临邑至济南原油管道清管效果研究
2019-09-10刘靓田远
刘靓 田远
摘要：目前我国原油管道输送的原油普遍为含蜡原油，经过一段时间的输送后管壁上逐渐增厚的蜡沉积物使得管道输送能力下降，动力消耗增加。为了使管道更节能高效运行，需要进行清管作业来实现。文中跟踪分析临邑至济南原油管道2018年全年的清管数据，对清管的效果进行了研究。
关键词：原油管道;含蜡;清管
1管线概况
临邑至济南原油管道（以下简称临济线），全长72km，管容为7439m³，设计压力为7.0Mpa.输送油种为进口油和临盘油一定比例配输的混油，根据2018年临济线运行参数，日输油量为1万吨左右。临济线具体参数见表1：
2临济线实际清管
2018年临济线共进行了15次清管作业，其中包括了8月份的内检测清管，对临济线实际清管情况跟踪记录如表2所示：
从表1可以看出，第6次清管清出的雜质有80kg，应该是管线施工作业残留杂质导致，第3次清管和第2次清管及第13次清管和第12次清管之间相差时间较多，所以清出的杂质较其他月清管时多。总体可以看出临济线实际运行中的清管周期约为一个月一次。
3.临济线清管效果的分析与研究
通过对临济线实际清管数据的跟踪记录可以大概的分析出清管的效果。要验证清管的效果主要是计算出清管前后的摩阻损失以及输量相同情况下是否能耗有所降低。
通过伯努利方程（实际液体总流）：
通过对2018年临济线输送油种的密度统计总体相差不大，取一个平均密度计算出临济线清管前后的摩阻损失如图1所示：
由于每次清管时的输量不相同，为了更好的研究临济线清管效果，需计算出单位流量下，单位长度的摩阻损失。根据表3可以看出前三季度清管时输量相差不大，第四季度清管输量也基本差不多，故取前三季度和第四季度平均输量来计算。通过式2
式中i—单位长度上的摩阻损失;m—列宾宗公式中的指数，在水力光滑区内为0.25;混合摩擦区为0.123 d—管道内径，m;Q—管道流量，m3/s; —油品的运动粘度，m2/s;
首先判断油品在管路中的流态，即通过式3计算出雷诺数：
查阅2018年临济线原油流变性检测报告，所输油品平均运动粘度为2.4×10-5 m2/s。由式3得出Q=525m3/h时Re=2.1×105;Q=430m3/h时，Re=1.7×105。由于Re大于2000则流体属于紊流，需具体判断所处区域。通过式4计算出相对当量粗糙度。
式中：е—管壁的绝对当量粗糙度，m。根据我国《输油管道工程设计规范》GB-50253-2003中推荐，对于临济线取e=0.054mm。
由 计算可得Re1 =1.67×106。由于3000
通过计算可以得出前三季度清管后单位长度单位摩阻损失为f1=0.05，第四季度清管后单位长度单位摩阻损失f2=0.046。可以看出当原油在管中流速越大时，沿程阻力损失也就越大。
4结论
由于临济线输送油种变化较多，物性参数不是很稳定，计算出准确的节能效果较为复杂，文中只是对2018年清管数据和运行参数经行了大概的计算。通过对图1和表2 对比研究可得出以下结论以及对临济线清管的建议：
（1）2018年临济线共进行清管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。由于临济线冬季采取加热输送，通过清管结果可以看出每次清出来的蜡和杂质重量相差不多，说明临济线的结蜡规律较为稳定。
（2）由于临济线实际运行需求，八月份进行了集中6次内检测清管，可以看出由于清管周期短，其中三次清管基本没有清理出蜡和杂质，可以看出临济线的结蜡速率并不很快。
（3）通过清管后管线的摩阻损失较清管前有一定的下降，减少了管线的动力消耗费用。
（4）清管后由于管道有效内径的增大，输量有一定的提升，且耗电量基本相差不大。
最后建议通过更深层次的运行参数研究来计算出临济线的结蜡速率，从而确定一个最佳的清管周期，使管线在最优的工况下运行。
参考文献：
[1]杨筱衡.输油管道设计与管理[M].山东 东营：中国石油大学出版社，2006：33-40.
[2]郭鹏，沈亮等.鄯兰原油管道清管效果.管道技术与设备，2015（5）：45-47.
