马惠管道工艺改造方案运行研究

任 哲，李克平，张方帅，杨 帆，勾艳娜

（西安长庆科技工程有限责任公司， 陕西 西安 710018）



马惠管道工艺改造方案运行研究

任 哲，李克平，张方帅，杨 帆，勾艳娜

（西安长庆科技工程有限责任公司， 陕西 西安 710018）

摘 要：针对马惠管道十八里加热站增输运行方案研究，首先在分析樊家川作业区原油外输现状以及环北集油站原油外输工艺系统现状的基础上，着重对环北集油站-十八里加热站增输工艺进行计算。利用Pipephase软件模拟管道运行工况，初步确定了理论最大输量。通过对设备能力的校核，确定了现有输油泵前提下的最大输量以及运行参数。此外利用Pipephase软件模拟了最小启动输量，分别确定了在不加剂条件和加剂条件下的运行参数，并通过对比分析确定了加热加剂的输送工艺。

关 键 词：管道；工艺；输量；参数

1 前 言

现役马惠线腐蚀、占压严重，输送能力不足，需对其进行安全升级改造，同时对其相关站场功能和线路路由进行了优化升级。樊家川作业区2014年5月-12月份原油外输量为78～99 m3/h。目前由于受马惠管道运行条件限制，环北集油站插输量仅为22～25 m3/h，剩余均靠拉运至北集站从曲子首站注入，拉运安全风险较高，需对其功能及输送条件进行安全升级，为此本文重点研究了环北集油站-十八里加热站增输工艺计算，为工艺改造的实施提供理论依据。环北集油站-十八里加热站线路示意图如图1所示。

2 环北-十八里加热站增输工艺计算

2.1 工艺参数选取

根据中石油企业标准《原油管道工艺运行规程第7部分：马惠宁原油管道》（Q/SY1156.7-2010）及最新运行现状，相关参数选取如下：

（1）十八里加热站-洪德热泵站运行压力：≤2.5 MPa，最低运行压力0.2 MPa；环北集油站-十八里加热站运行压力：≤4.5 MPa。

图1 环北集油站-十八里加热站线路示意图Fig.1 The circuit diagram for HuanBei gathering station -18 heating station

（2）加热及常温输送时最低允许进站温度：18℃。 加剂输送时最低允许进站温度：12 ℃

（3）最高出站温度60 ℃，输量高于62 m3/h时，十八里加热站起炉。

（4）地温选取：夏秋季（高于18 ℃，取18℃），时间6月下旬-10月上旬； 春冬季（5～18 ℃，计算时取5 ℃），时间11月-来年6月。

（5）管道传热系数：不保温管DN100取2.79 W/m2K；DN300取1.86 W/m2K。

2.2 最大输量运行工况模拟

以各管段及泵站相关参数为依据，利用Pipephase软件对环北集油站至洪德热泵站输油管段进行建模计算，环北-洪德管道最大理论输量水力坡降及轴向温降结果如图2所示。通过模拟计算所得在春冬季节管道及各泵站输送参数如表1所示。

图2 环北-洪德管道最大理论输量水力坡降及轴向温降图Fig.2 The maximum theoretical throughput of hydraulic gradient and the axial temperature drop for HuanBei -Hongde pipeline

表1 理论最大输量计算结果一览表Table 1 The list of theoretical maximum number calculation result

图3 外输泵特性曲线与管路特性曲线关系图Fig.3 The characteristic curve diagram for transmission pump characteristic curve and the pipeline characteristic

2.3 设备校核

（1）加热负荷校核，根据工艺计算，加热负荷为1 181 kW低于十八里加热站加热炉有效负荷2 800 kW，因此满足要求。

（2）流量计校核，现有流量计2台，单台流量计量程范围20～100 m3/h，因此流量计满足要求。

（3）输油泵输送能力校核，通过分析外输泵Q-H特性曲线以及管路特性曲线之间的关系，对输油泵的输送能力进行校核，所得结果图3所示。

通过校核，2台Q=46 m3/h，H=500 m输油泵并联运行时，与管路特性得出的工作点为Q=89 m3/h，H=500 m。因此，在现有输油泵前提下，最大输量即为89 m3/h，低于此输量时，可通过出口阀门调节实现。

2.4 实际最大输量工况

利用Pipephase软件模拟实际最大输量工况（89 m3/h），环北-洪德管道实际最大输量下水力坡降及轴向温降如图4所示，通过模拟计算所得实际最大输量下的运行参数如表2所示。

图4 环北-洪德管道实际最大输量下水力坡降及轴向温降图Fig.4 The maximum actual throughput of hydraulic gradient and the axial temperature drop for HuanBei -Hongde pipeline

表2 实际最大输量计算结果一览表Table 2 The list of actual maximum number calculation result

2.5 最小启输量模拟计算

最小启输量主要受地温及加热负荷影响［1-3］，对于地温高于18 ℃时，最小启输量将不受地温限制［4，5］，因此本次进行地温为5 ℃条件下的最小启输量的核算。

（1）不加剂最小启输量运行工况模拟

利用Pipephase软件模拟在不加剂条件下春冬季环北-洪德管道最小启输量下水力坡降及轴向温降，所得实验结果如图5所示。

图5 春冬季环北-洪德管道最小启输量下水力坡降及轴向温降图（不加剂）Fig.5 The drop of hydraulic gradient under minimum rev throughput and the axial temperature for HuanBei -Hongde pipeline in the spring and winter（without agentia）

由模拟结果可知，北集油站加热负荷仅850 kW，无法满足加热需要，同时为提高十八里加热站加热炉利用率，环北出站按集输来油加热温度30℃出站，由十八里站加热60 ℃外输。

（2）加剂最小启输量运行工况模拟

利用Pipephase软件模拟在加剂条件下春冬季环北-洪德管道最小启输量下水力坡降及轴向温降，所得实验结果如图6所示。

由模拟结果可知，环北集油站加热负荷仅850 kW，可满足外输要求，十八里加热可热力越站运行。

3 结 论

（1）环北集油站原油外输至马惠管道，冬季加剂条件下最小启输量为62 m3/h，不加剂时最小启输量为85.8 m3/h；最大输量为89 m3/h。为提高管道输送安全性，推荐采用加剂加热输送工艺，输量范围62～89 m3/h。

图6 春冬季环北-洪德管道最小启输量下水力坡降及轴向温降图（加剂）Fig.6 The drop of hydraulic gradient under minimum rev throughput and the axial temperature for HuanBei -Hongde pipeline in the spring and winter（containing agentia）

（2）环北-洪德热泵站段管道运行时，维持现管道运行压力要求即 P≤2.5 MPa。

（3）根据《樊家川作业区2014年产量预测》，最大原油产量99 m3/h，而管道最大输量为89 m3/h。因此，高峰期部分油品拉至北集站实现油品外运。

参考文献：

［1］曹喜文.原油外输管道低输量运行技术研究［D］. 大庆：大庆石油学院，2010.

［2］张秀杰，刘天佑，虞庆文. 热油管道低输量的安全运行［J］. 油气储运，2003， 22（4）：8-13.

［3］董有智，吴明，缪娟，等.低输量运行管道的不稳定性分析［J］.管道技术与设备， 2007 （2）：15-16.

［4］田艺兵，黄金萍.中朝管道超低输量运行实践及技术分析［J］.油气储运，2001， 20（3）：8-14. 31：1-3.

［5］张帆.低输量管道输油工艺若干问题的讨论［J］. 油气储运， 1998，17（2）：10-12.

Research on Operation Scheme of Ma-Hui Pipeline

REN Zhe，LI Ke-ping，ZHANG Fang-shuai，YANG Fan，GOU Yan-na
（Xi 'an Changqing technology engineering co.， LTD， Shanxi Xi 'an 710018，China）

Abstract:Operation scheme of Shibali heating station in Ma-Hui pipeline was researched. First of all， present situation of Fanjiachun crude oil transmission and process system of Huanbei gathering station were analyzed，gathering process of Shibali heating station and Huanbei gathering station was calculated. Pipephase software was used to simulate pipeline operation condition， the theoretical maximum throughput was preliminarily determined. Through checking the equipment capacity， the maximum throughput of the existing oil transfer pump and operation parameters were determined. Besides， Pipephase software was used to simulate the minimum start-up throughput，operation parameters under the condition without agent and with additive were determined. Through comparison and analysis， the heating transport process with agent was determined.

Key words:Pipeline； Process； Throughput； Parameter

中图分类号：TE 832

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）02-0308-03

收稿日期：2015-10-21

作者简介：任哲（1981-），男，陕西富平人，工程师，2003年毕业于哈尔滨工业大学，研究方向：油气田地面建设及油气储运。E-mail：13602403051@qq.com。