管道輸油站
正文
為實現油品管道運輸而建立的各種作業站場,是油品管道的基本組成部分之一。按輸油站所處的位置,分為起點站(首站)、中間站和終點站(末站);按其作用又可分為增壓站(又稱泵站)、加熱站、熱泵站、分輸站和減壓站等。起點站 通常位於油田、煉油廠或港口附近,是長距離輸油管道的起點。主要功能是接受來自油田、油船的原油或來自煉油廠的成品油,並經計量、加壓(或加熱)後輸往下一站。有的起點站兼有油品預處理(如原油穩定、脫鹽、脫水、脫雜質;柴油、汽油脫水;順序輸送的成品油著色等)和清管器傳送、污油的收集處理等功能。起點站的生產設施主要有泵組、閥門組、油品計量和標定裝置、油罐區、油品加熱裝置以及水、電、燃料供給和消防等輔助設備。輸油站的工藝流程是根據輸油量、油品性質和作業要求制定的。起點站的輸油流程一般是接受來油(計量後儲於油罐)後,經過站內循環和倒換油罐、正向輸油(即經輔助增壓泵、計量裝置或經加熱裝置後再用輸油泵增壓,由管道輸往下站)、傳送清管器,超壓保護以及出站壓力調節等,其詳細流程如圖1所示。 輸油泵是輸油站的核心設備,它以壓力能的形式給油品提供輸送動力。用於長輸管道的輸油泵有離心泵和往復泵兩種。往復泵只在特殊條件下才使用。離心泵的揚程隨排量增大而減小,出口閥門關閉時,流量為零,揚程達到最大值。離心泵自吸能力低,大排量的離心泵要求油流正壓進泵。離心泵的工作特性和效率受油品粘度影響較大,因此,離心泵適用於大量輸送低粘度油品。離心泵可用電動機或燃氣輪機等高轉速動力機直接驅動,效率可達80%~86%,是輸油管道的主要泵型。往復泵的排量只與每分鐘的衝程數有關,而與揚程無關;揚程的大小僅受設備強度和動力的限制,在容許範圍內,可隨管道摩擦阻力而定;往復泵自吸能力好,因此適用於輸送高粘油品,或用於易凝油品管道停輸後的再啟動。
各泵機組之間有串聯和並聯兩種運行方式。串聯運行時,泵站的排量就是每台泵的排量,泵站的揚程是各工作泵的揚程之和。並聯運行時,泵站的排量是各工作泵的排量之和,每台泵的揚程就是泵站的揚程。離心泵可並聯運行,也可串聯運行。平原地區的站站,多採用大排量、中揚程的離心泵串聯運行,有利於節能和自動控制。若輸油站的下游管道上坡很大,則並聯更為有利。用內燃機和燃氣輪機作動力的泵站,可調節轉速來改變輸量。電動機驅動的泵站,因為多數電動機本身的轉速是恆定的,普遍採用大小泵的不同組合來調節輸量。近年來也有用調速電機或液力耦合器來輔助輸量的調節。
輸油泵的選擇須滿足輸油壓力、排量和油品特性的要求。此外,還需考慮機組的可靠性、耐久性,並考慮易於操作、便於實現自控和遙控、有利於提高機組的效率和能夠節能等多方面的因素。泵的可靠性尤為重要,它是保證管道不間歇地輸送油品和實現油品輸送自動化的基礎。輸油泵台數的確定要考慮有利於調節輸量和操作方便,以及在規定的輸量範圍內,能夠保持在泵的高效率區運行等因素。為提高設備利用率,一般每個泵站的泵機組數,以4台左右為宜,其中1台為備用。
中間輸油站 位於輸油管道沿線的輸油站,其站距按管道的水力計算和熱力計算確定,並根據輸油工藝、地質、建設規劃等多方面要求選擇和布置中間站地點。中間輸油站的功能有的是只給油品加壓的泵站,有的是只給油品加熱的加熱站,有的是既加壓又加熱的熱泵站。成品油管道的中間輸油站多為泵站;易凝高粘原油管道的中間站多為熱泵站。
中間輸油站與上站來的管道銜接的方式有開式旁接油罐方式和密閉從泵到泵輸送方式兩種(見管道輸油工藝)。後種方式是現有輸油管道所普遍採用的。密閉輸送的中間站,一般只進行正向輸油和越站兩種作業。圖2是易凝原油管道密閉輸油的中間熱泵站流程圖。
正常運行時,上站來油先經換熱器進行加熱,再經輸油泵加壓後輸往下站。當需要越站輸送時,可以關閉進出站閥門,由上站將油品直接輸往下站。通過站內閥門的控制,也可進行只加熱而不加壓越站運行或只加壓而不加熱的越站運行。
油品先加熱後進泵,可降低進泵油品的粘度,以提高泵的效率。加熱裝置在低壓下工作,既安全又節約鋼材。站內設有輔助增壓泵時,油品加熱裝置應設在輔助增壓泵之後和輸油主泵之前,這樣不但保持先加熱後進泵的優點,又使油流有足夠壓力進入主泵。
加熱裝置是熱泵站的主要設施之一。常用的加熱方法有:①油品在加熱爐爐管內受火焰直接加熱;當輸油中斷時,油品在爐管中有結焦的可能,易造成事故。②用蒸汽或其他熱媒作中間熱載體,在換熱器中給油品間接加熱。③利用驅動泵的柴油機或燃氣輪機的排氣餘熱或循環冷卻水加熱油品。
終點站 位於管道末端,接受管道來油,將合格的油品輸送給收油單位,或改換運輸方式,如鐵路、公路或水路運輸。終點站的主要任務之一是解決管道運輸和其他運輸方式之間輸量的不均衡問題。為保證管道連續地按經濟輸量運行,終點站需要設定足夠容量的油罐。油罐區容量大小是根據轉運運輸方式的運轉周期、運量、運輸條件及管道輸量等因素綜合考慮的,如依靠海運髮油,一次裝油量大,周轉期長,就需要較大的儲油罐區。單一油品輸送的起點站和終點站,罐區容量一般不少於3晝夜的管道最大輸量。油品順序輸送的管道起點站、終點站,罐區容量取決於油品種類、順序輸送的每批批量、循環周期等,一般每種油不少於兩個油罐。此外,終點站還設有計量、化驗和轉輸設施,如鐵路裝油棧橋,水運裝油碼頭等。(見彩圖) 油罐是終點站和起點站的重要設備,多用金屬材料建造,也可用非金屬材料建造。大型管道起迄點的油庫還可用地下大型岩穴和鹽岩穴等儲存大量油品。長距離輸油管道上普遍採用大容量的金屬浮頂油罐或內浮頂油罐。
終點站流程通常包括接受來油,計量儲存,站內循環,倒換油罐,裝車或裝船,接受清管器和向受油單位分輸等作業。順序輸送成品油時還有收油、切換、分類進罐、混油處理等作業。