成品油管道优化运行技术

张伟

摘 要：成品油管道运行具有油品种类多、工况变化频繁、输送距离长等特点，当两种不同的成品油在输油管道内部移动时，在通常情况下是伴随着成品油运输距离的改变而改变的，如果管道内成品油的运输处于缓慢运输状态时，管道的操作参数随时间而缓慢变化，需要实时进行调节控制。我国成品油管道输送运行的初期发展阶段相比较来说比较晚，所以需要对于成品油的管道运输进行详细的研究以及分析。文章简要介绍了成品油管道的特点，从翻越点优化、泵运行方式优化、加强成品油储油设施工艺管理、引用节能设备等方面阐述了成品油管道的优化运行设计，通过对成品油管道系统的运行方式、设备组合及工艺参数的优选确定能耗 最低的运行工况，达到成品油管道优化运行的目的。

关键词：成品油管道;优化运行;节能

中图分类号：TE832.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0141-02

0 引言

在通常情况下，管道运输方式与传统的铁路以及公路运输相比较而言，管道运输方式所运输的数量庞大、并且在运输过程中的损耗也是非常小的，与此同时，使用这种方式还可以有效的降低成本，并且运输的方式也比较可靠。在世界上其他的一些西方國家，在当前阶段，管道运输已经成为了一些西方国家的成品油运输方式。早在上个世纪70年代初期，美国以及其他的一些欧美国家已经建立了一些大型的成品油运输的管道，并且也通过这种方式极大的推动了本国的经济发展。由于我们国家的成品油管道方式起步比较晚，并且其发展方式也比较缓慢。

其中包括具有代表性的成品油管道中国石化的第一条成品油管道——西南成品油管道。当成品油管道正式建成并且投入生产以后，成品油管道的运行管理就特别重要。在通常情况下，可以编写科学化以及合理化的运营方案，来实现成品油输油管道的优化运营，通过这种方式，不仅仅可以保障成品油输油管道的安全稳定运行，还可以大幅度的降低后期的运营成本。

1 管道运行方案优化的现状分析

在世界上其他的一些西方发达国家，对于成品油管道运输方面的研究比较有成效。通过国外的西方一些发达国家的实践经验可以看出，通过对于成品油的优化运营可以有效的节约能耗。在1974年，就已经有人使用知识库以及成本系统所构成的计算机软件对于成品油管道运输进行优化。

在我们国内对于成品油运输管道的方案研究也非常多，例如：邓松圣也在国内构建了最大输送能力下的优化决策模型。宫敬也在2000年也相继提出了定批量优化以及定流量优化模型。除此之外，康正凌在2004年建立了多目标成品油管道优化的数学模型。在一定程度上可以将全线总能耗降到最小化，与此同时，还可以形成最少的混油量。第一点，需要进一步全面优化全线总能耗，同时可以找出最优的组合，之后，还需要在组合范围以内求最优的解答。除此之外，还可以使用动态规划的方式寻求最优化的泵组合。

2 成品油管道的优化运行设计

成品油管道的优化以及运营的设计是各不相同的，由于成品油管道所运输的种类比较多，又因为使用顺序的运输方式进行输送，所以在一般情况下，成品油管道输送的经济性指标不仅仅涵盖了成品油管道的运输费用之外，还涵盖一些待运输以及销售的成品油库区存储费用

假设成品油输油的计划不够合理，依据这个开泵方案再继续做优化也是于无济于事。对于成品油管道的优化运行设计工作而言，需要立足全局，而不是将目光放在某个成品油运输阶段。所以，在成品油运输计划的制定时，需要首先考虑成品油管道优化运行设计的相关问题，在制定计划时，需要将存储费用、运行损耗及混油贬值等等作为目标，将供需情况等作为限制条件，求最佳的输油方案，从而可以达到优化的目的。

2.1 翻越点优化

如果地势具有很大的落差，那么对于成品油管道的建设工作的来说，往往需要设置一些翻越点。由于考虑到成品油管道摩阻所产生了较大的压头损失，因此成品油管道的压力往往不足，所带来的经济效益也相对较差。

（1）合理的调节成品油的流量。在一般情况下，如果在成品油管道处设置一台泵还无法翻越最高点，那么就可以与成品油管道的实际情况进行结合，在成品油管道上设置多台泵进行加压，通过这种方式可以合理调节成品油管道的流量。

（2）在成品油管道中添加减阻剂。如果在成品油管道中增设一台泵无法翻越最高点，与此同时，成品油管道调节流量也无法到达目的地时，一般可以在成品油管道中添加减阻剂，减小成品油管道的油品摩阻。

2.2 泵运行方式优化

当使用一台泵不能满足流量要求时，需要将两台泵进行并联，并且同时开泵，通过这种方法可以保障成品油输送管道的运行。除此之外，还可以结合成品油管道以及成品油特点，实行级差调节，从而可以在最大程度上降低成本。

2.3 优化成品油储油设施工艺管理

成品油管道优化对提升成品油的运输效率有着不可忽视的作用，在保证运输管道优化的同时，更要保证成品油储油设施的工艺管理，避免成品油储油或运输过程中出现损耗。根据成品油运输以及储油的实际情况，加强对成品油设施工艺管理是降低成品油损耗的主要手段，主要从以下几方面进行。首先，应严格控制成品油收发作业中的油品流速，具体应根据实际情况设定流速。例如，在油库进行收油的过程中，应将阀门开启最大限度，可大幅度增加成品油的流速。相反，如果是在发油的过程中，应将阀门开到最小，这样可以有效控制发油的流速，避免流速过大出现成品油浪费的现象。除此之外，还需要优化成品油库区的作业，依据成品油库区具体的环境进行优化作业。另外，成品油库的作业需要在不直接影响其他业务的情况下进行作业，并要求在收发作业中尽可能一次完成所有的成品油的收发，通过这种方式，可以在最大程度上降低成品油的装卸损耗。其次，应严格规范储油操作规范，并严格按照相关要求做好储罐、阀门的等其检查，确保其中所涉及到的工艺设备密封的可靠性，同时应根据实况合理安排成品油的运输作业，将油耗损失降至最低，有效降低成品油的损失，保证成品油作业的有效性。另外，应及时更新油库的回收作业，可应用先进的油气回收技术，如，膜分离法、吸附法、冷凝法等，可保证成品油在仓储过程中有效排放油气，一方面可避免油气对大气环境带来污染，另一方面可消除成品油仓储过程中存在的安全隐患，同时也更有利于提高能源的利用率。总之，通过工艺管理的优化，可有效降低成品油的收发作业以及仓库的损失。

2.4 引用节能设备，定期节能监测

输油管道工艺中引用先进、自动的节能设备，不僅方便工作人员操控设备和管理成品油的输送，还能够节能设备的优势和作用，实现节能降耗，且在节约能源的同时，能够提高成品油运输的效率。同时，通过运用节能设备，能使输油管道工艺流程简单化、自动化，无需工作人员耗费时间看守，使用节能设备，即可实现自动控制传输油量的目的，从而利用设备的功能调节输送量，传输中结合实际需求，以免过量传输造成浪费，因此，要注重使用节能设备，且在使用过程中操控自动化的节能设备，可以有效节约能源。据统计“十一五”期间，长输管道系统主要耗能设备——输油泵、加热炉、天然气压缩机组的平均运行效率呈现逐年上升趋势;输油泵机组效率由2006年的63.29%提高至2010年的68.55%。直接炉热效率由2006年的83.58%提高至2010年的86.86%。节能监测工作为节能管理和节能措施的实施起到了保驾护航的作用。针对监测的这些主要耗能设备，结合设备现状、测试使用标准、监测设备运行效率以及主要参数合格率，给出主要耗能设备在运行过程中普遍存在的问题和对应采取的建议措施，有助于促进设备运行水平的提高，从而实现节能效果的提高，同时也实现企业经济效益和社会效益的最大化。

3 成品油管道优化运行模型

通过以上的分析进一步了解成品油管道优化的情况，为了增强成品油管道运行效果，则需要不断优化其运行模型。首先，应明确成品油管道系统结构，通常成品油管道系统结构主要由泵站、管段所组成，每部分结构都是输油管道系统运行的重点。另外，成品油管道输送站点主要包括输入输出站、泵站、减压站、注放油泵站等，系统中所使用的管段主要有变径管、径管、混油段等，成品油输送管道采用全密闭输油，系统中泵站主要以串联、并联两种泵组合方式为主。成品油管道系统是一个连续的、统一的水力系统，其中系统中的各个部分与系统与环境之间有着密切的联系，在具体的优化中也是重点考虑的因素。如，每一时间段内的全线各站最优运行参数;管道流量随时间的变化关系;输油周期内总能耗、混优量等都是成品油管道优化运行模型需要重点考虑的因素。其次，为更好地优化成品油管道运行模型奠定基础。通常在成品由输送过程中，全线开泵策略中的成品油输送变化越小，则证明成品油管道输状态越稳定，成品油管道输送油量变化情况也是成品油管道优化运行模型重点考虑的因素。因此，成品油管道可采用全线最优压力分配模型，具体压力分配中应结合全线成品油管道输送油情况匹配出最佳的开泵方案再开泵，进而保证压力的适应性。如果在压力匹配方案中出现无法调节的情况下，则需要重新配泵操作，直到匹配出有效的方案，在方案优化调节中应遵循出站压力标准值小于出站压力值的原则，或遵循进站压力标准值大于进站压力值的原则，在具体调节的过程中应严格按照相应的顺序进行先调速再节流，进一步保证方案的有效性，可有效降低成品油管道运行模型中的损耗。另外，成品油管道优化模型可采用全线最优压力分配模型，结合成品油管道的实际运行情况确定具体的开泵方案，在具体执行的过程中，应通过对开泵方案各项参数分析以此确定首站的出泵压力以及下一站的进站压力。当然，从实际的角度上分析，如果在这个环节确定首站动力费用的情况下，则很可能会影响到下一站的动力费用。而从另一种运行模式分析，如果结合成品油管的实际运行情况，则需要在发生动力费用之前，根据相关的数据以及指标确定具体的方案，在成品油的实际运输中则会使得整个输油管道所产生的能耗费用明显降低，进而达到节能降耗的优化效果。

4 结语

综上所述，在现阶段很多油管道输送过程中，经常出现大量的能源损耗，不仅影响到输油管道运行效率，同时所产生的损耗也会增加输油管道系统运行的成本。在本文的研究中，主要针对优化输油管道工艺实现节能降耗的几点策略进行分析，希望能够为相关岗位工作人员提供一定的帮助。当然，在科学技术飞速发展中，应不断开展输油管道工艺优化工作，与时俱进，不断强化输油管道的运行效果。

参考文献

[1] 高松竹，汪玉春，等.混合遗传算法在输油管道优化运行中的应用[J].油气储运，2004，23（7）：34-37.

[2] 刘国豪，管维均，等.“十一五”油气输送管道系统耗能设备的节能监测[J].油气储运，2013，32（11）：1202-1205.