我国原油管道输送技术现状及发展趋势
陈 欢,杜艳玲
(中国石油塔里木油田公司,新疆库尔勒 841000)
摘 要:近几十年来,中国长输管道技术不断发展,水平逐渐提高。特别是高凝含蜡原油的加热输送、原油热处理及加剂综合处理工艺已达到或接近国际先进水平。文章简要论述了我国在原油管道输送方面的技术现状及发展趋势,分析了国内管道输送技术与国外的差距。
关键词:管道;含蜡原油;技术现状;发展趋势
中图分类号:T E83-1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0109—02 石油长输管道已有120多年的发展历史,目前世界管道总长度已达200多万公里.近十几年来,管道工业发展迅速,新工艺新技术不断出现,正在向数字化管道发展。
1 国内原油管道技术现状
20世纪70年代以来,随着原油长输管道建设,我国原油管道技术不断发展,水平逐渐提高,主要表现在:改造及新建管道采用密闭输油工艺;高凝高黏含蜡原油输送、低输量运行的加热及加剂综合处理工艺达到世界领先水平;降凝剂、减阻剂性能达到国外同类产品水平;管输综合能耗逐年下降,从1995年的556kJ /(t km )降到目前的437kJ /(t km );大落差地段输油成功;管道用管等级达到X 65;自行设计、制造的长输管道输油用高效泵效率可达84%;原油直接式加热炉效率达91%;90年代后新建的管道,均采用SCADA 系统,管道自动化控制系统与管道同步投产。
近年先后建成的东营—黄岛复线、库尔勒—鄯善原油管道和铁岭—大连、铁岭—秦皇岛等管道的技术改造集中体现了我国长输管道已达到的技术水平。库尔勒—鄯善输油管道工程由管道设计院与意大利斯南普及提公司合作设计。管道全长475km,管径为610mm,设计输量为500×104～1000×104t /a 。管道采用加降凝剂不加热输送。首站设置了在线原油倾点和黏度检测装置,可根据检测结果调整加剂输送参数,确保管道安全。管道经过高差达1665m 的觉罗塔格山地,通过设置减压站解决了大落差地段对管道运行可能造成的危害。
目前原油管道普遍采用密闭输送工艺,出现了冷热原油顺序输送、原油/成品油顺序输送工艺;对高凝、高黏原油采用热处理和加剂处理工艺。降凝剂和减阻剂种类多、效果好、应用普遍;采用环保、高效、节能型管道设备,泵效达5%以上;多采用直接
式加热炉,炉效超过90%;运用高度自动化的计算机
仿真系统模拟管道运行和事故工况,进行泄漏检测,优化管道的调度管理;对现役管道进行完整性评价及管理。
国内原油输送工艺技术发展现状大致可分为:1.1 在原油中添加化学添加剂输送
在原油中掺入化学添加剂,主要目的是为了减阻、降凝,对于掺水输送的管道,主要起表面活性剂的作用。不同的原油加入不同品种的化学添加剂。表面活性剂注入掺水输送管道可减少掺入水量,提高输油效率;在多蜡易凝原油中掺入一定量的降凝剂,可降低原油的凝固点,加大站间距。
目前,减阻剂的品种规格已很多,使用范围已比较广泛,减阻效果一般在38%左右,管线增输能力有的达50%。降凝剂是降低原油凝固点和屈服应力的添加剂。这些化学药剂使管线的增输能力和减阻效果虽较好,但价格较高,常年注入的结果造成原油输送成本较高,而且大多还存在环保问题较难解决。1.2 稠油输送工艺的发展
由于世界上一些国家在致力于稠油资源的开发利用,因此近年来国外针对稠油输送系统工艺的弱点,重视革新输油工艺,其研究探索工作相当活跃,除加热输送方式外,主要是采取稠油乳化输送、稀释输送、重油改质等方式,其他输送方式的一些试验研究已取得成果并有新进展。随着稠油资源的大量开发应用,研究和采用各种物理和化学方法,是输送方式新型化的主要方面。多种输送工艺将随着试验研究的成功不断投入工业性应用,使输油工艺进一步多样化。
1.3 原油低输量输送技术
原油管线低输量情况在各产油国普遍存在。因为管线是按油田高产期外输量设计的,所以在油田开采初期和后期必然存在不满输现象。管线不得不
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2012年第16期 内蒙古石油化工
收稿日期5作者简介陈欢(6),男(汉族)。湖北武穴人,本科。主要从事长输管道完整性管理及原油储运站库管理工作。
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采用正反输,能耗惊人。面对这种现状,就必须考虑采用新的输油工艺,使其适应输油条件变化。
1.4 常温输送
常温输送一般指原油在环境温度下输送!管线沿途不进行加热。目前这一技术国内外研究都很活跃。各种形式的常温输送工艺都在进一步的研究中,文献报道和专利也不断地增加[1]。
1.5 油气序输
输所谓油气序输是指原油和天然气在同一管道上按顺序输送,油气流在管路中以单相流的形式存在。随着近海的内地油田的大量开发,在油田外输油气量小且油气走向一致的情况下可以用一条管道输送,这样就节省了一条管线的投资。同时也解决了油气量不足的问题,在油气量都不足时可用天然气或空气置换出油,从而实现间歇输送。
2 国内技术现状分析
目前我国已掌握了国际上通用的常温输送、加热输送、加剂输送、顺序输送、间歇输送及密闭输送等各种先进的管输工艺。特别在高凝点、高黏度、高含蜡原油的加热输送,原油热处理以及加剂输送等方面已达国际水平。通过不断的摸索与实践,我国在埋地金属管道和储罐的防腐保温、阴极保护和腐蚀探测等研究领域也接近国际水平。
尽管我国的原油储运技术已较为成熟,但在某些方面,仍与国外水平存在差距。例如,高粘易凝原油管输研究还远未成熟,其研究成果的应用仍局限于在役管道的工艺改造,设计和运行中的大部分问题仍靠工作经验来解决。目前,我国与美国、前苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺,就工艺方法本身而言,我国与国外的水平相当,但在管道的运行管理和主要输送设备的有效利用水平上还存在着一定的差距;在管道输送的节能降耗方面,应进一步向国外学习。
3 原油管道输送技术的发展趋势
目前,世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和稀释两种工艺。针对现役管道输量逐年下降,稠油开采日益增多,以提高管道运行安全性、节能降耗为目的的各种新技术、组合工艺的研究日益成为热点,像物理场处理(磁处理、振动降粘)、水输(液环、悬浮、乳化)、器输(滑箱、膜袋)、充气降粘(充饱和气增加输量)、混输和顺序输送等多种工艺的研究,有些已进入工业试验与短距离试输阶段。总的来说,国外原油管道的输送工艺正朝着多元化和新型化的方向发展[2]。
目前,我国与美国、前苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺,就工艺方法本身而言,我国与国外的水平相当,但在管线的运行管理和主要输送设备的有效利用水平上还存在着一定的差距。3.1 加热炉应用技术现状
加热炉是热输原油管道的主要耗能设备,前苏联主要采用直接式加热炉,美国直接和间接式加热炉都采用。我国20世纪80年代后期开始大量采用间接式加热炉,与国外相比,国内加热炉的自动化程度不高,主要部件像换热器、炉管等的耐腐蚀性差,热媒炉系统自动控制和调节系统的实际使用水平偏低,余热回收装置普遍存在腐蚀、积灰、传热效率不高的问题,今后应从节能角度出发,大力开展燃烧节能新技术、新设备的研究,尤其是新型高效燃烧器、余热回收装置、燃油添加剂的研制。
3.2 输油泵调速节能技术据统计
国内输油泵运行效率比国外先进水平低10%～20%,有相当数量的泵处于部分负荷下工作,工作流量远低于额定流量,而工作压力远高于额定压力。传统上采用阀门节流虽然在实际使用中很有效,但造成大量的能源浪费,是一种不经济的运行方式。目前,国外大型输油泵普遍采用电机调速控制,节电率可达40%,节能效果十分显著。
3.3 原油储罐的自动计量系统
目前,原油储罐的计量方法主要有两种:一种是基于体积的计量方法,另一种是基于质量的计量方法。国外大多数石油公司基本采用体积计量方式,其油罐自动计量系统由测量系统和计算机监控系统两部分组成,其中对罐内油品平均温度的测量是决定计量精度的一个关键问题。而对于油气混输管道,目前国外正在研究和开发多相流质量流量计,这种流量计可使工艺流程简化,不需要进行油、气、水分离便能直接测量,取消了计量分离器和计量管汇,减少建设和维护费用。
4 结束语
在役原油管道安全服役,实现安全经济运行,大幅度降低管输综合能耗;形成大型油气管网安全、经济、优化运行能力;新建干线管道实现高水平的设计、施工和运营管理,达到世界先进水平;应用理论研究和前沿技术研究有新的突破和创新,在易凝高粘含蜡原油管输工艺方面保持世界领先水平;应用开发研究形成整装配套技术产生规模化效益,到2015年,新建油气管道各项指标达到世界平均水平。
[参考文献]
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发展趋势[J].中国石化,2004,(7):16～17. [2] 王功礼,王莉.油气管道技术现状与发展趋势
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[3] 任继善我国东部输油管道的技术发展[]油
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110内蒙古石油化工 2012年第16期
J.200414:1.
.J.
200227:4.
