长输管道输油工艺节能技术分析

2017-03-03王宝岩中国石油天然气股份有限公司管道长庆输油气分公司宁夏银川750000

化工管理 2017年27期

王宝岩（中国石油天然气股份有限公司管道长庆输油气分公司，宁夏银川 750000）

长输管道输油工艺节能技术分析

王宝岩（中国石油天然气股份有限公司管道长庆输油气分公司，宁夏银川 750000）

在能源输送中，长输管道是不可缺少的设备，同样也是耗能最大的设备，只有有效地降低油和电的消耗，才能够实现能源利用效率的全面提升，并且满足节能增效的实际需求，而这同样也是输油企业节能工作人员所亟待解决的问题。基于此，文章将长输管道输油工艺的节能技术作为研究重点，从多个角度阐述了提高能源利用率的措施，希望有所帮助。

长输管道；输油工艺；节能技术；分析

管道输油企业是我国耗能较大的单位，而在原油管道运输方面，必须要对其中的摩擦阻力以及散热损失予以有效地克服，所以要对原油加压与加热。在这种情况下，就必须要持续提供热能以及动能，因而会对电力与燃料油进行大量地消耗。实现能源利用率并有效减少油与电的消耗量，保证安全运送资源已经逐渐成为输油企业相关人员的工作重点。由此可见，深入研究并分析长输管道输油工艺的节能技术具有一定的现实意义。

1 长输管道输油工艺的全面优化

1.1 加热炉的优化

石油、冶金与化工行业中对加热炉的应用十分常见，而且是热输原油管道的耗能设备之一。在美国对直接式加热炉的运用很多，但同样也对间接式加热炉进行了使用。在实践应用的过程中，热煤炉系统的自动控制以及调节系统效果理想，并且将余热进行回收，可以获得理想的节能效果[1]。在我国，上世纪八十年代后期，对间接式加热炉进行了运用，且节能效果理想。而目前阶段，国家在燃烧节能技术创新方面加大了投入的力度，深入研究了新型且效率较高的燃烧器以及余热回收装置技术，使得加热炉的实际效率明显提高。在实践过程中，要想实现加热炉效率的全面提升，可以参考以下措施：

第一，严格检验炉管清灰以及燃料计量仪表；第二，积极组织技术与操作工作人员参与到加热炉风配比的技术培训活动当中，对能够增强炉膛辐射换热的相关涂料展开积极地试验并大力推广；第三，大修加热炉的过程中，需要对炉前以及防爆门断面炉体的保温效果给予高度重视，并且在由燃油转变成燃气的时候，还应当重视燃烧器相对于天然气气压的使用范围。

1.2 输油泵的优化

输油泵是液压传动系统中的一种，能够确保柴油在低压油路的环境范围内持续循环，因而也是热输原油管道耗能设备之一。在发达国家，大型输油泵主要是选择使用了电机调速进行控制，能够有效地节省40%的电能。但是在我国，输油泵的运行效率并不高，落后于其他国家，而节能效果仅达到20%[2]。一般情况下，对阀门节流的方式进行运用，表面效果理想但是却浪费了大量的能源。除此之外，很多输油泵是在部分负荷的状态下运用，所以实际的工作流量难以达到额定流量的要求，但是工作压力却远远超过额定压力。经过长期地研究，对变频调速技术进行了运用，同时应用在新旧管线之上，节能效果理想。在此基础上，输油泵在日常运行的过程中，同样需高度重视以下三点内容：

第一，将无功补偿装置加装其中，以不断增强功率因数并节省电能，与此同时，在处于大流量生产和运行的过程中，需合理地选择两台工频输油泵机组，通过并联的方式运行；第二，如果输油泵的节流损失较大，则需要采取拆机改造的方式，也可以对相同输量的低扬程输油泵进行有效地更换；第三，最好对振动故障进行定期地诊断与测试，有效地规避被动停车的问题发生[3]。

2 充分利用新型的节能技术

在我国，所生产的原油通常所含蜡量都很高而且凝点与粘度也高，因而原油加热输送逐渐作为管道输油的途径。但需要注意的是，采取加热输送的方式，会导致燃料浪费现象加剧。为此，针对上述问题，需对原油进行改性处理，进而减少燃料浪费的情况。

2.1 高凝原油的处理

对于高凝原油来说，在加热的基础上，还应当将降凝剂加入到原油当中，进而对其流变性进行有效地改善。而降凝剂通常可以划分成两种类型：第一，将石油磺酸盐、六聚三乙醇胺油酸酯以及聚氧乙烯烷基胺作为典型的表面活性剂的原油降凝剂，能够对蜡晶表面吸附这一机理予以合理地运用，保证蜡形变几率的降低，同时还能够增强降凝的作用[4]。第二，聚合物类型的原油降凝剂，最具代表性的就是聚丙烯酸酯，能够在主链或者是支链中和蜡分子实现共同结晶的非极性部分增强降凝的效果。

2.2 高含蜡原油的处理

对于高含蜡原油的运输，必须要积极采取防蜡的措施。在常温的状态下，蜡是固体，而在实际的管道运输过程中，很容易与原油溶解。如果压力和温度不断下降，则会引发结蜡的问题。如果是高含蜡的原油，在加热的基础上，也可以将防蜡剂加入到原油当中，对其中蜡晶的析出以及管道表面沉积进行有效地抑制[5]。一般情况下，防蜡剂的种类有三种：1）稠油芳香烃类型的防蜡剂，一般都是参与到组成结晶当中，进而使得晶核出现扭曲，抑制蜡晶生长；2）聚合物类型的防蜡剂，其作用机理和聚合物类型的降凝剂相同；3）表面活性剂类型的防蜡剂，也可以细化成水溶性与油溶性两种类型。前者作用机理和表面活性剂类型的降凝剂是相同的，而后者则是利用在输油管道表面吸附的特征，对表面性质进行有效地改变，以保证在形成极性表面的基础上生成水膜，以免蜡沉积。

2.3 高粘原油的处理

在高粘原油运输的过程中，不仅可以加热并将降粘剂应用其中，同样也可以对输油泵进行有效地改进，以保证增强节能控制的效果。与粘度不高的流体相比，高粘原油在输送的过程中，因其粘度过高，会对叶轮的出流以及蜗壳内部低速流动紊流的掺混产生较大程度的抑制，致使流体角动量无法处于守恒的状态。在我国，一般会选择使用降低阀门的开度实现泵流量降低的目的。但是很容易增加节流的损失，影响泵效，同时还会增加能源消耗。在粘油输送的过程中，如果其粘性增加，必然会使得流道内部的摩阻增加，进而导致水力摩擦的损失不断增加。

根据以上研究与分析可以发现，高粘原油会增加能源的消耗，所以应当通过以下几点进行改进，以达到降低能源消耗的目的。

第一，应针对过流部件进行抛光与打磨的处理，同时将贝尔左钠高分子材料涂抹在表面，使得泵自身的效率不断增强。

第二，对管路的特性以及离心泵的性能曲线进行有效地改变，并且对泵运行的工况进行适当地调整。通常来讲，管路的特性很难改变，但是采取输油泵叶轮切削处理的方式，或者是适当地增加变频装置的数量，能够保证泵效的提升，还可以获取可观的经济效益。

第三，保证泵型号选择的科学合理性，使得梯级匹配与泵机组的有效组合，能够增强启运搭配效果的进一步增强，进而达到节能降耗的目标。

第四，对工艺进行全面优化并进行全面调度，对于高粘原油输送的温度展开相应的控制，进而达到工艺使用需求，并在此基础上，提升配送的实际效率。