?）。

2.3 压力对油品体积的影响

虽然油品的可压缩性较小，压缩系数约为㎡/N?，但当输送油品整体体积较大时，即使很小的压力改变也将造成体积的显著变化，因此，不能忽略该因素。

管段压力变化引起的油品体积增量为

式中为标准压力（Pa）；为管段内的平均输送压力（Pa）。

2.4 压力对管容的影响

压力对管容的影响主要在两个方面：首先是管外覆土压力使管容减小；其次是运行时管内油品压力造成的管容增加。

管外覆土压力作用将使管容缩小，为了让管道恢复标准管容，油品需提供额外的压力。但通常对于压差、输量较大的长输管道而言，覆土压力相对管内油品的实际动压要小得多，因此，通常可忽略不计。

管内油品压力使管容的增加需要考虑各个管段的平均动压，即同样将全线分为个管段，结合管段的划分以及管段内地形起伏情况来确定。由于湛江—茂名段管道沿线高差起浮不明显，在此为了方便计算，平均动压取段落起点和终点的压力算术值。如果段内地形起伏较大，单纯的算术平均法会造成较大的计算误差，则需要考虑按照段内地形起伏情况分段处理。

油品输送压力条件下第个管段的管容增量为：

其中为管道外直径（m）；为壁厚（m）；为第个管道内的平均动压（Pa）。

2.5 管容总变化量

根据以上公式，在将站间管道分为段条件下，站间管容总变化量为：

3 计算

湛江-茂名段管线外径为406.4 mm，壁厚7.1 mm。管道埋深（地表至轴心）距离约为1.2 m。根据该段管线6月某日实际运行数据可得：湛江站出站油温=30.6℃，平均地温=20 ℃；输送介质为0#柴油，取20 ℃时油品密度为840 kg/m?；管道材质型号为X60，热膨胀系数取=1.2×10-5/℃，弹性模量取=2×1011 Pa；输送流量615 t/h。

表1是上述条件下温度对各管段内油品体积及管容所产生影响的具体分析。

同样的，表2表示压力对油品体积和管容的影响，其中涉及到的各个节点处的动压需根据具体工况条件并结合管线高程计算得到。

综合分析表1及表2数据，对各管段变化量进行算术加合得总管容变化量为=-66.962 m?，表示在特定的工况条件下，湛江—茂名段油品批次量受温度及压力的影响会产生约67 m?的误差，基本符合实际运行中的测量值。当然，该值会随着各类条件如输送流量及温度的变化而发生变化。

4 结论

综上所示，温度对该段管路中各管段油品体积的影响、以及压力对各管段管容的影响较明显，需要特别注意；反之，温度对管容及压力对油品体积的影响则较小。长输管道在温度及压力作用下所产生的油品批次量变化，直接影响到调度员对于批次界面的跟踪以及末站油品接收罐容的估计，尤其是对于里程长、流量大的研究对象，在工况估算时进行针对性的修正将很有必要。

参考文献

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