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摘要：管道輸送是成品油最主要的運輸方式。從工藝及設備角度分析了成品油長輸管道的能耗情況，并提出成品油長輸管道工程設計中的節能措施。

關鍵字：成品油；長輸管道；節能

成品油的運輸方式主要有4種：水路、公路、鐵路和管道輸送。相比前面3種，管道輸送有以下優越性：（1）管道大部分敷設在地下，采用密閉輸送，受外界影響較小，易于實現長期穩定運行，且有利于環境和生態保護，相對而言其安全性高。（2）管道輸送系統的自動化程度高，運輸量大，勞動生產率高，其運輸成本低，經濟效益明顯。基于上述的優越性，管道輸送已成為成品油最主要的運輸方式之一，但是長輸管道在輸送成品油時帶來的能耗卻不容忽視。在國家提倡可持續發展的大背景下，降低成本和能耗，提高能源利用率，已成為管道輸油企業關注的重中之重[1]。本文從工藝及設備角度分析了成品油長輸管道的能耗情況，并提出了成品油長輸管道工程設計中的節能措施。

1輸油工藝節能分析

1.1輸送方式

成品油管道輸送方式有旁接輸送和密閉輸送兩種[2]。（1）旁接輸送是各中間泵站都有旁接罐與輸油泵進口管線相連。旁接罐起調節緩沖作用，而且與大氣接觸，使各中間泵站的進站壓力都接近旁接罐液位高度。旁接輸送由于不能充分利用進站余壓，動能消耗高，各油品損耗大。（2）密閉輸送是成品油從首站經各中間泵站直接到末站。整個輸送系統處于密閉狀態，各中間泵站的進站、出站壓力可能不同。成品油長輸管道工程設計中應盡可能采用密閉輸送的方式，可充分利用進站的余壓，降低動能消耗，減小各油品損耗。

1.2輸送順序

成品油的輸送順序非常關鍵，其直接影響到混油量的多少，進而影響到各油品的質量。一般來說相鄰兩種油品的性質越接近，允許互相摻混的濃度越大，其混油越易處理，通常可以直接摻混至各個油品中[3]。成品油長輸管道工程設計中輸送順序的確定應以混油界面少和混油量少為原則，即把性質相近、允許互相摻混濃度大的油品相鄰排序。如汽油、煤油和柴油3大類成品油，因為汽油、煤油性質相近，而煤油、柴油性質相近，因此三者通常排序為：汽油→煤油→柴油→煤油→汽油。工程設計中還應考慮同種油品不同牌號的輸送量，對輸送量小的牌號，可不與輸送量大的牌號同時輸送，以盡量減少混油量并降低混油的處理費用。

1.3輸送批次

為減少混油量，成品油在順序輸送過程中，將根據所輸送油品的性質相近程度確定輸送順序。按輸送順序完成的一個循環所需的時間稱為循環周期，一年內完成的循環周期數稱為輸送批次。如果輸送批次過小，會使各站所需的各油品罐容、混油罐容過大，導致罐容投資費用過大；而輸送批次過大，會使各油品的循環周期變短，導致混油的處理時間變短，由此增加了混油處理的難度。成品油長輸管道工程設計中輸送批次的確定應兼顧現場建設條件和混油處理難度。根據各油品的質量，確保在末站的混油能夠完全摻混的前提下，確定一個最大輸送批次。對成品油長輸管道改造工程，若受現場建設條件的限制，不能新建罐容，應根據現有罐容，確定一個最小輸送批次；而對新建工程，應根據現場建設條件，確定一個最小輸油批次，避免使新建罐容無限大。同時需對輸送批次范圍進行技術經濟比選，需考慮方便操作和安全輸送等因素，最終確定最優的輸送批次。

1.4混油檢測及切割

成品油順序輸送時，準確地跟蹤和切割混油界面所在的位置。檢測混油濃度的變化和混油量的大小，是保證油品質量的關鍵。成品油長輸管道工程設計中一般采用密度檢測計和光學監測儀相結合的方式。（1）對密度差大的油品，在其混油段內，混油的密度從一種油品的密度漸變到另一種油品的密度，采用密度檢測計檢測混油密度變化以確定混油界面；（2）對密度相近的油品，在其混油段內，混油密度變化不大，密度檢測計并不能有效地檢測其混油界面，此時可采用光學監測儀，進行混油界面跟蹤檢測。成品油順序輸送時油品的切割必須以油品質量為前提，保證混油摻混至某一種油品時，該油品仍在其質量潛力所允許的范圍內。成品油長輸管道工程設計中一般采用兩段隔離方案，即設置快速隔離閥，通過自動控制裝置，按照密度檢測計或光學監測儀確定的混油界面位置對混油進行隔離，并根據質量潛力將混油分成前、后兩段，混油前段和后段分別進入各自混油罐中。

1.5混油處理

混油經切割后，分別進入各自混油罐中。混油如處理不及時，會導致混油罐容不足，同時會增加混油后的處理難度和費用。因此，快速合理地處理混油罐中的混油可降低因處理混油而造成的經濟損失。常用的混油處理方法有3種：（1）在末站設置混油處理裝置，對混油進行常壓分餾，將其分餾成各油品餾份后，分別作為產品送至各油品的儲罐中；（2）將混油運至末站附近煉油廠進行處理；（3）在保證油品質量的前提下，根據質量潛力隔離混油，并摻混至各油品儲罐中。方法一：在末站設置混油處理裝置。此方法建設成本高，且不便運行與維護；方法二：將混油運至末站附近煉油廠進行處理。此方法僅適用于混油量大、末站靠近煉油廠的情況；混油量小或末站遠離煉油廠都會使運輸和處理成本增大。因此，成品油長輸管道工程設計中一般不采用此方法。方法三：在保證油品質量的前提下，根據質量潛力隔離混油，并摻混至各油品儲罐中。工程設計中還應考慮混油貶值問題，即在保證油品質量的前提下，盡可能將混油切入價格高的油品中，最大限度減少混油的貶值損失。

2輸油設備節能分析

成品油長輸管道的主要能耗類型是電，相對而言，電耗占比最大的設備是輸油泵。成品油長輸管道將成品油從首站輸送至末站，需要克服地形高程差和管道沿程阻力損失，所需壓力由輸油泵提供。由于離心泵具有流量大、揚程高、效率高和流量調節方便等優點，因此在長輸管道中大多采用離心泵作為輸油泵。離心泵的能量損失主要包括以下三個方面：（1）壓力損失。是指葉輪傳給液體的能量中沒有變成壓力能的部分能量，主要是沿程摩阻損失；（2）容積損失。主要是由于泵的泄漏，導致泵的出口流量小于進口流量；（3）機械損失。是指葉輪在旋轉時，液體與葉輪表面、泵的其它零件之間產生的摩擦損失。針對上述可能產生的能量損失情況，為提高輸油泵效率，成品油長輸管道工程設計中應對輸油泵進行優化設計。主要節能措施有：（1）合理選用輸油泵技術參數在選用輸油泵技術參數時，如果余量過大，將導致高效輸油泵低效運行或高效變頻調速方式不能發揮其高效率，是造成輸油泵能源浪費的主要原因。因此，工程設計中應對泵的出力精確計算，選用合適的技術參數，使輸油泵的運行效率在高效區域，避免能源浪費。（2）采用高效輸油泵對成品油長輸管道改造工程，應及時更新換代，改造或更換效率低、能耗大的輸油泵；而對新建工程，應從長遠考慮，直接選用新型高效輸油泵。從設備選型和技術設計上降低能耗，達到有效的節能目標。（3）合理調節輸油泵流量為了應對成品油輸送量的變化，工程設計中應考慮合適的輸油泵流量調節方式，常規設計在輸油泵出口設置調節閥，通過閥門開度調節流量。當成品油輸送量經常波動或波動較大，采用調節閥進行節流調節會造成能耗浪費，此時擬把節流調節改為變速調節，或直接采用變頻調速輸油泵，節能效果將更顯著。

3結論

管道輸送因其環保、安全、經濟等優越性，已成為成品油最主要的運輸方式。但是長輸管道在輸送成品油時帶來的能耗卻不容忽視。成品油長輸管道工程設計中應從工藝及設備角度出發，首先通過優化輸油工藝設計，選用合理的輸送方式、輸油順序及輸油批次，準確檢測并隔離混油，以降低混油的處理成本；其次是合理選用輸油設備，尤其是輸油泵，以降低能耗，提高能源利用率，達到節能的目的。

參考文獻

[1]蔣華義.輸油管道設計與管理[M].石油工業出版社，2010

[2]李新建.長輸管道輸油工藝節能技術分析[J].化工管理，2016

[3]于子峰.成品油管道順序輸送方案優化研究[J].化學工程與裝備，2017

作者:張長青 單位:中國航空油料有限責任公司華東分公司