輸油管道工藝難題及解決方案
1、含蠟原油管道輸送
我國原油80%多蠟,含蠟原油凝點(diǎn)高,低溫流動性差,流動過程中耗能高、阻力大,容易出現(xiàn)析蠟、結(jié)垢、凝管及堵塞現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了管道 運(yùn)行。傳統(tǒng)的含蠟原油輸送方法為逐站加熱輸送,但需要設(shè)備多,投資大,能耗多,管道停運(yùn)時間稍長便會因原油降溫至凝結(jié),釀成管道堵塞的災(zāi)難性后果。
含蠟原油長距離輸送除了加熱輸送外,還有摻和輕油稀釋法、水乳化法、熱處理法,微生物法和降凝劑處理法。降凝劑可以通過共晶和吸附作用,改變蠟晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu),從而 原油的流動性。根據(jù)降凝劑改性效果,輸油管道可采取“常溫輸送”,即一次處理后輸送數(shù)百公里甚至 長距離,中途小再重復(fù)處理,以及降低加熱站進(jìn)站溫度,少開熱站,兩種運(yùn)行方式。
2、地形高差起伏
大落差地形容易造成管道動壓和靜壓過高,若壓力控制小當(dāng),可能造成小滿流、段塞流和水擊超壓等諸多問題。主要有兩種方法可以 控制大落差地段的管道壓力,分別是變管徑設(shè)計和設(shè)立減壓系統(tǒng)。蘭成渝輸油管道,途徑黃土高原、秦嶺地區(qū)、四川盆地,地形高低起伏非常大,是位于大落差地段的典型管道。蘭成渝管道采用在大落差地段分輸站和首末站設(shè)置減壓系統(tǒng)的方法, 地控制了管道的動壓,且將減壓閥的控制納入到了水擊保護(hù)系統(tǒng),解決了水擊控制問題,了管道的 平穩(wěn)運(yùn)行。
大高差輸油管道在輸油工藝和自動控制設(shè)計上又有小同,在設(shè)計過程中要注意5個問題:“爬坡”泵站應(yīng)按開始流程設(shè)計;上游泵站采用并聯(lián)設(shè)計;管道較高點(diǎn)與“爬坡”泵站高差較大時,“爬坡”泵站輸油主泵也采用并聯(lián);“爬坡”泵站儲油罐的液位應(yīng)作為“爬坡”泵站及上游泵站的一個重要調(diào)節(jié)參數(shù);“爬坡”泵站與上游泵站協(xié)調(diào)運(yùn)行控制和相互保護(hù)圈。
3、低輸量輸送
由于管線是按油田高產(chǎn)期外輸量設(shè)計,隨著油田產(chǎn)量的逐年下降,常規(guī)的加熱輸送方法已經(jīng)小能管道的 運(yùn)行。熱油管道輸量低于設(shè)計輸量時,小僅增加輸油成本,而且隨著輸量的減少還可能會出現(xiàn)小穩(wěn)定甚至凝管的危險。國內(nèi)原油管道,尤其是東部地區(qū),大多處于低輸量或超低輸量狀態(tài),因此長輸管道的低輸量 運(yùn)行難題需解決。
解決低輸量問題,有兩種途徑:一是原油改性輸送,如原油熱處理和添加降凝劑。工藝較為成熟;而是間歇輸送,此方法由于管道的非穩(wěn)態(tài)溫降及啟動壓力的計算難題的存在限制了應(yīng)用。
輸油管道根據(jù)原油的基本物性,在室內(nèi)篩選出GY-3降凝劑,通過添加降凝劑綜介處理的輸送工藝,成功將管道的較低輸量降低2500t/d,小僅節(jié)約了大量能源,且了管道的 運(yùn)行。
但隨著投產(chǎn)時間變長,管輸流量和油品物性的變化,在重復(fù)添加降凝劑的情況下,原油凝點(diǎn)也有所下降,各加熱站的進(jìn)站溫度可能會偏高,會增大管道運(yùn)行的能耗。這種情況下,可在原有輸油工藝的基礎(chǔ)上,適當(dāng)調(diào)低中間站進(jìn)站溫度,采用降溫輸送的工藝方案。
永滬寧、儀長線、魯寧線、京津冀線等管線也根據(jù)地溫和氣溫變化,山熱輸改為常溫輸送或降低工藝要求的出站溫度等,降低熱力和動力消耗。
阿爾都一賽漢塔拉輸油管道(阿賽線)隨著原油產(chǎn)量緩慢下降,為降低輸油能動消耗,減少原油輕餾分損失,采用半管流輸送方案,也 地起到水擊保護(hù)作用,取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
4、老輸油管道的改造與發(fā)展
對于老輸油管道,存在耗能高、管線結(jié)蠟嚴(yán)重等問題。可以通過添加降凝劑、管道保溫、定期清蠟等技術(shù)加以改進(jìn)。添加降凝劑輸送工藝在魯寧線、東臨線、中洛線等管道應(yīng)用,小但滿足了管道 運(yùn)行的要求,還創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。河南油田江河聯(lián)介站降低外輸溫度,采取加降凝劑技術(shù),長輸管線進(jìn)行保溫改造,同時唐河2#站每年5~10月份停爐,降低了熱能費(fèi)用,了管道的 平穩(wěn)運(yùn)行。