1.熱油管道的工作特性
對(duì)于管徑、長(zhǎng)度、高差、地溫及所輸油品物性等條件固定的熱油管道,在運(yùn)行中,其摩阻與輸量間的變化關(guān)系隨管道熱力工況而不同。
對(duì)于兩個(gè)加熱站間的管道,在某一輸量下,其摩阻的大小隨溫度條件而不同,故計(jì)算各不同輸量下的摩阻時(shí),規(guī)定其熱力條件,則其管路工作特性才有確定的意義。一般有三種工況:
?、倨瘘c(diǎn)出站溫度;②終點(diǎn)進(jìn)站溫度;③在不同輸量下均按其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)出站溫度運(yùn)行。在不同工況下,其管路工作特性的變化趨勢(shì)不同。
在實(shí)際生產(chǎn)中為了便于運(yùn)行管理,常采取規(guī)定出站油溫的運(yùn)行方式,當(dāng)流態(tài)為層流時(shí),以這種方式運(yùn)行的熱油管道將可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的工況,特別注意。
熱油管道不穩(wěn)定工作的實(shí)質(zhì)是當(dāng)流量降低時(shí),管道摩阻損失的增大與泵站輸出壓力的不平衡,會(huì)造成流量進(jìn)一步降低以求得壓力平衡的惡性循環(huán)。管道進(jìn)入不穩(wěn)定工作區(qū)則表現(xiàn)為管道流量不斷減小、壓力持續(xù)上升,后導(dǎo)致管道停輸。熱油管道是否出現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū),主要取決于油品的粘溫特性和熱力條件。熱力因素主要包括流態(tài)、地溫、出站溫度、加熱站間距、管道總傳熱系數(shù)等。
防止管道進(jìn)入不穩(wěn)定工作區(qū)的措施主要有兩種:①增大閥門開度,減少節(jié)流或啟用備用泵、調(diào)高泵轉(zhuǎn)速等措施,使泵站輸出壓力與管道的摩阻損失平衡,增大輸出壓力可以使流量增加,工作點(diǎn)右移,工況恢復(fù)正常;②提高出站溫度,以減少管道摩阻損失。
2.易凝、高粘原油流變特性對(duì)管道運(yùn)行的影響
易凝、高粘原油多采用加熱輸送。在加熱輸送管道低輸量運(yùn)行中,當(dāng)外界環(huán)境條件變化或運(yùn)行工藝參數(shù)不恰當(dāng)時(shí),可能出現(xiàn)初凝停流事故。管道輸量要大于熱力條件允許的小輸量,輸量低于這一低限時(shí),采取相應(yīng)措施才能管道的運(yùn)行。停輸時(shí)間過長(zhǎng)將使管內(nèi)原油冷凝而導(dǎo)致再啟動(dòng)困難,可能釀成凝管事故。
凝管事故是惡性重大事故。它不僅會(huì)造成管道停輸,而且往往處理困難。處理凝管事故除了造成排放原油、搶險(xiǎn)費(fèi)用、管道停輸?shù)戎苯咏?jīng)濟(jì)損失外,還會(huì)污染環(huán)境,并影響上、下游的油田、石化企業(yè)的生產(chǎn),造成巨大的間接損失和不良的社會(huì)影響。
加熱輸送管道的凝管事故比較容易發(fā)生在以下情形:
?、俟艿澜Y(jié)蠟層較厚,在較低輸量和較低油溫下運(yùn)行時(shí);
?、谕懂a(chǎn)初期油源不落實(shí),投產(chǎn)后輸量達(dá)不到管道允許低輸量;
?、垡蚴鹿释]敃r(shí)間過長(zhǎng),油溫降低過多,管道無法正常再啟動(dòng)。
3.熱油管道溫降的影響因素
長(zhǎng)距離熱油管道從投產(chǎn)開始,在長(zhǎng)年的生產(chǎn)過程中了解各種客觀條件的變化規(guī)律,及其對(duì)運(yùn)行工況的影響,以掌握生產(chǎn)的主動(dòng)權(quán)。影響因素主要包括:
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②土壤溫度場(chǎng)
?、圻\(yùn)行參數(shù)變化對(duì)土壤溫度場(chǎng)的影響
由于輸量或加熱溫度的改變,氣溫的急劇變化,降雨而引起土壤溫度的變化或地下水的滲流等,都會(huì)使熱管路周圍的土壤溫度場(chǎng)發(fā)生緩慢的變化,反映在運(yùn)行參數(shù)上就是反算K值的波動(dòng)。嚴(yán)格地說,埋地?zé)嵊凸艿臒崃r總是處于不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡之中,因此在分析熱管道溫降情況的改變時(shí),著眼于管周圍土壤溫度場(chǎng)的變化。由于土壤的熱容量大,溫度場(chǎng)的調(diào)整過程比較緩慢,熱管道的溫降按理應(yīng)按非穩(wěn)定傳熱計(jì)算。