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大排量脈動(dòng)輸油的節(jié)能探討

文檔作者：常光宇1,白東喬,寇蕾1,張巧云1,王洪博2 文檔來(lái)源： 1中國(guó)石油秦京輸油氣分公司 2中國(guó)石油天然氣管道局物業(yè)總公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月26日
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中外能源
第12卷第4期
108
 SINO-GLOBAL ENERGY
2007年8月
節(jié)能政策與技術(shù)
大排量脈動(dòng)輸油的節(jié)能探討
常光宇1,白東喬,寇蕾1,張巧云1,王洪博2
(1中國(guó)石油秦京輸油氣分公司,河北秦皇島06601;2中國(guó)石油天然氣管道局物業(yè)總公司,河北廊坊06500
摘要分析了大排量輸油節(jié)能的依據(jù),推薦了脈動(dòng)輸油方式,以秦皇島一遷安和遷安一大興的實(shí)際輸油運(yùn)行數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的
財(cái)務(wù)耗能費(fèi)用為基礎(chǔ),計(jì)算了2006年秦京輸油管道采用大排量脈動(dòng)輸油方式全年可節(jié)約輸油能耗費(fèi)7000萬(wàn)元左
右,建議再結(jié)合峰停谷行的脈動(dòng)輸油方式,還可進(jìn)一步節(jié)約輸油能源費(fèi)。
關(guān)鍵詞脈動(dòng)輸油大排量能源費(fèi)效率
1前言
人類(lèi)的心臟向周身輸血是以脈動(dòng)方式輸送的。
儲(chǔ)油罐
這是人類(lèi)祖先幾億年不斷進(jìn)化的結(jié)果,是高效節(jié)能
的運(yùn)行方式。
加熱爐
而輸油管線30多年來(lái)一直采用連續(xù)不間斷的
四
輸油方式。由于輸油管線的設(shè)計(jì)輸量都是有余量
輸出
的,多數(shù)輸油管線的輸油量達(dá)不到設(shè)計(jì)值,所以有進(jìn)站
輸油泵
相當(dāng)一部分時(shí)間輸油管線是采用小排量輸油,以維
持其連續(xù)不斷的運(yùn)行。
圖1輸油生產(chǎn)基本流程
人類(lèi)心臟的脈動(dòng)輸血方式給人們以啟迪。筆者
①罐到泵流程:打開(kāi)閥門(mén)M1和M2,關(guān)閉閥門(mén)
調(diào)查了秦京輸油管道實(shí)際輸油情況,從調(diào)度運(yùn)行記M3。上站來(lái)油先進(jìn)油罐,罐里的油靠液位的靜壓通
錄中取出幾組實(shí)際輸油的運(yùn)行數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的財(cái)務(wù)過(guò)閥門(mén)M2進(jìn)加熱爐加熱,再進(jìn)泵輸送到下站。油
油電耗能付款數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析用計(jì)算和分析數(shù)田來(lái)油量小或上站因維修停輸?shù)臅r(shí)候常采用這個(gè)
據(jù)說(shuō)明了不間斷輸油方式的不合理耗能,提出了大流程。調(diào)節(jié)出口閥M5的開(kāi)度可以控制排量的大
排量脈動(dòng)輸油的新思路,并論證了秦京輸油管道采小。秦皇島站有7個(gè)油罐,每個(gè)油罐能儲(chǔ)原油10
用大排量脈動(dòng)輸油方式比目前的連續(xù)不間斷輸油10m3。遷安是中間站,2個(gè)油罐能儲(chǔ)原油0.6×104m3
方式每年可節(jié)約能源費(fèi)用7000萬(wàn)元左右。
加熱爐的任務(wù)是將來(lái)油溫度提高20℃左右。一般冬
2脈動(dòng)輸油
季大排量時(shí)出站油溫控制在50℃左右,小排量時(shí)控
由于油田的產(chǎn)量每月都有變化,煉油廠每月的制在55℃左右
生產(chǎn)任務(wù)也不同,輸油管道的調(diào)度人員每月都要安
②泵到泵流程:打開(kāi)閥門(mén)M3,關(guān)閉閥門(mén)M1和
排不同的輸油排量?，F(xiàn)有的基本原則是管道里的油M2。上站來(lái)油不進(jìn)油罐,直接進(jìn)加熱爐加熱,再由
不能斷流,油田的來(lái)油多就采取大排量輸油,來(lái)油
泵輸送到下站。
少就采取小排量輸油。秦京輸油管道2006年大小
調(diào)節(jié)出口閥M5的開(kāi)度可以控制排量的大小。
排量的輸油時(shí)間約各占1/2左右。
如果排量太大,可以增加一臺(tái)輸油泵來(lái)增加排量
2.1輸油生產(chǎn)的基本流程
(圖1只標(biāo)出一臺(tái)泵)
管道中間站輸油生產(chǎn)的基本流程見(jiàn)圖1(秦京
線秦皇島站是首站,沒(méi)有M3閥門(mén))。經(jīng)常使用的有作者簡(jiǎn)介:常光宇,高級(jí)工程師,1977年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院,
2種流程。
主要從事技術(shù)管理工作-mail: e-mail : fankai8868sina.com86sina.com
第4期
常光宇等大排量脈動(dòng)輸油的節(jié)能探討
109
2.2大排量輸油節(jié)能的理論依據(jù)
泵效率特性曲線的趨勢(shì)相近似。多數(shù)燃油加熱爐大
①采用大排量輸油,泵的效率高圖2是一臺(tái)排量運(yùn)行,熱負(fù)荷達(dá)到70%~80%時(shí),效率在85%以
輸油泵的排量與效率的特性曲線(泵廠都是用水來(lái)上,熱負(fù)荷在50%時(shí)效率在70%左右。
標(biāo)定特性曲線)。從特性曲線上看,排量小效率低,
③采用大排量輸油,加熱爐可以少燒油。大排
排量大效率高。排量在1500mh以上時(shí),效率接近量輸油時(shí),管道內(nèi)介質(zhì)的流速很高,由于摩擦生熱
80%左右,效率高就節(jié)約能源。
的原因,泵的出口溫度可以提高2~3℃,而且由于
原油在管道里的流速變快,出站溫度可比小排量輸
油時(shí)低5℃左右,以上兩個(gè)因素均可降低加熱爐的
m000
燒油量。
2.3大小排量輸油實(shí)際所用能源費(fèi)的調(diào)查和分析
5
一般認(rèn)為1.5×10/d以上為大排量。以從調(diào)度
運(yùn)行記錄中抽取的秦皇島一遷安和遷安一大興
(秦皇島一遷安輸油站的站間距為156km,遷安一
10
大興輸油站的站間距為234.8km)兩組大排量和小
36072090012001500
排量輸油運(yùn)行數(shù)據(jù),和從公司財(cái)務(wù)查出的對(duì)應(yīng)耗能
付款資金為依據(jù),進(jìn)行能源成本計(jì)算,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)
圖2400KD250×2型泵輸水特性曲線
表1、表2。表中數(shù)據(jù)都是以早8點(diǎn)的記錄為準(zhǔn),即
②加熱爐大排量、大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率高。加熱2005年3月5日的數(shù)據(jù)為2005年3月4日8時(shí)3
爐在大排量、大負(fù)荷運(yùn)行的情況下熱交換率高,爐月5日8時(shí)的各種量之所以取這兩組大排量和小
效率高。加熱爐的效率曲線比較復(fù)雜,因?yàn)橛绊懰帕康倪\(yùn)行數(shù)據(jù),是因?yàn)椴闅v史記錄,這10d的地
的因素較多,如燃料油的質(zhì)量、安裝環(huán)境、安裝質(zhì)量溫相同,出站溫度也相同,取這兩組運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行
等。效率曲線是在安裝后測(cè)定出來(lái)的,大致與輸油耗能對(duì)比最為合理
表1秦皇島一遷安輸油情況調(diào)查表
時(shí)間
非量/起泵數(shù)共輸油共耗電
點(diǎn)爐數(shù)共耗燃燃料油費(fèi)/能源成本
 (td-)
量/臺(tái)
數(shù)量/費(fèi)元量/臺(tái)料油(元)元km
2005-03-01-大排量
2005-03-0519876.6
993832020005283.311149140.085
2006-03-21-小排量
21
2006-03-29475
47376123821
4305.912040230.1797
注:①輸油的“能源成本即1t原油輸送1km需要多少能源費(fèi)
表2遷安一大興輸油情況調(diào)查表
時(shí)間
排量/
起泵數(shù)共輸油共耗電點(diǎn)爐數(shù)量共耗燃燃料油能源成本
(td-)量/臺(tái)
200-0-01
2
大排量
5113378424250
6臺(tái)3d、212.139
2005-03-0522675.6
8臺(tái)、2d出站50C
8347310.047
2006-
35小排量
268.8
2006-03-2513257
2662851650368
出站55C105757
0.1465
從表1看出,小排量輸油的能源成本是大排量秦皇島遷安2006年輸油量共計(jì)5368187t如
輸油的2倍。從表2看出,小排量輸油的能源成本果大小排量混合輸油,為了完成5368187t的輸油量
是大排量輸油的3倍。
必須先求出大小排量輸油天數(shù)。
2.4大排量與大小排量混合法輸油能源費(fèi)差額計(jì)算
設(shè)小排量輸油xd,則大排量輸油(365-x)d,列
2.4.1秦皇島遷安能源費(fèi)差額計(jì)算
方程:
中外能源
110
 SINO-GLOBAL ENERGY
2007年第12卷
9475x+19877×(365-x)=5368187
⑥秦京輸油管道全采用大排量輸油可節(jié)約能
解方程得:x=18d
源費(fèi):
即小排量181d,大排量184d
25364023.62元+46468314.6元=71832338.22元
下面計(jì)算大小排量混合方法輸油能源費(fèi)。
2.5大排量脈動(dòng)輸油的時(shí)間間隔
①大排量輸油能源費(fèi):
大排量輸油節(jié)能效果是巨大的,由于受油田產(chǎn)
19877t/dx184d156kmx0.085元/(t.km)
量的不穩(wěn)定等因素的影響,長(zhǎng)期大排量輸油是不可
=48496699.68元
能的。因此可以采用大排量脈動(dòng)輸油的方式,只要
②小排量輸油能源費(fèi)
開(kāi)機(jī)就大排量,然后停輸幾個(gè)小時(shí)再大排量輸油
9475/dx181dx156kmx0.1796元/(tkm)=
根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)制訂的檢修規(guī)則規(guī)定:輸油
48049483.56元
管道檢修時(shí)夏季允許停輸24h,冬季允許停輸8h
③大小排量混合輸油總能源費(fèi):
因?yàn)榈叵鹿艿烙斜貙?因管道里長(zhǎng)期有50℃以上
48496699.68元+48049483.56元=96546183.2元的熱油流動(dòng),形成1m左右的熱土層,叫溫度場(chǎng),所
④秦皇島一遷安2006年輸量如果全用大排以在允許停輸時(shí)間內(nèi)管道里油的溫度不會(huì)很快下
量輸油,能源費(fèi)為:
降。只要脈動(dòng)輸油的停輸時(shí)間間隔在這個(gè)允許停輸
5368187tx156kmx0.085元/(tkm)=71182159.6元時(shí)間內(nèi)就能保證正常輸油。脈動(dòng)時(shí)間比計(jì)算如下。
6大排量輸油與大小排量混合輸油節(jié)約輸油①秦皇島一遷安用大排量完成5368187年輸
能源費(fèi):
油量,需要的時(shí)間為:
9546183.24元-71182159.62元=25364023.62元
5368187t÷19876.6t/d=270d
2.4.2遷安一大興能源費(fèi)差額計(jì)算
則停輸時(shí)間就是365d-270d=95d,脈動(dòng)時(shí)間比
2006年遷安一大興年輸油量共計(jì)6862842t。如約為3:1,即運(yùn)行9h停3h
果大小排量混合輸油,為了完成6862842t的任務(wù)必
②遷安一大興脈動(dòng)時(shí)間比
須先求出大小排量輸油天數(shù)。
6862842t÷22675.6t/d=302.5d
設(shè)小排量輸油xd,則大排量輸油(365-x)d。列
則停輸時(shí)間就是365d-302.5d=62.5d,脈動(dòng)時(shí)間
方程:
比約為5:1,即運(yùn)行20h停4h
13257x+22675.6(365-x)=6862842
秦皇島站和遷安站都有儲(chǔ)油罐,起停泵的時(shí)間
解方程得:x=150d
可以不統(tǒng)一。如果想要兩條線起停泵的時(shí)間接近,
即小排量150d,大排量輸油215d
可以將秦皇島一遷安的運(yùn)行9h停3h改成運(yùn)行18h
①大排量輸油215d需要能源費(fèi):
停6h。也可以允許幾天小排量運(yùn)行,將秦皇島一遷
22675.6t/dx215d234.8km0.047元/tkm)
安的運(yùn)行起停泵的時(shí)間改成運(yùn)行20h停4h,使兩條
=53801353元
線起停泵的時(shí)間相同。
②小排量輸油150d需要能源費(fèi):
以上是以2006年的輸油量為例,計(jì)算脈動(dòng)輸
13257/d150d234.8kmx0.1465元/tkm)=
油的脈動(dòng)時(shí)間間隔。實(shí)際每年的輸油任務(wù)有所不
68402540.6元
同。調(diào)度人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際輸油任務(wù)量進(jìn)行計(jì)算。
③大小排量混合法輸油需要能源費(fèi):
2.6峰停谷行脈動(dòng)輸油
53801353元+68402540.6元=122203893.6元
電器設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間不同,電業(yè)局收取的電費(fèi)
④遷安一大興2006年輸油量6862842如果也不同電業(yè)局規(guī)定峰谷、平3種收費(fèi)時(shí)間段,每
全用大排量輸油,能源費(fèi)為:
種收費(fèi)時(shí)間段為8h。
6862842×234.8km×0.047元/(tkm)=75735579元
峰值電費(fèi),指每天80011018:0023:00時(shí)
⑤大排量輸油與大小排量混方法輸油節(jié)約輸耗電發(fā)生的電費(fèi)。谷值電費(fèi),指每天23:00~7:00時(shí)
油能源費(fèi):
耗電發(fā)生的電費(fèi)。平值電費(fèi)指每天7:00-8:00、11:
122203893元-75735579元=46468314.6元
00~18:00時(shí)耗電發(fā)生的電費(fèi)。
第4期
常光宇等大排量脈動(dòng)輸油的節(jié)能探討
111
每種收費(fèi)時(shí)間段電費(fèi)價(jià)格如下:
備質(zhì)量,從而可保證設(shè)備能夠長(zhǎng)期地、安全地運(yùn)行。
峰值:1.001元/(kh);
3結(jié)論
谷值:0.2848元/(kh)
秦京輸油管道采取大排量脈動(dòng)輸油的方式與
平值:0.6327元/(kwh)
現(xiàn)有的連續(xù)輸油方式相比,具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):
顯而易見(jiàn),峰值電費(fèi)價(jià)格是谷值電費(fèi)價(jià)格的
①大排量輸油可提高泵和加熱爐的運(yùn)行效率;
3.5倍。如果在峰值時(shí)間段停止輸油,谷值時(shí)間段和
②大排量脈動(dòng)輸油每年可節(jié)約大量的輸油成
平值時(shí)間段大排量多輸油,又能節(jié)約一筆能源費(fèi)。本;
脈動(dòng)輸油是一種新的輸油方式,每天起停一次
③采取峰停谷行脈動(dòng)輸油,還能再節(jié)約一筆
設(shè)備,雖有些麻煩,但可避免以下連續(xù)不斷的輸油輸油費(fèi)用;
方式造成的弊端:第一,長(zhǎng)期運(yùn)行,不容易檢查設(shè)備
④采取連續(xù)輸油的方式,設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行易損
質(zhì)量設(shè)備易在運(yùn)行疲勞中損壞;第二,人員長(zhǎng)期不壞,而脈動(dòng)輸油可以每天停一次設(shè)備,檢查設(shè)備質(zhì)
操作操作不熟練易出事故如果采取脈動(dòng)輸油的量,保證設(shè)備長(zhǎng)期、安全正常運(yùn)行
方式,每天起停一次設(shè)備,每天都可以檢查一次設(shè)
編輯謝非
 Discussion of Energ-saving from Pulse Oil Transportation with Huge Discharge
 Chang Guangyu', Bai Dongqiao', Kou Lei' Zhang Qiaoyun', Wang Hongbo'
 (1.PetroChina Pipeline QinJing Oil Gas Transportation Company, Hebei Qinghuangdao 066001:
.CNPC Pipeline Bureau Property Management Corporation, Hebei Langfang 06500)
 [Abstract] The article analyses the foundation of energy-saving in oil transportation with huge discharge; in-
 troduces the pattern of pulse oil delivery; calculates the possible total energy cost reduction of about 70 mil
 lions RMB for the adoption of pulse transportation with huge discharge by QinJing oil pipe in the year of
 2006 on the basis of actual operation data and the corresponding financial energy cost of Qinghungdao
 Qianan oil pipe and Qianan-Daxing oil pipe. The paper also gives the suggestion to intergate pulse oil trans
 portion with the operation pattern to run on the wave trough and pause on the wave crest of power-con-
 sumption cycle, which can further lessen the energy cost of oil delivery.
 [Keywords] pulse oil transportation; huge discharge; energy cost ;efficiency
能源知識(shí)
什么是酸雨?
簡(jiǎn)單地說(shuō),酸雨就是酸性的雨。什么是酸的?純水是中性的,沒(méi)有味道;檸檬水,橙汁有酸味,醋的酸味較大,它們都是
弱酸小蘇打水有略澀的堿性,而苛性鈉水就澀澀的,堿味較大,它們是堿?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)酸味大小與水溶液中離子濃度
有關(guān);而堿味與水溶液中羥基離子濃度有關(guān);然后建立了一個(gè)指標(biāo):氫離子濃度負(fù)對(duì)數(shù)值,叫pH值。于是,純水的pH值
為7;酸性越大,pH值越低;堿性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近于7當(dāng)它為大氣中二氧化碳飽和
時(shí),略呈酸性,pH值為5.65被大氣中存在的酸性氣體污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨;pH值小于5.65的雪叫酸雪;在
高空
或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,pH值小于5.65時(shí)叫酸霧。

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