杨 锟

长庆输油气分公司

成品油顺序输送及控制措施

杨 锟

长庆输油气分公司

成品油管道常采用多种油品顺序输送的方式，当两种油品在管内交替时，随着两种油品在管道内运行长度的变化，管道运行状态处于缓慢的瞬变过程中。在安排顺序输送油品的次序时，为减少混油损失，按照油品理化性质接近的程度来安排输送次序。成品油进行顺序输送时，两种油品的接触面形成一段长度的混油，混油的产生，对于成品油顺序输送至关重要。为了减少混油，应确保在紊流状态下输送，而且雷诺数应尽可能高，通过减少起停输次数、及时切换油罐和管路、确实输送油品次序、准确切割混油头等措施来进行控制。

输送；混油头；油品界面；控制措施

1 输送特点

在同一条管道内，按一定批量和批次，连续地输送不同种类的油品的输送方式成为顺序输送(或交替输送)。成品油的输送方式主要是“密闭输送”方式，上站来油直接与下站泵机组的入口相连，正常运行时无调节油罐，各站泵机组直接串联工作。

2 输送方式

成品油管道常采用多种油品顺序输送的方式，顺序输送管道，当两种油品在管内交替时，随着两种油品在管道内运行长度的变化，管道运行状态处于缓慢的瞬变过程中。对于地形起伏的管道，当密度大的油品处于爬坡段时，管道用于克服地形高差需要的能量不断增加，上游管道压力出站压力上升；相反，上游管道出站压力又会不断下降；两种油品交替，混油断经过泵站时，混油密度连续变化，造成站进出站压力也连续变化；进出站压力的变化率取决于混油段的长度。因此，成品油管道的操作参数(流量、进出站压力)随时间而变化。

3 油品的排列顺序

在安排顺序输送油品的次序时，为减少混油损失，按照油品理化性质接近的程度来安排输送次序。因为相邻排列的两种油品的理化性质相差越大，输送过程中混油量越大，运行控制难度增大。一般而言，若管道输入N种油品，按油品性质接近的程度安排顺序次序如图所示。

完成一个循环所需的时间为循环周期，一年内完成的循环周期次数为循环次数。在一个循环内，形成混油段的数量M可用下式表示：

输送管道的循环次数越少，每种油品的输送量越大，在管道内形成的混油段和混油损失随之减少。但是油品从生产到出口消费都是连续不断进行的，而各种油品的输送都要按批次和周期进行，是不连续的。生产、消费和输送之间需要进行平衡，就需要在管道起、终点和中间分输点建造油罐区。每一循环的油品批量和循环次数是根据实际的供、求和油罐容量来确定的。

4 输送过程

成品油进行顺序输送时，管道中两种油品的接触界面处会发生液体分子的互相扩散。同时，管道截面上流速分布不均匀、液体质点的紊流脉动，都会使两种油品的接触面形成一段长度的混油。主要原因有：1)管道截面上流速分布不均匀，造成流速差间混油；2)流太变化产生紊流脉动，造成油质互相混合；3)油品扩散造成的油质互相混合。

5 混油段内界面的浓度分布

两种油品在管道交替时，因为对流和扩散作用，A油从浓度高处向低处扩散，使B油中混入A油；同时，B油也从高浓度区向低浓度区扩散，使A油中混入B油。在两种油品之间形成混油区。在混油区内油品浓度沿长度变化，而管道横截面上的浓度基本趋于均匀。

6 混油量的经验计算公式是根据Austin-Palfrey公式，管道中混油的扩散速度不仅与雷诺数Re有关，而且与油品输送距离有关。在Re相同情况下，输送距离越长，混油的扩散速度越小。

7 混油段的检测

目前，国内成品油管线用于输送不同油品的界面检测方法主要有密度型、荧光记号型、光折射率型。

1)密度型。用测量不同油品的密度差别来检测输油管线中不同油品的界面，是一种比较直接的检测方法。

2)荧光记号型。将一定浓度的荧光剂注入到顺序输送油品的混油界面中，界面中荧光剂的含量和荧光强度成正比。通过荧光界面检测器持续不断的监测管道中流动油品荧光强度的变化，检测油品的混油界面。

3)光折射率型。利用光在不同介质中的折射率不同检测混油界面，如光学界面检测仪。

8 混油的控制措施

混油的产生，对于成品油顺序输送至关重要，为了减少混油，应确保在紊流状态下输送，而且雷诺数应尽可能高。合理组织顺序输送次序对减少混油十分重要，在满足安全要求同时应将特性接近的油品安排相邻输送。减少油品切换的时间，减少初始混油。在允许的条件下，尽可能加大每种油品的一次输送量。控制措施有：1)切换油罐和管路，阀门应采用快速控制的电动或液动阀门，并应安装在靠近干线处，减少切换油品的初始混油。2)确定输送批次，应将两种油品性质相近，互相允许混入的浓度大的油品互相接触，减少混油损失。3)两种油品交替时，不允许停输。需要停输时，应使混油段接近平坦地段，并关闭油头两侧阀门。

4)两种油品交替时，应使流态保持紊流，是Re不小于104，因流速大时，相对体积要小一些。5)顺序输送应以管道泵到泵的输送方式运行。6)将混油头和混油尾准确的收入纯油罐，减少混油量。7)输送过程中尽量不用副管和变径管，减少局部混油增加。

[1]成品油管道输送-中国石化出版社