浅议国内含蜡原油管道在低输量条件下不稳定性分析及其优化运行
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摘要：我国绝大多数油田所采出的原油特点基本都是易凝且粘度高，所以导致输送过程中均需要采取加热等手段进行输送。近几年，随着原油开采时间的延長，各大油田都逐渐进入高含水阶段，导致管道在低输量条件下的运行问题日渐增多。加之原油输送过程中管道结蜡问题也随之相应增加，因此，研究低输量条件下的管道运行稳定性问题就非常必要且十分迫切。
关键词：管道;运行;低输量
1引言
所谓的低输量条件下的原油管道运行状态也就是指管道在实际运行过程中由于各种因素影响，导致设计的最低允许原油输送量超过了实际输送量。所以，在优化设计管道运行过程中，最主要的组成部分也就是需要确定管道所能允许的最低输送量。
管道输送还有一个特点就是在常温状态下，输送量的大小与输送介质油品本身的粘度和温度没有关系，而影响原油输送量的一个重要因素就是摩擦阻力。此时，管道原油输送量降低的同时，摩擦阻力也相应减小，因此，在这种状态下进行原油输送，基本不存在太大问题。其中原油油流的粘度以及原油的流速是决定原油管道输送量和与之对应沿程的摩擦阻力间关系重要因素。摩擦阻力损失随着原油流速的增大而增大。与此同时，原油的流动粘度则由油流的温度所决定。当原油的流动速度一定时，管道中原油的粘度随着原油油流温度的降低而增大，此时的摩擦阻力损失也随之增大。
针对热油管道，当管道原油的出站温度一定时，随着管道中原油流量的减小，沿程的散热损失就会逐渐增大，同时温降梯度也会随之增大，导致管道末端的原油温度就越低;由于原油温度和原油管道中的流速会共同影响原油管道摩擦阻力，所以，在出站温度一定时，随着管道原油流量的降低，摩擦阻力呈现两种变化趋势：一种是摩擦阻力随着油品温度的降低而增大，而不是随着原油输送量的降低而减小;另一种情况是，随着输送油品的温度不断降低，含蜡原油管道中会有蜡晶不断的析出，并逐渐的沉积到管道内壁上，此时，管径随着管内壁上凝结的蜡层厚度不断增加而变得越小，所以就导致相应的摩擦阻力损失也就越来越大。而管道中输送原油的温度很大程度上决定了原油管道所析出的蜡晶的多少。由此可见，摩擦阻力的增大或减小不是单纯的随原油流量的减小而影响的，而是由管道中原油温度和流量共同决定的。
沿线的油品温度，在原油出站温度一定时，随着输送原油量的减少而降低，且导致原油的粘度增大。当原油温度不断下降，原油粘度随着原油温度的变化幅度就大，此时原油粘度对摩擦阻力的影响也就越大。在这种情况下，就会发生沿程摩擦阻力随管输量减少而增大的现象。
2影响含蜡原油管道在低输量条件下不稳定因素分析
低输送量条件下，热油管道运行过程中的自我调节能力十分有限，影响管道的稳定运行，不稳定情况发生的概率大大增加。一旦发生管压不足或者管道温度不足的情况，就会直接影响原油输送管道的摩擦阻力和管压的不平衡，导致管道运行过程始终处于不稳定状态。根据实际情况，主要可以分为以下几类不稳定因素：
2.1原油管道低输送量下导致散热损失
原油的进站温度和热油管道的沿线温降都随着管道输送量的或降低或增大，直接影响热油管道的安全平稳运行。根据原油管道安全输送的要求，一般要求原油凝固点低于进站原油温度2-3摄氏度。这就要求我们在日常工作中，尽可能将进站原油温度进行适当提高，势必也会造成低输送量情况下热量的损失，造成能源浪费。
2.2原油管道低输送量下导致设备的稳定性下降
输油设备由于管道低输送量状态的影响而会产生一定程度的损害。尤其是离心泵长时间处于低输量状态下，就很容易发生低输送量汽蚀现象。而一旦泵站通过采取节流等方式来实现高压头、低输量，这种情况下就不仅会造成能源的浪费，同时还会导致离心泵泵内径向心力的增大，从而增加轴的偏移幅度，影响轴承以及密封磨损的加快。换热器内热原油的流速会因为原油管道低输送量的运行而变小，并加快了管壁的结蜡速度，降低传热热效率。
2.3原油管道低输送量下导致管道压力增大
输量的降低使输送原油过程中所损失的能量增加了，运行过程中为了保持低输油成本的要求，管道通常采用压力越站的方式运行。所以，必须要提高原油的输送压力，同时这也在一定程度上使运行成本增加。
3含蜡原油管道在低输量条件下的优化运行探讨
目前我国主要油田产出的原油多数都具有易凝性和高粘性，所以具有在常温情况下流动性较差的特性，因此，我国现阶段在输送原油的主要输送方式为加热输送。在加热输送的整个过程中消耗热力费用（燃料费用）和动力费用（电力费用）比较大，从而就会导致管道的运行成本比较高。在总输油成本中所占比例最高、所需费用也最高的就是其中的热力费用。综上所述，对热油管道的运行过程进行优化研究，减少燃料的消耗，即降低原油的出站温度，是管道优化的一个主要方面。
4 结论与认识
综上所述，原油管道低输送量下不仅导致散热损失，还会导致设备的稳定性下降，以及管道压力增大，直接影响到原油输送管道的安全平稳运行，实际工作中，需要不断对含蜡原油输送管道运行进行优化，尽可能降低燃料消耗，提高管道输送效率。
参考文献：
[1]杨兴兰，张鹏，张志勇，热油管道优化运行研究现状[J].天然气与石油，2009，27（2）：8-12.
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