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摘 要：高等级管线钢可以提高管道承压能力，保温管道技术的应用可以减少热油管道的散热损失。文中以管材新技术应用的铁锦线对比铁秦线，对新技术带来的节能降耗效果进行了论述。国产原油一般都具有“三高”特性，国内通常使用加热输送工艺来解决“三高”原油输送难题。实现了“三高”原油的等温输送工艺，铁锦线年节约燃油消耗3.22万t。高等级管线钢的应用，提高了管线的耐压等级。将全线需要进行压力调节的多余能量，进入具有变频调速压力调节功能的站场进行释放，就可以将压能予以最大限度的利用。科技攻关配合运行管理，实现长输管道安全、高效运行，完成了节能、减排提高经济效益的目的。
关键词：管线钢 保温管道 压力极限 能耗
中图分类号：TG142.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（c）-0069-02
随着国内长输管线建设的发展，通过不断完善和稳定生产工艺，国内制管厂已具备了大批量生产 X80 及以下钢级的能力。与此同时保温管道制造业近十年来发展迅速，伴随管道施工工艺、机械技术的进步，保温管道逐步应用到了长输热油管线建设中[1]。
长输管道运行是耗能大户，以铁秦线为例，2014年消耗动力电6.23×108kWh;消耗燃料油3.35×104t。为此提出管材新技术与长输管道节能研究。
1 保温技术改变了传统的运行管理方式
随着直埋保温管道技术的进一步完善和发展，保温管道技术先后在长庆-呼和浩特原油管道（即长呼线）;吉林-长春原油管道（即老长吉线）;铁锦线（即铁秦复线）长距离大口径加热输送工艺管道上应用，中国长输热油管道技术发展已经进入了新的阶段。相比传统钢管，直埋保温管道应用聚氨酯泡沫作为保温材料，聚氨酯泡沫是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数仅0.022～0.033W/m2·℃[2]。长输管线应用保温管道后，2016年上半年铁锦线通过反算管道总传热系数K值约为0.38～0.54W/m2·℃，而2014年同期铁秦线的管道总传热系数为1.6～1.8W/m2·℃。随着运行时间的加长，会出现保温层含水率上升，植物根系破坏保温层等，使管道传热系数有所增加，目前铁锦线管道运行已经2年，2017年上半年管道总传热系数K值平均值约为0.5W/m2·℃。保温管道技术在长距离加热工艺管道的应用，破除国产“三高”原油使用加热输送这一传统的工艺运行方式。管道公司通过数据支持，精心组织筹备，在铁锦线实现了庆油的大部分管段等温输送工艺。从二者之和的最小值运行能耗管理多控，变为单一压力能量消耗控制的单控。保温管道的散热系数小，全线在较高的油温运行，油品的摩阻损失降低，减缓管道的结蜡速度。
2 保温管道对热力损耗的节能效果
管道传热系数的大幅下降使热油管路输送过程中轴向温度梯度差值很小，如铁锦线采用不保温管道，进站温度取34.5℃，流量、地温取2016年上半年平均值，流量qm=971.348t/h;地温T0=10.1℃;管道传热系数K值取铁秦线1.8W/m2·℃依据苏霍夫公式：
则上站出温为47.4℃，输送温差为12.9℃。
虽然铁秦线在运行寿命末期，面临低输量的困境导致能耗偏高，但铁秦线与铁锦线的燃油消耗量不是一个数量等级，根据这一数据，铁秦线全年的燃油消耗量是铁锦线的20倍。铁锦线比铁秦线每年节省燃油消耗约（9912×2-4012）÷3×5≈3.17万t。
3 高等级管线钢技术助力管道高效运行
长输管道的压力调节通常為出站压力调节阀节流调节与改变泵转速调节二种方式相结合。改变泵转速调节可以使输油泵机组节能运行，但建设成本较高，通常在一条管线上只建设少量具有变频调速压力调节功能的站场。在密闭输送系统中，泵站的压力能可以向下游方向传递，因此长输管道压力调节，应在最佳泵机组组合基础上，将全线需要进行压力调节的多余能量，进入具有变频调速压力调节功能的站场进行，就可以将压能予以最大限度的利用。
但是这种调节受到密闭输送管道正常工艺运行压力极限范围约束。运行压力要在全线任何站间管段管道不发生破裂安全运行的极限压力范围以下，管段内任一点的压力必须为正，从而控制液柱分离、管道抽瘪和泵的汽蚀。密闭输油管道的关键压力控制范围如图1所示。
铁秦线运行时由于耐压等级低，最大站场入口压力与最小站场入口压力的压力区间很小，经常出现每个站场都需要节流调压而避免本站出站或下站进站超压，无法充分发挥具有变频压力调节站场的设备能力带来的节能效果。铁锦线运行中调节控制，可将多余部分压能全部调整至具有变频压力调节站场，将全线需要调节的压力通过变频调压来释放掉，极大减少了调压阀调节造成能量损失。管道节流损失越小，管道的运行效率越高。表1为黑山输油站在铁锦线2016年前半年节流损失与铁秦线2014年节流损失的数据对比。
4 结语
实现安全、高效、节能、减排且提高经济效益是科技攻关与运行管理努力的目标。高等级管线钢与保温管道在加热输送管道的应用，配合运行管理理念与手段的更新，大幅减少了燃油消耗与节流调节带来的能量损耗。节能、减排效果显著。石油、天然气是不可再生能源，作为一名石油人更应该珍惜我们手中消耗的石油。
参考文献
[1] 刘素芳.塑料管材在建筑中节能性应用分析[J].塑料工业，2015，43（10）：142-145.
[2] 鲍文，叶永.长距离输水管道管材和管径选择探讨[J].工程建设与设计，2018（5）：64-65.
关键词：管线钢 保温管道 压力极限 能耗
中图分类号：TG142.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（c）-0069-02
随着国内长输管线建设的发展，通过不断完善和稳定生产工艺，国内制管厂已具备了大批量生产 X80 及以下钢级的能力。与此同时保温管道制造业近十年来发展迅速，伴随管道施工工艺、机械技术的进步，保温管道逐步应用到了长输热油管线建设中[1]。
长输管道运行是耗能大户，以铁秦线为例，2014年消耗动力电6.23×108kWh;消耗燃料油3.35×104t。为此提出管材新技术与长输管道节能研究。
1 保温技术改变了传统的运行管理方式
随着直埋保温管道技术的进一步完善和发展，保温管道技术先后在长庆-呼和浩特原油管道（即长呼线）;吉林-长春原油管道（即老长吉线）;铁锦线（即铁秦复线）长距离大口径加热输送工艺管道上应用，中国长输热油管道技术发展已经进入了新的阶段。相比传统钢管，直埋保温管道应用聚氨酯泡沫作为保温材料，聚氨酯泡沫是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数仅0.022～0.033W/m2·℃[2]。长输管线应用保温管道后，2016年上半年铁锦线通过反算管道总传热系数K值约为0.38～0.54W/m2·℃，而2014年同期铁秦线的管道总传热系数为1.6～1.8W/m2·℃。随着运行时间的加长，会出现保温层含水率上升，植物根系破坏保温层等，使管道传热系数有所增加，目前铁锦线管道运行已经2年，2017年上半年管道总传热系数K值平均值约为0.5W/m2·℃。保温管道技术在长距离加热工艺管道的应用，破除国产“三高”原油使用加热输送这一传统的工艺运行方式。管道公司通过数据支持，精心组织筹备，在铁锦线实现了庆油的大部分管段等温输送工艺。从二者之和的最小值运行能耗管理多控，变为单一压力能量消耗控制的单控。保温管道的散热系数小，全线在较高的油温运行，油品的摩阻损失降低，减缓管道的结蜡速度。
2 保温管道对热力损耗的节能效果
管道传热系数的大幅下降使热油管路输送过程中轴向温度梯度差值很小，如铁锦线采用不保温管道，进站温度取34.5℃，流量、地温取2016年上半年平均值，流量qm=971.348t/h;地温T0=10.1℃;管道传热系数K值取铁秦线1.8W/m2·℃依据苏霍夫公式：
则上站出温为47.4℃，输送温差为12.9℃。
虽然铁秦线在运行寿命末期，面临低输量的困境导致能耗偏高，但铁秦线与铁锦线的燃油消耗量不是一个数量等级，根据这一数据，铁秦线全年的燃油消耗量是铁锦线的20倍。铁锦线比铁秦线每年节省燃油消耗约（9912×2-4012）÷3×5≈3.17万t。
3 高等级管线钢技术助力管道高效运行
长输管道的压力调节通常為出站压力调节阀节流调节与改变泵转速调节二种方式相结合。改变泵转速调节可以使输油泵机组节能运行，但建设成本较高，通常在一条管线上只建设少量具有变频调速压力调节功能的站场。在密闭输送系统中，泵站的压力能可以向下游方向传递，因此长输管道压力调节，应在最佳泵机组组合基础上，将全线需要进行压力调节的多余能量，进入具有变频调速压力调节功能的站场进行，就可以将压能予以最大限度的利用。
但是这种调节受到密闭输送管道正常工艺运行压力极限范围约束。运行压力要在全线任何站间管段管道不发生破裂安全运行的极限压力范围以下，管段内任一点的压力必须为正，从而控制液柱分离、管道抽瘪和泵的汽蚀。密闭输油管道的关键压力控制范围如图1所示。
铁秦线运行时由于耐压等级低，最大站场入口压力与最小站场入口压力的压力区间很小，经常出现每个站场都需要节流调压而避免本站出站或下站进站超压，无法充分发挥具有变频压力调节站场的设备能力带来的节能效果。铁锦线运行中调节控制，可将多余部分压能全部调整至具有变频压力调节站场，将全线需要调节的压力通过变频调压来释放掉，极大减少了调压阀调节造成能量损失。管道节流损失越小，管道的运行效率越高。表1为黑山输油站在铁锦线2016年前半年节流损失与铁秦线2014年节流损失的数据对比。
4 结语
实现安全、高效、节能、减排且提高经济效益是科技攻关与运行管理努力的目标。高等级管线钢与保温管道在加热输送管道的应用，配合运行管理理念与手段的更新，大幅减少了燃油消耗与节流调节带来的能量损耗。节能、减排效果显著。石油、天然气是不可再生能源，作为一名石油人更应该珍惜我们手中消耗的石油。
参考文献
[1] 刘素芳.塑料管材在建筑中节能性应用分析[J].塑料工业，2015，43（10）：142-145.
[2] 鲍文，叶永.长距离输水管道管材和管径选择探讨[J].工程建设与设计，2018（5）：64-65.