長輸原油管道節(jié)能降耗技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析

王德洋

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對原油資源的需要量不斷增加。為了進(jìn)一步提升原油輸送的效率，各種長輸原油管道工程越來越多，對工程的要求也在不斷提升。在當(dāng)前原油管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，能耗相對比較高，對原油運(yùn)輸成本造成了比較大的影響，有必要將一些節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用其中。

關(guān)鍵詞：長輸原油管道;節(jié)能降耗技術(shù);經(jīng)濟(jì)性分析

一、前言

原油管道運(yùn)輸方式是一種優(yōu)良的油氣運(yùn)輸方式，其一次運(yùn)輸量柑對比較大，工程建成后可以連續(xù)多年進(jìn)行使用，管道使用的安全性也相對比較高，能夠有效提升對原油的運(yùn)輸效率，管道運(yùn)輸易于實(shí)現(xiàn)自動化控制。正是由于這些特殊的優(yōu)勢，讓其得到了快速的發(fā)展。然而由于我國石油產(chǎn)品的特殊性，原油當(dāng)中的蠟質(zhì)成分相對比較多，管道運(yùn)輸耗能情況相對比較嚴(yán)重。

二、原油長輸管道實(shí)際運(yùn)行中的耗能分析

在開展原油管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，油溫和粘度受到運(yùn)輸量的影響比較小，摩阻會隨著輸送量的減少而增加。一旦輸量低于安全輸送量，管道的運(yùn)行就會變得不穩(wěn)定。直接威脅到管道運(yùn)輸?shù)陌踩裕l(fā)生管凝事故的可能性也相對比較高[1]。

造成原油運(yùn)輸不穩(wěn)定的因素往往比較多，這些因素都會直接或者間接影響到加熱站熱力條件和水力條件。在低輸量的情況下，下面幾個(gè)因素會直接導(dǎo)致摩阻的增加：

一、隨著運(yùn)輸量的減少，層流段的長度會增加。如果流體處于層流的狀態(tài)，摩阻是與Q、v成正比的。在紊流相對比較光滑的區(qū)域，摩阻會與Q和V相關(guān)，層流的粘度對摩阻的影響最大，輸量對摩阻的影響相對比較小。

二、隨著輸送量的不斷減少，油溫下降的趨勢會相對比較明顯。如果油溫低于反常點(diǎn)，流體就會從牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD流體，粘度會隨著輸量的減少而增加。三、在輸量不斷減少的情況下，流速對粘壁油層的剪切作用會逐漸減弱，這會導(dǎo)致更多的稠油粘附在管壁之上。此外，層流的摩阻還與當(dāng)量管徑的四次方成正比的關(guān)系。如果原油凝點(diǎn)明顯高于低溫，就容易導(dǎo)致安全輸量Q的出現(xiàn)，直到其停止流動位置。

三、一些有效的節(jié)能降耗措施

加入一定比例的化學(xué)添加劑。通過在原油當(dāng)中添加一定比例的化學(xué)添加劑，能夠進(jìn)一步降低原油的凝固點(diǎn)，避免原油和管壁產(chǎn)生過大的摩阻。由于我國原油產(chǎn)區(qū)原油情況差異很大，需要根據(jù)不同的原油物性，添加不同的化學(xué)添加劑。通過在含水原油當(dāng)中添加一部分添加劑，可以起到表面活化劑的作用，能夠有效提升原油輸送效率，降低原油的運(yùn)輸成本。通過在蠟質(zhì)成分較高的原油當(dāng)中添加一部分化學(xué)添加劑，能夠讓原油的凝點(diǎn)得到顯著降低，避免出現(xiàn)輸油管道加熱頻率過高的現(xiàn)象，進(jìn)一步降低燃料的消耗，降低原油輸送的成本[2]。由于化學(xué)添加劑的優(yōu)勢非常特殊，其在長輸管道工程的應(yīng)用最為廣泛，其種類也非常豐富。通過對這些化學(xué)添加劑的使用之后，能夠?qū)⒆枇档偷桨俜种俗笥?，提升管道原油運(yùn)輸能力百分之五十以上。

改質(zhì)輸送。原油改質(zhì)輸送是指在對原油進(jìn)行簡單加工之后，如采用脫蠟加工、熱裂化加工、去除瀝青之后，從而有效改變其化學(xué)成分和物力性質(zhì)，進(jìn)一步增加原油的流動性。通過采用這種運(yùn)輸形式，能夠進(jìn)一步提升運(yùn)輸手段選擇的靈活性。原油在經(jīng)過初級煉制之后，就會產(chǎn)生輕質(zhì)油，其成分、物理、化學(xué)性質(zhì)與原油有了本質(zhì)的區(qū)別，組分也會被稀釋到一定程度。此外，輕質(zhì)油的分子量會更小一些，且具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在管道環(huán)境中其中一部分就會揮發(fā)出來，從而提升管壓，這會讓原油的運(yùn)輸變得更加容易，進(jìn)一步增加輸送量。

四、案例經(jīng)濟(jì)分析

在本地區(qū)油田輸油管道的輸送過程中，其全長達(dá)到了284公里，管徑為426毫米，設(shè)計(jì)運(yùn)輸量為500*10/a，最低輸送量也有280*10/a。該管道在投入使用之后，由于產(chǎn)量沒有達(dá)到理想設(shè)計(jì)狀態(tài)，經(jīng)常處于低運(yùn)輸量運(yùn)行狀態(tài)。為了有效降低原油管道運(yùn)輸?shù)淖枇?，專門在管道中添加了GY添加劑，其添加的濃度在200g/t，原油出站的溫度保持在了65攝氏度左右，原油的凝點(diǎn)得到了明顯的降低。通過對原油運(yùn)輸狀態(tài)的研究發(fā)現(xiàn)，如果原油運(yùn)輸溫度超過26攝氏度，其就會處于牛頓流體狀態(tài)，明顯改善原油的低溫流動性能。通過這項(xiàng)技術(shù)措施的應(yīng)用，每年可以節(jié)省原油將近7500噸，每年可以多獲利四百多萬元。在十六攝氏度的低溫條件下，全線停輸近30個(gè)小時(shí)，出站的溫度得到了明顯的降低，累積停輸時(shí)間超過了六百小時(shí)，有效節(jié)約費(fèi)用一百多萬元，取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)語

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對我國原油長距離管道運(yùn)輸提出了更高的要求。針對當(dāng)前管道運(yùn)輸過程中能耗比較高的問題，應(yīng)該引起足夠的重視，認(rèn)真分析問題發(fā)生的原因，并及時(shí)采取針對性的措施，合理將各種節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用到原油管道運(yùn)輸過程中。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭程.優(yōu)化輸油管道工藝實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗運(yùn)行[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017（09）：22-23.

[2]周雄，林國慶，譚茂波，石海信，梁金祿，張馨方，鄒玉標(biāo).長輸熱油管道的節(jié)能降耗優(yōu)化分析[J].山東化工，2017（08）：37-38.