成品油顺序输送批次优化

陈庆勋

成品油顺序输送批次优化

陈庆勋^*

中国石油天然气管道勘察设计院

详细信息

作者简介:
陈庆勋高级工程师, 1968年毕业于北京石油学院储运专业, 现为抚顺石化储运公司总工程师

*065000, 河北省廊坊市金光道22号; 电话: (0316)2074599。

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出版历程
- 收稿日期: 1998-12-07
- 网络出版日期: 2023-08-22
- 刊出日期: 1999-06-24

Batch Optimization for Oil Product's Batch Transportation

CHEN Qingxun^*

摘要

摘要: 成品油管道采用顺序输送工艺, 存在着混油量处理及输送批次优化的问题, 对于输送批次优化, 首先要对混油量进行计算, 给出了常用的混油量计算公式, 举例分析了最小输送批量的计算过程, 考虑沿线油库实际周转能力, 推导出了最优的输送批次。
- 成品油管道 /
- 顺序输送 /
- 混油段 /
- 优化设计 /
- 计算
Abstract: There are technological problems existed in the contaminated product treatment and batch optimization for product pipeline with batch transportation technology, that is, the volume of contaminated product is first to be calculated for the batch optimization of transportation. The paper gives some current equations to calculate the volume contaminated product, analyzes the computation process for minimum batch throughput rate with cases, and provides the optimal transportation batch on the basis of actual turnover capacity of tank farm along pipeline.
- product pipeline /
- batch transportation /
- contaminated product zone /
- optimized design /
- calculation

HTML全文

一. 前言

管输成品油的特点是顺序输送, 也是与原油输送最大的不同点。采用顺序输送工艺, 存在输送批次的确定和混油处理等问题, 这也是成品油顺序输送需要解决的主要问题。

成品油的物性好于原油, 管输成品油的热力条件和水力条件都优于原油输送, 但成品油顺序输送过程中必然产生混油, 混油量的大小与输送油品的物性、输量、输送批次有关。目前混油处理普遍采用在管道末站进行混油掺混处理, 目的是避免不必要的混油损失, 该处理方式简单实用。而混油掺混处理能力与油品的质量潜力和输送批量大小有关, 输送批量越大, 批次越少, 产生的混油量越小。但输送批次的多少, 决定首、末站油库库容量的大小, 批次越少批量越大, 油库库容量越大, 工程投资越高。同时, 输送批次少, 生产资金周转速度慢, 运行效益低。因此, 在成品油管道设计中, 如何进行批次优化, 确定最佳输送批次, 既能保证油品的输送, 又满足混油处理的要求, 对降低工程造价, 增加管道的运行效益有着现实意义。

输送批次优化首先要进行混油量计算, 根据油品质量潜力确定最小输送批量, 同时考虑沿线油库实际周转能力, 通过综合分析确定输送批次, 其中混油量和最小输送批量的计算是批次优化的基础。

二. 成品油顺序输送混油量计算

目前成品油顺序输送混油量计算公式主要采用Tailer公式和Austin and Palfrey公式。

Taller紊流扩散系数公式:

(1)

(2)

式中 D_T——紊流扩散系数;

v_m——动力流速, ;

v_cp——管内平均流速;

λ——水力摩阻系数;

d——管内径。

式(1)适用于粗糙管, 而式(2)适用于水力光滑管。

Austin and Palfrey公式:

(3)

(4)

Austin and Palfrey公式是由大量生产数据归纳得出的, 其计算结果与实际运行结果吻合, 国外一些知名工程公司在成品油管道设计时, 其混油量的计算普遍采用此公式。

三. 最小输送批量的计算

成品油管道顺序输送过程中产生的混油一般在末站进行掺混处理, 油品掺混控制指标为: 汽油中掺柴油控制汽油终溜点不超标, 柴油中掺汽油控制柴油的闪点不超标。在成品油管道设计中, 通过计算顺序输送油品到达末站的混油量, 以及油品的质量潜力和输量比, 可以确定管输成品油的最小批量。

例如两种油品汽油A和柴油B顺序输送, 沿线有n个分输站, 分输量分别为Q₁~Q_n, 根据管道运行工况, 通过计算到末站混油量为V, 将混油段切割为两部分, 一段以A油品为主, 另一段以B油品为主, 则各段所含其它油品的量分别为:

A油品中所含B油品的量为:

(5)

B油品中所含A油品的量为:

(6)

B油品在A油品中允许浓度K_b:

(7)

式中[t_a]——现行标准允许的汽油终溜点;

t_ah——有一定质量潜力的汽油终溜点。

A油品在B油品中允许浓度K_a:

(8)

式中[t_b]——现行标准允许的柴油闪点;

t_bh——有一定质量潜力的柴油闪点。

该批量油品A到达末站最小量:

(9)

油品B到达末站最小量:

(10)

假定油品A和油品B的年输送量比例为k: 1, 若V_a/V_b≥k, 则最小输送批量V_z为:

(11)

若V_a/V_b < k, 最小输送批量V_z为:

(12)

四. 输送批次和油库库容的确定

成品油管道的输送批次与输量和油品品质有关, 如管道年输量300×10⁴t时, 输送批次为20次, 年输量为500×10⁴t伙时, 输送批次增为30次。但在年输量和油品品质一定的情况下, 管道有一最小允许输送批量, 根据最小输送批量可以计算出最大允许输送批次。

根据计算所得的管道最大允许输送批次, 同时考虑沿线和末站油库各种油品实际周转量, 以及各种不确定因素如因地质灾害造成管道可能停输天数以及各油库必要的库容量等, 可通过综合分析后确定输送批次。该输送批次应小于最大允许的输送批次数, 只有这样, 才能保证管道输送过程中产生的混油能够在末站全部掺混处理。首、末站油库库容量可通过年输量和输送批次计算确定。

参考文献(0)