管道安全保护系统在兰郑长成品油管道的应用

在管道发生事故工况时,管道安全保护系统是管道输送整体安全受控的主要保障,在保护过程中该系统能够自动触发并执行,不需人工干预,可大大降低管道事故引发的次生灾害。常用的管道安全保护措施包括水击超前保护、进出站泄压保护、自动压力越站保护、压力超限保护、紧急停车保护等。针对兰郑长成品油管道,通过离线仿真软件计算得出设计输量下全线水力坡降。在中间泵站用泵情况下,10 s内采取水击超前保护程序,管道全线不会超压,三门峡分输泵站压力越站,实现管道降量输送,管道输量为1 223 m~3/h。在末站罐前阀门误关断时,郑州站关闭信号发出后,10 s内采取水击超前保护程序,管道全线需停输才不会超压。目前管道安全保护设计依托SCADA系统,已经越来越智能化,并形成了一套成熟、完整的系统工程。     

成品油管道控制逻辑仿真分析与改进

成品油管道的安全控制系统根据不同层次工况的需要,从控制措施配置到控制逻辑确立,分级设立相应的保护措施,确保管线安全平稳运行。某成品油管道海拔落差大、运行压力高,控制难度较大,为准确掌握该管道执行相应控制逻辑对安全运行的影响,利用仿真软件SPS,以泵切换、甩泵和甩站三种具体工况的控制为例,对管道现有的控制逻辑进行仿真分析。分析结果表明,泵切换控制逻辑合理,管道系统在正常压力范围内运行,但仍有优化空间;甩泵和甩站控制逻辑均触发上下游一系列主输泵联锁停泵事故,危害管道运行安全。遵循管道操作原则,对甩泵和甩站控制逻辑进行了合理改进,改进结果表明管道过渡过程平稳,控制逻辑安全可靠,研究内容对该管道和类似管道工程的安全经济运行具有参考价值。     

长岭-株洲成品油管道水击分析与保护措施

分析长输管道系统水击产生的原因、特点及危害，结合长岭-株洲成品油管道输送工艺的特点，介绍了全线在水击保护控制方面采取的设置调节阀调节、泄压保护、站控系统顺序停泵保护、SCADA系统超前保护与控制四种主要保护措施，并通过对三种典型事故的模拟与分析，说明了四种主要保护措施在事故工况时的保护作用。     

成品油管道水击超前保护逻辑功能分析及改进措施

通过介绍输油管道站内干线阀门及RTU阀室执行机构误动作两个典型事故,对相应的水击保护控制逻辑进行功能分析,结合成品油管道运行特点优化水击保护控制逻辑,并对相关设备进行失效验证,找出可靠性低的设备,对可靠性低的设备提出了具体的增加可靠性的措施,提高了成品油管道水击超前保护功能的有效性。     

长距离成品油输送管线瞬态水击现象的数值模拟研究

针对成品油长输管道输送过程中存在的瞬态水击现象,通过建立数学模型,利用SPS数值模拟软件,动态模拟了三种不同水力瞬变工况下成品油长输管道系统内压力波动的情况。结果表明:单台泵站失效30 min后,首站最大水击压头达12. 2MPa左右; 2台泵站同时失效30 min后,首站最大水击压力达17. 2MPa,远超过设计压力,会造成对管道的破坏。同时提出了相应的保护和预防措施,可为工程实际应用提供一定的理论参考。     

成品油管道水击保护分析与应用

水击是成品油管道运行中一项严重危害,保证管道生产安全,应建立多级别、系统性综合防护措施。根据水击危害级别分别制定了出站调节阀保护调节、进出站超高泄压、压力超高联锁顺序停泵、压力超低联锁顺序停泵、压力开关紧急停泵等保护措施,实现成品油管道的安全、平稳运行。     

基于SPS的负压汽化过程控制与分析

在大落差长输管道中发生意外停泵、泵站停电、阀门关闭等事故时会向上游传递增压波、向下游传递减压波,而承受负压波的高点可能会产生负压汽化,此过程产生的气相会影响管道的正常运行,且增大全线运行控制的难度。利用SPS软件对某成品油管道中间站意外事故工况所引起的高点负压汽化进行详细分析,根据SPS软件中的汽化模型计算的结果判断泵站意外停泵时产生汽化对管道与泵的具体影响,针对其实际情况提出并比较了应对方案的优缺点,且对原中间泵站停输方案进行了优化。通过SPS仿真软件验证表明,最终建议的最优方案合理可靠,对管道安全运行具有一定的指导意义。     

ESD及水击保护系统在兰郑长成品油管道的应用

油气管道ESD系统与水击超前保护系统通常独立设置,其工作优先级高于顺序控制系统。管道处于正常工作状态时,系统也处于静态;在管道发生事故工况时保护程序由系统自动触发并按照预先设定的步骤执行,不需人工干预,对事故工况引起的水击波进行消减,大大降低了管道事故工况可能导致的次生灾害。以兰郑长成品油管道为例,主要介绍该管道ESD系统的分级设置、触发条件以及通信路由;阐述水击超前保护程序的安全保护方式及其工作原理、执行原则、保护范围,并使用油气管道专用仿真软件结合具体事故案例对安全保护系统的工作方式、执行步骤、保护过程以及保护效果进行分析和评价。     

漠大线水击分析及保护措施

输油管道运行过程中由于误操作或不可预见的突发事件会引发水击现象,易造成管道局部超压、液柱分离、输油泵汽蚀等危害。针对管道水击问题,对中俄原油管道漠河—大庆段工程(漠大线)采用了超前保护系统、泄压保护系统及压力自动保护系统等水击安全保护措施。对泵站非计划停泵、干线阀门突然关闭等事故工况进行了水击模拟,分析了该管道的水击保护过程。模拟分析结果表明,漠大线水击保护系统可以有效防止严重水击工况对干线管道和站内设备造成的危害,保障了管道的安全运行。     

铁边城—西峰管道输油工艺技术

铁西输油管道横跨长庆油田铁边城、吴起、白豹、陇东和西峰五大油区。在管道设计中,针对沿线多种复杂地形地貌、地形起伏落差大以及沿线进油点多、输量变化大等诸多难点,采用了原油低温密闭输送、中间多点插输、高落差压力自动调节、管道压力和壁厚分布优化、水击超前保护、超压泄放安全保护等技术,应用多项新设备、新材料,取得了节能降耗、减少工程投资等良好效果。     

成品油管道顺序输送调度运行优化模型及应用

基于成品油管道顺序输送过程中损耗费用较多、运行调度复杂等问题,主要从运行总费用(包括泵运行电费、混油贬值费用、设备与管线维检修费用以及工作人员管理费用)组成方面入手,以其中最主要的混油贬值损失费用与泵运行电费两者之和最小作为目标函数,建立管道调度与运行优化数学模型,并编制相应软件,可快速优化出总运行费用最小的流量方案,方案下的泵运行参数即为最优开泵运行方案指标。该套运行优化模型在西部某成品油管道进行了应用,软件计算结果与实际管道运行数据基本一致,最高误差不到5%,输送时间对泵运行费用增加最为敏感,较大的管道输量可以有效降低混油量,实现了对成品油管道顺序调度与运行优化的目的。     

成品油管道运行电费优化研究

建立成品油管道运行电费优化数学模型,是考虑电价在一天波动的情况下,保证各输送油品批次按计划到达分输点的要求下,求解全线的最优配泵方案。电价较低的时段管线会运行更多泵,增大输量,电价高的峰时和平时运行泵数量减少,输量减小。峰谷电价比为3∶1、5∶1和6∶1时,兰成渝成品油管道按450 m3/h输量进行分时输送的运行计算表明,与定流量输送相比,分时输送时管道总耗电费至少可降低30%,而且峰谷电价比越大,耗电成本降低越多。电费优化运行方案不仅对兰成渝成品油管道的运营管理提供了理论支持,也可为其他管道的运营提供借鉴。     

油品需求型成品油管道分输计划优化

成品油管道的最大特点是采用"背靠背"的方式同时输送多种油品，其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描述批次在管道内的运移过程以及满足诸多的工艺运行要求。针对单点注入、多点分输油品需求型成品油管道分输计划优化问题，以管道沿线各管段运行流量整体平稳性最高为目标，采用离散时间的表达方法建立了混合整数线性规划模型。模型可满足批次跟踪、管段运行流量、首站输入、中间站分输、末站分输、站场需求等约束条件。为增加优化结果的实用性，模型中引入了两类约束条件：管道沿线任一中间站应既允许执行部分分输作业，也允许执行全分输作业；为减少管道操作人员的工作量，要求在相邻的两个时段内，若同一中间站对同一批次执行部分分输作业，其分输流量应保持一致。以成品油管道历史输油任务为例，成功利用CPLEX软件获得了模型最优解，验证了模型的有效性。     

成品油管道高点泵站泵机组停运的应急处理措施

以西南成品油管道为例,介绍了高点泵站泵机组停运产生原因及其对管道安全运行的危害,并对高点泵站泵机组停运产生的水击压力进行了定量分析,提出了中控调度员应对泵机组停运的应急处理措施,一是降低上游泵站的出站压力和流量,二是控制下游站场的进站压力和流量,从而将主点泵站机组停运产生的水击压力危害降至最低,以确保成品油管道的安全运行。     

国外成品油管道运行技术先进性探讨

"十二五"期间中国成品油管道快速发展,但仍存在输送油品种类少、混油处理能力不足、界面检测精度差等问题。选取了俄罗斯成品油管道综合性标准,结合国内成品油管道工程实践,阐述了国外成品油管道运行技术的适用性,包括多种油品顺序输送排序原则,优化管道输送工艺设计,交替油品界面加隔离液以减少混油量,完善输油首站设备操作减少初始混油,汽油-柴油切割点控制体积分数为5%~95%以减少中间混油段长度,优先采用掺混作为处理混油方式等。最后,针对提高国内成品油管道建设和运行技术水平提出了合理化建议。     

水击预防机制在油田建设项目中的应用

密闭管道在输送原油过程中,一旦出现停泵、紧急切断等意外可能出现水击现象,水击波沿管线传递,易造成局部管段超压而使管道破裂,因此水击保护成为输油管道建设过程中的重点考虑对象。陕西省榆林市靖边原油库建设项目建设过程中,原油外输管线采用了进出站紧急切断系统、进出站压力调节系统、进出站超压泄放保护系统等措施减少水击现象的危害,确保原油管道的正常运行。     

大庆油田含蜡原油管道低输量运行安全保障方案研究

随着大庆油田进入开发后期,原油产量逐年递减,管道大多处于低输量运行状态。为保证大庆油田R区块A—B段含蜡原油管道在低输量下安全、经济地运行,根据管道主要运行参数,设计了掺水输送、新建加热站输送和正反输三套安全保障方案,确定了各方案主要设备型号。综合考虑管道运行能耗费用和建设投资费用,最终优选出掺水输送作为大庆油田含蜡原油管道低输量运行安全保障方案,即首站外输含水原油至末站、扩建末站污水站、剩余污水在污水站处理后就地回注方案。研究成果对含蜡原油管道低输量安全保障方案的提出具有一定的指导意义。     

中俄成品油管道运行技术对比研究

近年来,中国成品油管道运营里程不断增加,在运行过程中存在着仅能输送有限种类油品,部分管道混油处理装置设计能力不足,管道数据误差和意外停输等因素导致界面检测精度差等问题。通过研究国外成品油管道运行标准,为中国成品油管道运行管理水平提供参考和建议。为此选取了俄罗斯成品油管道综合性标准,结合中国成品油管道实际运行规范,阐述了国外成品油管道运行技术的适用性,包括:多种油品顺序输送排序原则,优化工艺设计和高雷诺数运行工艺,交替油品界面间加工艺混油隔离,完善输油首站设备操作程序减少初始混油,控制汽油-柴油切割点浓度以减少中间混油段长度,优先采用混油掺混作为处理混油的优先方式等。基于上述分析,针对提高中国成品油管道建设和运行技术水平提出了合理化建议。     

西部原油管道满输量测试研究

为验证西部原油管道沿线各站在满输量运行下的设备状态,测试其输送能力,提高适应性,对该管线进行了满输量测试研究。测试前期通过仿真系统模拟获得不同输量台阶下沿线各站配泵方案,制定控制方式与压力控制标准。测试过程采用不同输量台阶稳定后,逐步增量方案。测试得出:管线在设计输量下沿线设备满足设计要求,获得不同批次的油品物性不同对沿线摩阻影响的大小不同及满输量运行的六个风险点;西部原油管道在满输量运行时应重视油品物性变化,避开运行风险点,实现管线安全优化运行。     

减阻剂在靖惠输油管道中的试验及应用

为了解决靖惠输油管道运行过程中的增输问题,根据管道目前的实际情况,在不限制中间站和首站流量的情况下,要使两条支线管道的泵排量增加,同时要降低该支线插入靖惠主管道的压力,最终达到降低中间站的输油压力,解决插入点的压力过大的问题。通过现场试验加注FLO-XL减阻剂,取得了理想的试验效果,不仅降低了中间站的输油压力,而且较大幅度地提高了泵送排量,较好地解决了靖惠管道运行中输送流量问题。