原油储运系统最优化运行技术研究

郭仁志 王兆军 苏鹏 管鹏飞 时彦彬

摘要：石油是我国不可或缺的物质资源，在发展国民经济和国防建设上发挥的作用不容忽视。目前在石油储运过程中，由于客观上的原因以及相关人员工作未落实到位，导致石油资源大量损耗，且油的品质也受到严重影响，为此探索降低油品损耗的有效途径成为时代的重点课题。本文即对引发油品储运损耗的原因和降耗措施进行探讨，旨在提升石油输送的品质。

关键词：原油储运系统;损耗;降耗措施

1原油泄漏的危害

原油由于组成复杂，难以自然分解或降解等特点，泄漏后会造成严重的环境污染。原油进入环境后，会快速改变土壤等接触面的物理化学性质，导致其表面性质的改变，从而破坏环境。长输管道发生泄漏事故极其危险，因为除了损失油气产品之外，还可能会酿成爆炸或火灾事故，严重威胁管道沿线国家和人民的生命财产安全。

油库中如果泄漏油品的油蒸气浓度达到一定值时，在通风较差的地点，若遇到意外的火种或静电时就有可能引发火灾甚至爆炸，所以油品泄漏也是造成油库或加油站火灾事故的原因之一。

2当前我国输油管道现状

国民经济的发展带动了石油行业的发展，也加剧了石油消耗，在压力的带动下，石油储运技术获得了提升。我国目前的石油运输工作，是离不开管道的。20世纪70年代，我国建立了第一个输油运输的管道。尽管管道输油在我国起步晚，但是取得的进步是显著且不能忽视的。华东，东北和中南地区都根据当地实际情况敷设了石油管道。但是对比于西方发达国家，我国的储运管道还存在一些需要解决的问题，不容乐观。

3原油泄漏的场所及原因分析

油品的泄漏从其介质来说属于液体泄漏范畴。通过对油库、加油站等主要油品储运场所的调查和统计，以下部位较易产生泄漏。

3.1管道泄漏

管道的腐蚀穿孔、突发性的自然灾害（如地震、滑坡、河流冲刷）以及人为破坏等都会造成管道泄漏乃至破裂，威胁到长输管道的安全运行。产生泄漏的原因可能千差万别。例如，“砂眼”通常发生于管道金属被周围介质腐蚀破坏时。埋地管线由于受土壤中电化学过程的作用，金属逐渐受到破坏，导致管壁上出现锈点和蜂窝，逐渐扩展到管道的全部壁厚。在土壤腐蚀的情况下，管壁穿孔速度可达6～7mm/a。发生泄漏的原因还可能是在管道施工过程中管道金属受到损伤，而在试压时又未能及时发现，这些呈小裂纹状的损伤在管线内外压力的作用下逐渐发展，从而导致出现砂眼或破裂。管线的工作压力过高，产生水击压力波，也可能使管线超压造成金属损伤和破裂。我国大部分油气管道的运行时间已超过二十年，管道强度和涂层完整性都已进入危险期，整个油田管网已进入事故高发期，据统计，我国油田管道穿孔率为0.66次/（km﹒a）左右。

3.2输油设备泄漏

输油设备及管线部位的泄漏。具体来说是输油泵的泄漏。由于泵轴的运转速度极高，轴与泵体接触部位的动密封要求相当高，再加上安装等原因，密封件极易损坏，因此该部位极易漏油。

3.3储存设备泄漏

造成储罐泄漏的原因很多。质量因素泄漏，如设计不当，选择材料不符，强度不足，加工焊接组装缺陷等。工艺因素泄漏，如高流速介质冲击磨损，反复应力作用，腐蚀破坏，冷脆断裂，老化变质，内压超高等。储罐的排污阀，因其处于储罐的最低部，最容易被冻裂，并且经常操作易损坏发生泄漏。储罐本体第一道法兰垫片，因未及时脱水而导致冬季冻裂，或因法兰垫片质量问题破裂造成泄漏。

4原油储运系统生产调度方案优化技术的研究

4.1单站库运行方案的优化

原油储运系统的单站库身产运行，其过程的优化是以原油库外输任务的输送量，以及终点用户输油温度、压力等参与的前提下，以原油库的生产调度过程的总能耗减小为目标，并通过数学建模和求解，对出油管手法油公益流程、罐组分组联接方式、原油储罐维温度、外输温度等公益参数和方案的一个过程。要想让储运系统单站库运行过程得到优化，就要建立和优化数学模型，同时，能够针对模型的特点，找到高效的求解方法。

4.2长距离输油管道运行方案的优化

长距离的输油管道，其生产运行过程的优化是在输油管道外输任务的输量、重点用户的温度、压力等参数的前提之下，以降低能耗为目标，利用数学建模、求解，合理的对输油管道不同的输油站的出站温度、压力、输油泵机组、加热炉等组合方式和运行参数进行合理的确定。要想对长距离输油管道运行过程进行优化，就要针对模型的结构特点，找到提高效率的求解方法。

4.3原油管输过程中，水利熱力特点的研究

储运系统中的重要组成部分就是输油管道。输油管道包括油库内不的输油管以及油库外部的输油管。油库内部的输油管距离较短，沿程磨阻和阻力以及散热的损失较小，但阀门与弯道相对较多，局部受到的损失也相对较大。这类管道可以利用列宾宗公式，对管道的磨阻进行计算。油库的外输管道，其管道距离较长，输量较大，沿程磨阻与散热损失相对较大，但局部的构建少，计算磨阻损失的时候，可以对局部的磨阻影响不计入考虑的范围。

5结束语

原油储运系统，是原油库、外输管道、计量站等库站组成并且有多重用能设备构成的一个庞大且复杂的生产系统。原油储运系统的能耗较高，调度难度大，实现对这一系统的优化调度，能够让原油的储运过程的生产能耗降低，让生产效率得到提高。为了能够让原油储运系统生产调度过程得到优化，需要对单库站生产运行的方案进行优化，对长距离输油管道运行的方案进行优化，并分别对这两个方案的问题进行建模和优化。以此为基础，将单库站生产运行方案和长距离输油管道运输方案进行结合，从运输系统的整体调度过程中进行充分的考虑，建立多占库协同调度优化的数学模型，并对其进行求解算法，让调度决策的效率得到提高。

参考文献

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