赵宏宇 刘 欢 陈继鹏

(中央储备粮天津保税区直属库有限公司 300457)

中央储备粮天津保税区直属库有限公司地处天津港保税区内,具有储存、中转、发运进口大豆油的硬件设施设备,公司距离天津港码头3 km,有通往港口码头的接卸油管线,能够接卸散油,并临时存放于储油罐中,同时公司属于辐射华北地区散油物流节点,近年来承接中转发往华北、西南等地进口大豆原油,具有重要的水路与公路互通的物流节点战略地位。随着公司物流中转发运业务量不断增加,从巴西、阿根廷、美国等地进口的大豆原油在我公司中转储存期较短,在国家大力倡导节能减排和新时代中储粮“四个坚持”新要求的大背景下,企业员工从各自岗位出发,想办法,节约成本,努力实现节能减排和降本增效,尤其大豆原油动态出入库期间,电费成本是关键指标。利用2022年1月～6月为华北、西南地区进行中转装车发运业务的时机,通过油罐储油自身液位与装车发油平台的高度差,实现自压式发油,探索在保障业务正常开展同时实现节能增效。

1 油罐自压发油原理

我库装车流程如图1所示,其基本原理是利用大豆原油流动力通过油罐液位一定高度与发油鹤管高点的高度位差值形成一定自压力,克服了油罐到油罐车全过程的阻力损失,并达到一定流速,使其经过地上高架管线、发油鹤管进入罐车。如油罐液位达到最低自压压力高度临界值时,压力改变流速再无法满足装车需求,需要通过开启油泵,由机械动能转化为改变流体流速和流量助推力量。其中原理和自压临界值在《工程流体力学》[1]一书里有较为详细的理论描述,并对流体经各种通道及绕流不同物体时速度、压强的分布规律、能量转换和各种损失有详细计算方法,在理论层面可完全测算出液位差与流速、流量的关系,从而得出油罐液位在最低限值时能达到的大豆原油流速和流量。

图1 原油装车流程示意图

2 油罐自压发油试验

2.1 试验设施设备

2.1.1 油罐设施 我库现有便于中转储存的钢制地上拱顶油罐6座,单罐罐容1万t,油罐直径21.20 m,装油线高31.99 m,凹形罐底,出油口位于油罐中间底部,此次试验的中转油罐2座,分别为502号罐,2022年1月装油8251 t,液位高度25.51 m;503号罐,2022年2月装油8709 t,液位高度26.93 m;所有油罐均配有雷达液位和油温监测系统。

2.1.2 装车发油设施设备 油罐距离装车发油平台直线距离140 m(自最远端油罐出口到发油平台输送管线)管线长度187 m,管径为DN200,输油管线中间部位进入配套油泵房内,再通过1台自吸式离心泵(离心泵流量为200 m3/h,额定功率75 kW,输油管线共有11个弯头、4道阀门)最后通往装车发油平台,管道分支到4条发油鹤管,鹤管管径为DN100,装车发油平台高度5 m,发油鹤管是整条输送管线的最高点,达6.2 m。待装大豆油原油车辆为普通食用油罐车,最多可装大豆原油42 t,罐车顶有两个装油口,用于鹤管伸入罐车内实现装油。

2.2 试验过程

根据我库近年中转发运合同要求和实际发运数据分析,中转装车发运量一般在800 t/d左右即可满足客户需求,所以在标准工时内,满足每小时装车150 t即可。

2022年3月,502号罐接到发货指令后,根据运输协议约定车队每天提供26辆油罐车进行本次运输服务,由于车辆运行调度安排,26辆车每天16:00前陆续到场,车辆进场按指定要求摆放到位后,通过开启大功率离心泵将大豆原油从油罐输送至4条发油鹤管进入到每条鹤管对应的一辆油罐车内,同时开始计算开泵运行时间,由于4条装车线依次交替更换空重车,所以此期间离心泵始终运行,通过变频控制装车流量,忽略临时车辆空档期时间,每小时可有效装车发油180 t,此罐耗用17 d完成对外装车发运,累计开泵运行107 h,油泵电机按照有效功率85%计算,折合累计电量约6821 kW·h,因作业在常白班进行,按照天津市谷峰电价1.1元/kW·h计算,用电费用约7503元,装车单吨电费平均0.91元/t。

2022年4月,503号罐开始通过油罐液位与发油平台高度差自压装车,油罐液位在14.5 m～26.93 m之间时,未开启离心泵直接从油泵旁通管道将大豆原油从油罐输送至4条发油鹤管进入到每条鹤管对应的一辆油罐车内,同时开始计算装车时间,由于4条装车线也是依次交替更换空重车,忽略车辆到场不连续形成空档期时间,每小时可有效装车发油160 t,但液位低至14 m左右时,油罐剩余约4530 t左右大豆原油,装车效率明显下降,基本无法满足每天标准工时内完成26辆车装车要求,所以开始运行离心泵,从装车直至发完503号罐耗用18 d完成对外装车发运,其中累计开泵运行时间49 h,同上标准核算油泵电机有效功率和电费标准,累计用电量约3123 kW·h,用电费用约3435元,装车单吨电费平均0.39元/t。

3 试验分析

502号油罐全过程运行油泵发油装车所耗电费约7503元,503号油罐利用液位差自压并结合油泵发油所耗电费约3435元,可节省约4068元,降低成本效果明显(见表1)。

表1 试验对比分析表

如果后期每个中转用油罐装油都在8000 t以上,采用上述试验方法装车,仅在发运装车环节同比过去可节约电费0.52元/t,按照我库每年约10万吨左右中转油装车发运计算,每年可节约电费约5万元。按照节约一度电减少0.997 kg碳排放标准计算,8000 t油罐发运装车最低可减少碳排放量3241 kg,节能减排效果明显。

4 总结

在保证合同约定发运效率的前提下,通过对两个油罐采用油泵发油和自压发油的试验对比,发现油罐只要液位在14 m以上,可采用自压式发油满足装车需要,不仅可以在标准工时内不增加人力和加班的情况下完全满足中转发运需求,达到节约电费目的,同时减少了油泵的使用时长,大大提高了油泵使用年限,给企业带来一定的经济效益,因此无论是中转发运,还是为加工厂倒罐提供原料,都可以利用液位差自压发油,从而降低电耗,实现节能减排。