论文部分内容阅读
摘 要：管道是石油生产的过程中的重要环节，石油从生产到加工都离不开管道，可是说管道是石油工业的动脉。输油管道的优化设计其作用在于，使用最好的方法来解决方案的总设计变量，从而得到最好的设计方案。本文就输油管道的优化设计进行了分析，阐述了在进行输油管道优化设计的过程中应注意的一些问题，并着重的分析了热油管道的优化设计。
关键词：输油管道 热油管道 优化设计
一、概述输油管道
1.管道的组成部分
原油管道的作用是将油田生产的原油输送到炼油厂和港口以及铁路运转站，其具有管径大和输送量大以及运输距离长等诸多的特点，长距离的输油管道是由输油站和线路以及其他辅助的设施组合而成。输油管的起点站也被称为首站，其首要的任务就是收集原油和石油产品，经过计量之后输送至下一站，首站主要的主要组成部分有：油罐区和输油泵房以及油品计量装置。油品随着管道向前流动的过程中，压力不断的下降，因此，应在油品流动的途中设置中间输油泵站同时继续加压，最终将油品顺利的送至终点。输油管的终点站又称为末站，它有可能是属于长距离输油管的运转油库，也有可能是属于其他的附属油库，末站的任务是接受来油和向用油单位提供油品，有较多的油罐和准确的计量系统。
2.我国输油管的发展
管道运输是世界上五大运输的方式之一，在世界上已有100多年的发展历史。就发达国家来讲，其原油的管道输送量占其他输送量的80%，成品油的长距离运输也逐渐的实现了管道化，管道运输是成品油和原油的主要输送方式。因此，不难看出管道在输油中有着十分重要的作用。近几十年以来，我们国家长输管道的管理体制发展了较大的变化，逐渐由计划经济时代的生产管理向着市场经济转变，管道运营和管道销售二者之间的关系也越来越紧密。
二、输油管道的优化设计
1.热油管道的优化设计
热油管道优化设计的内容与等温输油管道有诸多共同之处，其都涉及到了最优线路的选择，管径和管材以及设备的选择，工艺方案及运行参数优选等方面，优化的目的在于：以最少的投资和经营费用，使管道达到最优。在对热油管道进行优化设计时，应考虑到以下几个方面：
1.1管道埋深的确定
在对管道埋深确定时，应花费最少的资金选择最为合适的方案。为保证管道的安全运行，防止管道受到地面上各种车辆负载的机械损害，同时保持热应力作用下的稳定性，管道的埋深距离地面不应超過0.8m。
1.2管道保温的选择
热油管道在保温之后，因热阻的增大，管道热损失减小，使油的平均油温增高，这时所需的加热站和泵站的数量减少，运行的能耗费降低。与不保温的管道相比较，保温管道增加了保温材料和保温层施工等费用的投入，架空敷设的热油管道都有保温层，埋地管道应根据输油工艺的要求和线路的情况以及技术的比较，从而确定保温层材料和厚度的选择。
1.3加热系统的选择
加热能耗是热油管道总能耗中的重要组成部分，加热方式和加热装置的选择是十分重要的，在选择时，应对技术和经济进行比较，从而选择最合适的加热系统。
2.工艺流程的优化
2.1原油集输网络的优化
原油集输系统是一个比较复杂的多级网络系统，同时，也是一个巨大的能量消耗系统，因此，其优化较难，主要包括两个方面：参与的优化和拓扑布局优化。参数的优化是指确定管道的管径和掺水量以及管网的耗能等，通过确定目标函数，利用约束条件从而得出最好的。拓扑布局的优化主要是在满足站处理能力的前提之下，通过确定站的几何位子、井与站和站与站之间的连接关系，实现管线距离长度之和的最小。
2.2管道进站工艺流程的优化
管道进站工艺的优化在输油管道的设计中是十分重要的，特别是对于一些建成较早的进站管道，因设备的老化或者是其功能不能很好的适应新需求，不能满足节能、高效的要求，然而新建的成本又较高，因此，急需改造，进行优化设计。在管道进站工艺的优化过程中应考虑到以下几个方面：
①余压的利用，应充分的利用进站的余压，从而降低能量的消耗。
②油泵设置的数量，在对油泵设置时应充分的考虑到站内管道和阀门的数量，尽可能的降低内摩阻。
③设备的选用，在选用设备时，应尽量的选择节能、高效的设备。
④油品进出油罐时需密闭，防止油品的呼吸损耗，从而避免能源的浪费和环境的污染。
3.顺序输送的优化
输送顺序的优化应在保障输送安全的前提下进行设计，将投资和运行成本降至最低，根据成品油管道输送的不同特点，全面考虑技术和经济指标，对设计变量进行优化，从而建立优化模型，给出求解方法。输送顺序的优化关键在于确定最优的循环次数，在顺序输送的输油管道中，为了减少混油的损失，一般是按照不同油的物理性质和化学性质来决定输送的顺序。以一年内完成的循环周期数来作为循环的次数，那么循环的次数越少，就表示每一种油品一次输送的量就越大，同时，混油的损失也就越少。因此，要想达到成品油顺序输送的优化，那么就要综合的考虑到油罐区的成本和混油的损失，从而实现输送顺序的优化。
三、结束语
原油管道的作用是将油田生产的原油输送到炼油厂和港口以及铁路运转站，其具有管径大和输送量大以及运输距离长等诸多的特点。对输油管道进行优化可以提高资源的利用率，实现节能减排，因此，输油管道的优化设计具有十分重要且深远的意义。
参考文献：
[1]包颖.长距离输油管道优化设计[J].中国石油辽宁丹东销售分公司.2010-5-15
[2]王文秀.郭光辉.李劲松.输油管道是优化设计[J].大庆油田工程有限公司.大庆油田采气分公司.2008-11-20
[3]施雯.许长旺.盘锦输油管道优化运行分析[J].广东石油化工学院.中石化润滑油公司茂名分公司.2011-7-15
[4]刘晓燕.刘杨.孙建刚.贾永英.输油管道运行优化研究[J].大庆石油学院.2009-7-10
作者简介：白洁（1987-），女（汉族），江苏徐州人，助理工程师，研究生，从事油气长输管道站场及工艺设计，工作单位：中国石化管道储运公司华东管道设计研究院。
关键词：输油管道 热油管道 优化设计
一、概述输油管道
1.管道的组成部分
原油管道的作用是将油田生产的原油输送到炼油厂和港口以及铁路运转站，其具有管径大和输送量大以及运输距离长等诸多的特点，长距离的输油管道是由输油站和线路以及其他辅助的设施组合而成。输油管的起点站也被称为首站，其首要的任务就是收集原油和石油产品，经过计量之后输送至下一站，首站主要的主要组成部分有：油罐区和输油泵房以及油品计量装置。油品随着管道向前流动的过程中，压力不断的下降，因此，应在油品流动的途中设置中间输油泵站同时继续加压，最终将油品顺利的送至终点。输油管的终点站又称为末站，它有可能是属于长距离输油管的运转油库，也有可能是属于其他的附属油库，末站的任务是接受来油和向用油单位提供油品，有较多的油罐和准确的计量系统。
2.我国输油管的发展
管道运输是世界上五大运输的方式之一，在世界上已有100多年的发展历史。就发达国家来讲，其原油的管道输送量占其他输送量的80%，成品油的长距离运输也逐渐的实现了管道化，管道运输是成品油和原油的主要输送方式。因此，不难看出管道在输油中有着十分重要的作用。近几十年以来，我们国家长输管道的管理体制发展了较大的变化，逐渐由计划经济时代的生产管理向着市场经济转变，管道运营和管道销售二者之间的关系也越来越紧密。
二、输油管道的优化设计
1.热油管道的优化设计
热油管道优化设计的内容与等温输油管道有诸多共同之处，其都涉及到了最优线路的选择，管径和管材以及设备的选择，工艺方案及运行参数优选等方面，优化的目的在于：以最少的投资和经营费用，使管道达到最优。在对热油管道进行优化设计时，应考虑到以下几个方面：
1.1管道埋深的确定
在对管道埋深确定时，应花费最少的资金选择最为合适的方案。为保证管道的安全运行，防止管道受到地面上各种车辆负载的机械损害，同时保持热应力作用下的稳定性，管道的埋深距离地面不应超過0.8m。
1.2管道保温的选择
热油管道在保温之后，因热阻的增大，管道热损失减小，使油的平均油温增高，这时所需的加热站和泵站的数量减少，运行的能耗费降低。与不保温的管道相比较，保温管道增加了保温材料和保温层施工等费用的投入，架空敷设的热油管道都有保温层，埋地管道应根据输油工艺的要求和线路的情况以及技术的比较，从而确定保温层材料和厚度的选择。
1.3加热系统的选择
加热能耗是热油管道总能耗中的重要组成部分，加热方式和加热装置的选择是十分重要的，在选择时，应对技术和经济进行比较，从而选择最合适的加热系统。
2.工艺流程的优化
2.1原油集输网络的优化
原油集输系统是一个比较复杂的多级网络系统，同时，也是一个巨大的能量消耗系统，因此，其优化较难，主要包括两个方面：参与的优化和拓扑布局优化。参数的优化是指确定管道的管径和掺水量以及管网的耗能等，通过确定目标函数，利用约束条件从而得出最好的。拓扑布局的优化主要是在满足站处理能力的前提之下，通过确定站的几何位子、井与站和站与站之间的连接关系，实现管线距离长度之和的最小。
2.2管道进站工艺流程的优化
管道进站工艺的优化在输油管道的设计中是十分重要的，特别是对于一些建成较早的进站管道，因设备的老化或者是其功能不能很好的适应新需求，不能满足节能、高效的要求，然而新建的成本又较高，因此，急需改造，进行优化设计。在管道进站工艺的优化过程中应考虑到以下几个方面：
①余压的利用，应充分的利用进站的余压，从而降低能量的消耗。
②油泵设置的数量，在对油泵设置时应充分的考虑到站内管道和阀门的数量，尽可能的降低内摩阻。
③设备的选用，在选用设备时，应尽量的选择节能、高效的设备。
④油品进出油罐时需密闭，防止油品的呼吸损耗，从而避免能源的浪费和环境的污染。
3.顺序输送的优化
输送顺序的优化应在保障输送安全的前提下进行设计，将投资和运行成本降至最低，根据成品油管道输送的不同特点，全面考虑技术和经济指标，对设计变量进行优化，从而建立优化模型，给出求解方法。输送顺序的优化关键在于确定最优的循环次数，在顺序输送的输油管道中，为了减少混油的损失，一般是按照不同油的物理性质和化学性质来决定输送的顺序。以一年内完成的循环周期数来作为循环的次数，那么循环的次数越少，就表示每一种油品一次输送的量就越大，同时，混油的损失也就越少。因此，要想达到成品油顺序输送的优化，那么就要综合的考虑到油罐区的成本和混油的损失，从而实现输送顺序的优化。
三、结束语
原油管道的作用是将油田生产的原油输送到炼油厂和港口以及铁路运转站，其具有管径大和输送量大以及运输距离长等诸多的特点。对输油管道进行优化可以提高资源的利用率，实现节能减排，因此，输油管道的优化设计具有十分重要且深远的意义。
参考文献：
[1]包颖.长距离输油管道优化设计[J].中国石油辽宁丹东销售分公司.2010-5-15
[2]王文秀.郭光辉.李劲松.输油管道是优化设计[J].大庆油田工程有限公司.大庆油田采气分公司.2008-11-20
[3]施雯.许长旺.盘锦输油管道优化运行分析[J].广东石油化工学院.中石化润滑油公司茂名分公司.2011-7-15
[4]刘晓燕.刘杨.孙建刚.贾永英.输油管道运行优化研究[J].大庆石油学院.2009-7-10
作者简介：白洁（1987-），女（汉族），江苏徐州人，助理工程师，研究生，从事油气长输管道站场及工艺设计，工作单位：中国石化管道储运公司华东管道设计研究院。