某油庫(kù)工藝流程優(yōu)化

劉寧 許正財(cái)（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

某油庫(kù)工藝流程優(yōu)化

劉寧 許正財(cái)（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

本文簡(jiǎn)單介紹輸油管路設(shè)計(jì)原理，以及該原理在北部灣某油品碼頭原油工藝流程改造過(guò)程中的應(yīng)用。

原理應(yīng)用;方案確定;優(yōu)越性

石油運(yùn)輸?shù)姆绞街饕钟泻＿\(yùn)、鐵路、公路和管路等。本文結(jié)合某油品碼頭庫(kù)區(qū)對(duì)其輸油管路改造的實(shí)際情況談?wù)動(dòng)蛶?kù)輸油管路改造設(shè)計(jì)與施工。

1 前期評(píng)估

該油品碼頭庫(kù)區(qū)設(shè)計(jì)之初主要作為中轉(zhuǎn)站，所儲(chǔ)存、中轉(zhuǎn)的原油全部來(lái)自海外，主要來(lái)源地有澳大利亞、阿爾及利亞、敘利亞、剛果、安哥拉、越南、蘇丹、加蓬、俄羅斯等國(guó)。由于生產(chǎn)所需原料用量不斷加大，碼頭庫(kù)區(qū)原有工藝流程難以滿足需求，須將原油直接由外界原油儲(chǔ)備庫(kù)直輸煉廠，需要對(duì)原有工藝流程進(jìn)行改造。

1.1 管路計(jì)算

1.1.1 基礎(chǔ)參數(shù)

儲(chǔ)備庫(kù)有42臺(tái)10×104m3儲(chǔ)罐，罐中心地勢(shì)標(biāo)高4.0m～4.5m，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)高1.2m；煉廠單個(gè)儲(chǔ)罐最大容積10×104m3，儲(chǔ)罐中心地勢(shì)標(biāo)高7.8m，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)高1.2m。

1.1.2 機(jī)泵參數(shù)

儲(chǔ)備庫(kù)采用接力泵，機(jī)泵參數(shù)如下：

(1)離 心 泵（ 位 號(hào) ：1001P-2102A∕B、1001P-2202A∕B、3001P-2302A∕B、3001P-2402A∕B）各兩臺(tái)并聯(lián)操作無(wú)備泵。

介質(zhì)：原油 溫度：13.8～80.0℃ 粘度：21.5～200mPas

流量：3400m3∕h 楊程：42m NPSHa：6.7～7.3m

(2)外輸泵（位號(hào)：1001P-2204A∕B）

共2臺(tái)，一開(kāi)一備，離心泵。

介質(zhì)：原油 溫度：13.8～80.0℃ 粘度：200mPas流量：3400m3∕h

楊程：120m NPSHa：12m

1.1.3 管輸距離

從儲(chǔ)備庫(kù)至該碼頭庫(kù)區(qū)為9公里DN800管線，從碼頭庫(kù)區(qū)至煉廠為12公里DN700管線。

1.1.4 輸送原油品質(zhì)

儲(chǔ)存以沙特阿拉伯中質(zhì)原油為代表的低凝點(diǎn)、低粘度中輕質(zhì)原油：

20℃密度（g/cm3）0．866 50℃運(yùn)動(dòng)粘度（mm2/s）6．5凝點(diǎn)（℃）-30含硫量（m%）2．7

1.2 確定管路摩阻損失

流量按照單泵滿負(fù)荷3400 m3∕h計(jì)算，管路為21公里DN800的管路。沿程阻力為摩擦阻力，斷面兩端壓力差，流體通過(guò)彎頭、閥門(mén)等部件的局部阻力，局部阻力按照管路長(zhǎng)度0.2倍當(dāng)量選取，管路粗糙度統(tǒng)一取0.3。

1.2.1 參數(shù)計(jì)算

⑴雷諾數(shù)1：Re=4qv∕(πdv)=231368.07,臨界雷諾數(shù)：Re1=222501.4714,Re2=4074104,因?yàn)镽e1＜Re≤Re2，λ=0.017674

⑵沿程阻力計(jì)算

式中 h—管路內(nèi)沿程水力摩阻損失(m)；

λ—水力摩阻系數(shù)；L—管路計(jì)算長(zhǎng)度(m)；D—輸油管路的內(nèi)直徑(m);V—流體在管路內(nèi)的平均流速(m∕s)；g—重力加速度(9.8lm∕s)；qV—輸油平均溫度下的體積流量(m3∕s)

輸油平均溫度，應(yīng)按下式計(jì)算:

式中tav—計(jì)算管段的輸油平均溫度(℃)；t1—計(jì)算管段的起點(diǎn)油溫(℃)；t2—計(jì)算管段的終點(diǎn)油溫(℃)。

注:對(duì)不加熱輸送的輸油管路，計(jì)算管段的輸油平均溫度取管中心埋深處最冷月份的平均地溫。

沿程阻力損失hl=λ(L∕d)[V2∕(2g)]

⑶局部阻力

式中 hj—局部阻力;ζ—局部阻力系數(shù);hζ=0.2×h1;管路磨阻：h=hζ+hl=100.38m;儲(chǔ)備庫(kù)與煉廠也為差ΔZ=7.8-4=3.8m;總損失H=h+ΔZ=104.18m;H泵=H1+H2=162m＞H

結(jié)論:在此工況下輸油泵可以滿足管輸需要，不需要更換新泵或?qū)ζ溥M(jìn)行改造，可以有效降低改造成本以及施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 確定方案

根據(jù)地形地貌、土壤成分、地上建筑等多方面因素綜合考慮管線敷設(shè)方式2。經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，計(jì)算論證，最終選擇在收球筒和發(fā)球筒之間加一條管線（圖中粗線），并安裝兩個(gè)手動(dòng)閘閥和一個(gè)電動(dòng)控制閥這一最佳方案。管路施工完畢后，在投產(chǎn)之前必須進(jìn)行試壓，檢查其嚴(yán)密性和耐壓強(qiáng)度，一般采用水壓試驗(yàn)，水壓計(jì)算公式如下：

式中 Pt—設(shè)計(jì)壓力，Pa；σ—常溫下的許用應(yīng)力，Pa；σt—設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，Pa；

2 結(jié)語(yǔ)

在改造階段，綜合諸多因素經(jīng)過(guò)嚴(yán)密核算后，在該碼頭庫(kù)區(qū)與中聯(lián)油儲(chǔ)備庫(kù)的收發(fā)球筒處架設(shè)一條短距離管線這一最佳方案。該方案未經(jīng)過(guò)軍用設(shè)施、市政公共設(shè)施以及國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)等敏感設(shè)施，且不影響生產(chǎn)，改造工藝簡(jiǎn)單，有效降低投資成本，合理降低能頭損失，在施工方案的制定和施工過(guò)程中深入結(jié)合落實(shí)杜邦管理理念和5s現(xiàn)場(chǎng)管理制度，嚴(yán)格進(jìn)行JSA、能量隔離、作業(yè)審核等相關(guān)危險(xiǎn)作業(yè)的程序，充分進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，切實(shí)采取風(fēng)險(xiǎn)削弱措施，有效的降低了施工風(fēng)險(xiǎn)、達(dá)到了預(yù)期施工效果。

目前原油儲(chǔ)備庫(kù)擁有一座10萬(wàn)噸碼頭，和一座在建30萬(wàn)噸碼頭。工藝管道優(yōu)化后，有效緩解了該碼頭船期的持續(xù)緊張狀態(tài)，利用儲(chǔ)備庫(kù)現(xiàn)有十萬(wàn)噸碼頭與該碼頭同時(shí)卸油，極大程度上提高了原油卸載和輸送能力，進(jìn)一步提高了油品周轉(zhuǎn)能力。項(xiàng)目投產(chǎn)后，該碼頭原油罐可以作為中間緩沖罐，減少煉廠內(nèi)部原油儲(chǔ)存壓力，也可以改造成成品油儲(chǔ)罐，增強(qiáng)成品油下海能力，更有力的滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求。

[1]楊樹(shù)人，汪志明，何光渝，崔海清.工程流體力學(xué)[M].石油工業(yè)出版社，北京，2006.06:102-104.

[2]帥健，于桂杰.管道及儲(chǔ)罐強(qiáng)度設(shè)計(jì)[M].石油工業(yè)出版社，北京，2006.06：1

劉寧（1988-），男，專業(yè)碩士在讀。遼寧省丹東市人。現(xiàn)從事油氣儲(chǔ)運(yùn)工作。

許正財(cái)（青海省樂(lè)都縣）,男，青海人?，F(xiàn)從事油氣儲(chǔ)運(yùn)和設(shè)備管理工作。