油品加熱輸送
正文
加熱油品，使其在管道輸送時不凝、低粘，以降低輸油的動力消耗的管道輸油工藝。目前，世界上的易凝高粘油品輸送一般都採用加熱輸送。熱油的溫降 加熱的油品沿管道流動，其熱量不斷地向周圍介質釋放，油溫不斷下降。長距離輸送加熱的易凝高粘油品，需要沿管道設定若干加熱站，補充油品沿線損失的熱量，以維持適宜的輸送溫度。油品溫降的快慢,取決於油品的重量輸量(G)、油品與管外介質間的溫差(Δt)、傳熱的總熱阻(Rt)。在工程計算中常用總傳熱係數K表示傳熱的強弱,K值等於Rt的倒數。G或Rt值大則溫降慢,Δt值大則溫降快。對於無保溫層的埋地管道，Rt主要取決於土壤的導熱性、管道的直徑和埋深，一般大型埋地管道的 K值範圍為油品溫度與管外介質的每攝氏度溫差，每小時總傳導的熱量約為1～2.5大卡/米2。對於外包保溫層的埋地、架空或水下管道，Rt主要是保溫層的熱阻。工程上常按下式計算油品的溫降：
熱油管道的摩擦阻力和最優運行方案 油品沿管道流動時的摩擦阻力同粘度有關，在油品加熱輸送時，其粘度取決於油品在管道沿線的溫度變化和油品的粘度特性。由於各種油品的粘溫特性差別很大，沒有統一的表述方程，各種計算熱油管道摩擦阻力的理論公式，只適用於賴以得出的油品粘度方程。工程上常把熱油管道分成若干小段，按每段的平均油溫及相應的實測粘度計算摩擦阻力。
熱油管道設計和運行方案的制定，屬於求多個參數最優組合的數學規劃問題,主要包括:①根據規定的輸量和油品特性，確定管徑、泵站數、加熱站數、輸送壓力和加熱溫度的最優組合；②根據輸量、油品特性和地溫等條件，確定應投入運行的泵站數、泵的組合形式、加熱站數和進出站油溫的最優組合。這些最最佳化問題，可用非線性規劃和動態規劃等方法求解。
熱油管道的保溫和熱補償 熱的重燃料油管道由於油品的粘度大，一般都以採用較高的加熱溫度和外加保溫層較為經濟。用聚氨酯泡沫塑膠保溫後的總傳熱係數可接近甚至低於1千卡/米2·時·℃。熱油管道在保溫的某些具體條件下，中間加熱站數比不保溫時可減半或減得更少。熱油管道當安裝和運行時的溫度差所引起的熱膨脹受到限制時,會產生較大的溫度應力；溫差愈大,應力就愈大。為了把溫度應力限制在允許範圍內，架空的熱油管道均須設定熱補償器、導向支架和固定支墩等。埋地管道的直線段受土壤的約束，不能軸向位移。但在管道各轉角處的彎管內側可能產生顯著的變形，並承受很大熱脹應力，此時必須妥善處理。例如在轉角處儘量採用大的曲率半徑，限制加熱時的升溫速度，以及選擇適宜的轉角等。
無保溫埋地熱油管道的啟動 長距離管道建成投產時,由於管道周圍的冷土壤大量吸熱,油流的散熱和溫降很快。為防止易凝高粘油品輸入長距離的冷管道後，因溫降快而導致摩擦阻力過大，甚至凝結，須用熱的輕油或熱水預熱管道。待管道周圍的土壤積蓄一定的熱量後，再輸入熱的易凝高粘油品。在輸送熱油的初期，管道周圍土壤將繼續吸熱；長期運行後，逐漸形成穩定的土壤溫度場。
熱油管道的停輸和再啟動 輸油管道的維護和搶修都可能要求管道暫時停輸。熱油管道停輸後油溫不斷下降，管記憶體油的粘度上升，管壁上的凝油層加厚，使管道再啟動時摩擦阻力增大。對於易凝油管道，還可能在管道中形成凝油段，再啟動時的壓力必須足以破壞凝油中蠟的網路結構，才能使油品恢複流動。如再啟動所需的壓力超過管道的容許強度，就要採取分段頂擠等措施。因此，要根據管材的強度、管內油品的溫降及不同溫度下的粘度和屈服值（凝油中蠟的網路結構開始破壞時的剪下應力）確定管道的允許停輸時間。
架空和水下管道停輸後的溫降要比埋地管道快得多，因此熱油管道停輸後難以再啟動的，往往是加熱站之間末端的架空或水下管段。對這些管段除了加強保溫外，還須在其兩端設定截斷閥，並在截斷閥的兩側設有接頭，以便與臨時增壓泵相接，必要時可分段頂出凝油。在泵站或加熱站上常設小排量、高壓力的往復泵或螺桿泵,為發生故障時頂推管道中的冷油用。對有計畫的停輸，可在停輸前向油品中添加降凝劑或輕質油等。
