摘 要:以华南管网北昆段为例,对混油界面(汽油顶柴油、柴油顶汽油)引起的管道压力变化进行定性分析,通过分析掌握压力变化规律及变化量。
关键词:管道 混油界面 压力变化
1、引言
长输成品油管道出于对经济性的考虑,一般只建议一条管道来顺序输送多种不同品种的成品油。在没有工况调整影响的情况下,汽、柴油界面在管道中移动会产生一定程度的压力变化。管道中有混油界面运行的时候,我们会发现管道运行压力会出现持续变化,甚至有的时候还会出现压力波动。作为运行监控人员必须要掌握这种压力变化规律,才能够正确分辨出压力变化的原因并进行有效处理。
2、混油界面在管道运行中引起的压力变化
首先分析汽柴混油界面在长输管道中移动产生的压力变化。对于汽油顶柴油混油界面,汽油不断向前推进的过程中,由于汽油的粘度比柴油低,沿程摩阻不断减小。成品油管道中,输量一定的情况下,沿程摩阻降低时,压差减小,在上游站场出站压力不变的情况下,下游站场进站压力上升。而柴油顶汽油混油界面的变化刚好相反。
然后分析管道中间有明显高点时的变化。当柴油顶汽油界面通过一个高点时。首先柴油顶着汽油上山,柴油置换汽油后在越高的地方会产生越多的重力,这些更多的重力将会消耗管道中流体的压力,最终导致后面的站进站压力快速下降。然后柴油顶着汽油下山,柴油置换汽油后产生的更多的重力将会推动流体向前运动而增加管道中流体的压力,最终导致后面的站进站压力快速回升。如果高点前后高度一致,上山和下山的重力变化相互抵消,后面的站压力最后将会回升到和混油通过高点前一样。相应的汽油顶柴油界面通过一个高点是一个相反的过程,在此不再详述。
3、以北昆段北海一南宁段为例计算压力变化
前面分析混油界面在同一管道,相同流量的情况下影响压力变化主要由油品粘度引起的沿程摩阻变化和过高点时油品置换后油品重力不同所引起的。以北昆段北海一南宁段为例进行计算,具体核算出混油界面运行中管道压力变化的值。
首先,以汽油顶柴油为例,计算混油界面出北海站到混油界面到南宁站的压力变化。前面我们经过分析得出,在北海站出站压力不变的情况下,南宁站进站压力上升。
北海至南宁基本参数表:
油品密度与粘度参数表:
根据管道参数可算出在北海首站出站流量不变、出站压力不变的情况下,汽油顶柴油界面出北海站到混油界面到南宁站的压力上升值为0.54Mpa。同理可算出柴油顶汽油界面导致南宁站的压力下降值,这里不重复计算。
汽油顶柴油运行时南宁站的进站压力趋势图:
然后,以汽油顶柴油为例,计算混油界面过高点时南宁站的压力变化。前面我们经过分析得出,在北海站出站压力不变的情况下,混油界面在爬坡时南宁站进站压力上升,下坡时南宁进站压力下降。
北海一南宁段纵断面图:
从纵断面图看北海至南宁段l28.4公里处、l68公里处为高点,我们以128.4公里处为例进行计算。
北海一南宁段距北海站l28.4公理处高点:
纵断面参数表:
由于从爬坡和下坡的里程比较短,沿程摩阻的影响可以忽略不计,爬坡和下坡的压力主要由汽油置换柴油的压强差决定的。
根据公式可得,汽油顶柴油界面爬l28.4公里处高点时压力上升0.07MPa,下坡时下降0.06MPa。
汽油顶柴油过l28.4公里高点处,南宁进站压力趋势图:
4、结束语
从以上计算结果和趋势图可以看出,混油界面引起下游站场的压力变化与之前的分析是吻合的。由于不同批次油品的特性可能会发生变化,不同批次混油界面的压力变化也可能不尽相同;另外由于管道运行中时时伴随着操作调整,理论计算值与实际监控值会出现一些偏差,甚至出现一些与分析计算不相符的变化。
参考文献:
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[4]崔艳雨,吴明,朱云,朱峰:压力和温度影响下的油品输送批次界面跟踪,《油气田地面工程》,2008年10期
[5]黄淑女,杨承汉:成品油管道顺序输送变管径混油量的计算,《油气储运》,2005年09期
本文作者:侯明春
作者单位:中国石化华南分公司调控中心
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