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      臨邑至濟(jì)南原油管道清管效果研究

      2019-09-10 16:17:24劉靚田遠(yuǎn)
      石油研究 2019年5期
      關(guān)鍵詞:含蠟清管

      劉靚 田遠(yuǎn)

      摘要:目前我國原油管道輸送的原油普遍為含蠟原油,經(jīng)過一段時(shí)間的輸送后管壁上逐漸增厚的蠟沉積物使得管道輸送能力下降,動力消耗增加。為了使管道更節(jié)能高效運(yùn)行,需要進(jìn)行清管作業(yè)來實(shí)現(xiàn)。文中跟蹤分析臨邑至濟(jì)南原油管道2018年全年的清管數(shù)據(jù),對清管的效果進(jìn)行了研究。

      關(guān)鍵詞:原油管道;含蠟;清管

      1管線概況

      臨邑至濟(jì)南原油管道(以下簡稱臨濟(jì)線),全長72km,管容為7439m3,設(shè)計(jì)壓力為7.0Mpa.輸送油種為進(jìn)口油和臨盤油一定比例配輸?shù)幕煊?,根?jù)2018年臨濟(jì)線運(yùn)行參數(shù),日輸油量為1萬噸左右。臨濟(jì)線具體參數(shù)見表1:

      2臨濟(jì)線實(shí)際清管

      2018年臨濟(jì)線共進(jìn)行了15次清管作業(yè),其中包括了8月份的內(nèi)檢測清管,對臨濟(jì)線實(shí)際清管情況跟蹤記錄如表2所示:

      從表1可以看出,第6次清管清出的雜質(zhì)有80kg,應(yīng)該是管線施工作業(yè)殘留雜質(zhì)導(dǎo)致,第3次清管和第2次清管及第13次清管和第12次清管之間相差時(shí)間較多,所以清出的雜質(zhì)較其他月清管時(shí)多??傮w可以看出臨濟(jì)線實(shí)際運(yùn)行中的清管周期約為一個(gè)月一次。

      3.臨濟(jì)線清管效果的分析與研究

      通過對臨濟(jì)線實(shí)際清管數(shù)據(jù)的跟蹤記錄可以大概的分析出清管的效果。要驗(yàn)證清管的效果主要是計(jì)算出清管前后的摩阻損失以及輸量相同情況下是否能耗有所降低。

      通過伯努利方程(實(shí)際液體總流):

      通過對2018年臨濟(jì)線輸送油種的密度統(tǒng)計(jì)總體相差不大,取一個(gè)平均密度計(jì)算出臨濟(jì)線清管前后的摩阻損失如圖1所示:

      由于每次清管時(shí)的輸量不相同,為了更好的研究臨濟(jì)線清管效果,需計(jì)算出單位流量下,單位長度的摩阻損失。根據(jù)表3可以看出前三季度清管時(shí)輸量相差不大,第四季度清管輸量也基本差不多,故取前三季度和第四季度平均輸量來計(jì)算。通過式2

      式中i—單位長度上的摩阻損失;m—列賓宗公式中的指數(shù),在水力光滑區(qū)內(nèi)為0.25;混合摩擦區(qū)為0.123 d—管道內(nèi)徑,m;Q—管道流量,m3/s; —油品的運(yùn)動粘度,m2/s;

      首先判斷油品在管路中的流態(tài),即通過式3計(jì)算出雷諾數(shù):

      查閱2018年臨濟(jì)線原油流變性檢測報(bào)告,所輸油品平均運(yùn)動粘度為2.4×10-5 m2/s。由式3得出Q=525m3/h時(shí)Re=2.1×105;Q=430m3/h時(shí),Re=1.7×105。由于Re大于2000則流體屬于紊流,需具體判斷所處區(qū)域。通過式4計(jì)算出相對當(dāng)量粗糙度。

      式中:е—管壁的絕對當(dāng)量粗糙度,m。根據(jù)我國《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB-50253-2003中推薦,對于臨濟(jì)線取e=0.054mm。

      由 計(jì)算可得Re1 =1.67×106。由于3000

      和430m3/h時(shí),流態(tài)處于水力光滑區(qū),m=0.25。這時(shí)通過式5可以算出單位長度單位摩阻損失

      通過計(jì)算可以得出前三季度清管后單位長度單位摩阻損失為f1=0.05,第四季度清管后單位長度單位摩阻損失f2=0.046??梢钥闯霎?dāng)原油在管中流速越大時(shí),沿程阻力損失也就越大。

      4結(jié)論

      由于臨濟(jì)線輸送油種變化較多,物性參數(shù)不是很穩(wěn)定,計(jì)算出準(zhǔn)確的節(jié)能效果較為復(fù)雜,文中只是對2018年清管數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)經(jīng)行了大概的計(jì)算。通過對圖1和表2 對比研究可得出以下結(jié)論以及對臨濟(jì)線清管的建議:

      (1)2018年臨濟(jì)線共進(jìn)行清管15次,其中一季度清管3次,二季度清管2次,三季度清管7次,四季度清管3次。由于臨濟(jì)線冬季采取加熱輸送,通過清管結(jié)果可以看出每次清出來的蠟和雜質(zhì)重量相差不多,說明臨濟(jì)線的結(jié)蠟規(guī)律較為穩(wěn)定。

      (2)由于臨濟(jì)線實(shí)際運(yùn)行需求,八月份進(jìn)行了集中6次內(nèi)檢測清管,可以看出由于清管周期短,其中三次清管基本沒有清理出蠟和雜質(zhì),可以看出臨濟(jì)線的結(jié)蠟速率并不很快。

      (3)通過清管后管線的摩阻損失較清管前有一定的下降,減少了管線的動力消耗費(fèi)用。

      (4)清管后由于管道有效內(nèi)徑的增大,輸量有一定的提升,且耗電量基本相差不大。

      最后建議通過更深層次的運(yùn)行參數(shù)研究來計(jì)算出臨濟(jì)線的結(jié)蠟速率,從而確定一個(gè)最佳的清管周期,使管線在最優(yōu)的工況下運(yùn)行。

      參考文獻(xiàn):

      [1]楊筱衡.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].山東 東營:中國石油大學(xué)出版社,2006:33-40.

      [2]郭鵬,沈亮等.鄯蘭原油管道清管效果.管道技術(shù)與設(shè)備,2015(5):45-47.

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