成品油管道增加航煤输送技术研究

李 丹，李荣梅，邵 强，孙 宇，王晓峰，刘 昊



成品油管道增加航煤输送技术研究

李 丹1，李荣梅2，邵 强1，孙 宇1，王晓峰1，刘 昊3

（1. 中国石油管道局工程有限公司设计分公司，河北 廊坊 065000； 2. 中国石油大港油田第四采油厂，天津 300280； 3. 中国石油管道局工程有限公司第六工程公司, 天津 300280）

介绍了成品油管道增加航煤输送的必要性，对其顺序输送中所必需的工艺参数（混油粘度、混油长度）进行了计算分析，根据航煤输送特点及实际输送需求确定了顺序输送方案，提出了减少混油量的措施及保障航煤质量的措施，为工程中的航煤输送技术提供了可靠的理论依据。

成品油管道； 航煤； 顺序输送； 混油量

经过十余年的发展，国内输油管道在设计、施工和运行管理等方面都取得了长足的进步和发展。但是成品油管道建成投产初期输量低、油品输送批量小、输送油品种类单一等问题非常突出，对管道的生产效益有较大的影响，甚至无法满足现场的生产需求。

成品油管道增加航煤输送技术研究，有利于解决管道低输量、投资回报率低的问题。开展航煤顺序管输技术研究，可为实际工程提供技术支持，保障航煤与成品油顺序输送后的质量。

（1）航煤市场需求增速迅猛，需求强劲；

航煤消费年均增长13%左右，远高于国内GDP增速及国际5%的增长水平。

（2）相比于成品油，航煤销售效益显著；

航煤出厂价格逐步实行市场定价，每月调整一次，航空煤油出厂价格按照不超过新加坡市场进口到岸完税价的原则，由供需双方协商确定。销售价格通常为在出厂价格基础上+50~100元/吨。

（3）成品油管道增输航煤，有助于提高管输企业效益。

航空煤油是石油产品之一。英文名称JetfuelNo.3，别名航空煤油。是由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由不同馏分的烃类化合物组成。

航空煤油密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求；热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小。航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料。

1 输油工艺

1.1 输送顺序

在顺序输送的输油管道中，为减少混油损失，应根据所输油品的物性相接近程度来安排输送次序。中石油独乌成品油管道试验运行采用-35#柴油 → 航煤 → -35#柴油的输送方式，中石化镇海—杭州成品油管道长期运行采用0#柴油→ 航煤 → 0#柴油→ 93号汽油→90号汽油的输送方式。因此，确定航煤的输送方式为柴油→ 航煤 → 柴油→ 93号汽油→ 97号汽油→ 93号汽油。此外，采用0号柴油—航空煤油—0号柴油的输送顺序，保障航煤不被汽油影响，产生的柴油/航煤的混油可用作柴油使用，减少了混油损失。

1.2 加剂处理

航空煤油系绝缘介质，在生产、储存、运输、使用诸工序中，极易产生并积聚电荷，当积聚了足够的静电荷后，就会形成相当高的静电位，并会发生静电放电。在3#喷气燃料的调合过程中，需要加入抗静电剂，抗静电剂的主要作用是在燃料中加入微量的有机金属盐，提高油品的导电率，消除静电危害，保证燃料的使用安全。可采用罐式调和，管道末站与机场油库交接前需在管道末站存储航煤储罐增加加剂口，储罐设置搅拌装置。

1.3 不达标航煤处理

航煤与成品油管道顺序输送投产初期，航煤经管输后通常出现银片腐蚀不达标问题。银片腐蚀是由活性硫化物引起的,活性硫化物为硫化氢和元素硫。产生原因： 输送管道中的徽生物或化学活性硫化物腐蚀铁材质的管道, 产生FeS；FeS水解得到H2S；H2S氧化得到元素硫。处理方法:碱化处理。

图1 加剂处理流程

1.4 混油界面检测

航煤与柴油存在15~45 kg/m3的密度差，根据目前使用的界面检测技术，密度检测方法仍是运用最成熟的混油界面检测方法。因此，对于航煤与柴油的混油段，仍采用密度计作为混油检测方法。

为保障混油切割精度，航煤分输站场在原有站内设置一路界面检测装置基础上，在站外500~1 000 m增设1路界面检测装置。

1.5 油品抽样

为保障航煤在储罐存储过程中的航煤质量，需要定期对储罐中油品进行检测，与成品油储罐不同，航煤储罐需具备取样功能。

航煤储罐需在靠近储存油罐的位置设置小型的油罐（50L-1000L，起到回收油罐和质量检查油罐的目的；可根据对燃料来源的质量情况、油罐容积、管线长度等情况评估后调整容量），检查排放的合格燃料直接循环回储存油罐，将储存油罐排放的不合格燃料直接排入回收罐，不再继续作航空燃料使用。

1.6 航煤质量保障措施

航煤储罐需要采用倒锥形罐底设计，更有利于航煤罐排污、清洗，有效改善储油、排污条件。航煤进入管道前需进行清管作业，保证航煤不受管道杂质影响；管道投产前期采用柴汽油投运，航煤不进入管道输送，待管道运行正常、相关仪表、设备运行正常后再管输航空煤油。混油切割操作过程中，严密监测昆明末站航煤/柴油的混油界面，防止混油进入航煤储罐，影响航煤质量。为避免混油切入航煤中，在航煤管输投产初期，当站外界面检测装置检测到尾部混油时，可适当提前5~10min切换柴油罐(混油罐)/航煤罐进罐阀门，保障航煤没有掺入柴油。

2 混油量的计算及控制措施

2.1 混油粘度计算公式

混油计算公式采用《输油管道工程设计规范（2006年版）》（GB50253-2003）中的奥斯汀（Austin）混油计算经验公式。

lglg(v×10

6

＋0.89)=

0.5lglg(νA×106＋0.89)＋0.5lglg(νB×106＋0.89)（1）

式中：νA：A油在输送温度(10℃)下的运动粘度，m2/s；

νB：B油在输送温度(10℃)下的运动粘度，m2/s；

ν：各50%的混油在输送温度(10℃)下的运动粘度，m2/s。

在一个批次循环中，存在0号柴油和93号汽油的混油界面、0号柴油和97号汽油、93号汽油和97号汽油混油界面、航空煤油和0号柴油的混油界面，由于缺少航空煤油具体物性参数，考虑到航煤与0号柴油物性相近，航空煤油和0号柴油的混油切入柴油储罐当作柴油使用；由于93号汽油和97号汽油的粘度基本相同，在计算中汽油粘度均按93号汽油的粘度进行计算，通过计算，在年平均地温10.0℃下93号汽油和97号汽油、0号柴油和93号汽油混油、航空煤油和0号柴油的运动粘度见表1。

表1 混油计算粘度

2.2 混油长度按下式计算[1]

式中：Re－雷诺数；

Relj－临界雷诺数；

－管内径， m；

－管线长度，m；

－混油段长度，m。

计算一个油品顺序输送循环周期内0号柴油和93号汽油、93号汽油和97号汽油、0号柴油和97号汽油、航空煤油和0号柴油等4种混油界面的混油段长度及混油量。

2.3 减少混油措施[2]

成品油顺序输送管道各种油品之间的产生混油所造成的处理费用是增加管道运行成本的重要因素，必须采取必要的措施减少混油量。应采取了以下措施以减少油品顺序输送的混油量。

（1）采用密闭输送流程，避免中间过程混油的增加；

（2）合理安排油品顺序，尽可能将密度和其他物理化学性质接近的油品安排在一起；

（3）优化首站流程，缩短油品切换的时间，使油品切换过程中所产生的初始混油量减至最少；

（4）提高检测元件的精度和流程切换的速度，及时进行油品切割；

（5）通过调压控制管道流速，避免在下坡段产生不满流；

（6）利用SCADA系统对全线进行监控，避免管道在输送过程中局部高点出现负压，产生气液分离。

（7）在管道计划停输时，尽量使混油段处于地势较为平坦的地段，或者使密度大的油品处于管道低处；

（8）当管道事故停输时，关闭混油段前后的截断阀，将混油段隔离，以减少混油的产生。

3 航煤质量保障措施

采用0号柴油—航空煤油—0号柴油的输送顺序，保障航煤不被汽油影响，产生的柴油/航煤的混油可用作柴油使用，减少了混油损失。此外航煤储罐需要采用倒锥形罐底设计，更有利于航煤罐排污、清洗，有效改善储油、排污条件。航煤进入管道前需进行清管作业，保证航煤不受管道杂质影响；管道投产前期采用柴汽油投运，航煤不进入管道输送，待管道运行正常、相关仪表、设备运行正常后再管输航空煤油。混油切割操作过程中，严密监测昆明末站航煤/柴油的混油界面，防止混油进入航煤储罐，影响航煤质量。

4 结 论

通过对航煤性质的分析及国内已建成品油管道与航煤顺序输送的成功经验，在输送工艺、设备选型、运行管理中针对航煤进行加强设计、输送管理，完全能够实现航煤与成品油顺序输送，多油品管输后的航煤质量可完全符合标准要求。

长输管道经济效益的主要增长点来源于其输送量的不断提高，成品油管道增加航煤输送技术研究，有利于解决管道低输量、投资回报率低的问题。因此，确定合理的输送方案，准确计算混油量，制定有效的减少混油措施，保障输送过程中航煤质量，是成品油管道输送航煤技术的关键。

［1］严大凡：输油管道设计与管理，石油工业出版社（北京），1986．

［2］冯润.镇海－杭州成品油管道优化运行技术分析[J]，油气储运，2003，22（8），4－6．

Research on the Batch Pipelining of Aviation Kerosene With Product Oil Pipeline

1,2,1,113

（1. China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd. Design Company, Hebei Langfang 065000, China；2. PetroChina Dagang Oilfield Company No.4 Oil Production Plant, Tianjin 300280, China；3. China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd. No.6 Construction Branch, Tianjin 300280, China）

The necessity of batch pipelining of aviation kerosene with product oil pipeline was introduced. The process parameters(mixed oil viscosity and mixing length) for the batch pipelining were calculated and analyzed. According to the characteristics of aviation kerosene transportation and the actual transportation demand, the batch pipelining scheme was determined. Some measures to reduce oil mixing amount and to ensure the quality of aviation kerosene were put forward.

product oil pipeline; aviation kerosene; batch pipelining; oil mixing amount

TE 832

A

1004-0935（2017）03-0278-03

2017-01-04

李丹（1988-），女，工程师，硕士，河北省衡水市人，2013年毕业于辽宁石油化工大学油气储运工程专业，研究方向：从事油气储运设计工作。