任京输油管道停输再启动工艺方案比选

任京输油管道停输再启动工艺方案比选

一、管道输送管网的方案任丘至北京的油路段（任京线）全长14公里，直径529毫米。于1976年7月完成，年流量1000.14吨。沿线有雄县和方关两个热泵站（后来改为加热站）。因受油田产量下降和原油流向调整等多种因素的影响,管道输量直线下降,造成任京线严重亏损,1997年9月22日任京线正式停运封存。根据中国石油天然气总公司计划,拟按年输量为50×104t启用任京线,将来自秦皇岛至北京输油管道(秦京线)的大庆原油由房山泵站反输至任丘,主要向任丘炼厂供油。现拟定在任京管道干线选择一处位置(任丘市五龙潭村)建造一条至任丘炼厂的管道。为了保证任京线的安全启用,必须对管道全线进行相应的改造。二、站配置和加热方法的比较1、任丘厂区末站任京线沿途设有任丘油田任二联合站、雄县站、方官站及房山泵站。为了方便管道运行管理,降低工程投资,在进行站场建设和改造时,尽可能充分利用现有的站场,避免重复建设。由于任二联合站站内原任京线的外输泵房及设备已拆除,考虑本次设计的目的是为任丘炼油厂供油,因此将末站改建在任丘炼油厂内。站场设置见表1。2、间接加热方式的经济分析任京线全线设有4座站场均需配备原油加热设施,油品的加热方式对工程投资有较大的影响,为此对任京线原油加热方式进行了比较。目前,原油加热方式有直接加热和间接加热两种。直接加热方式是用加热炉直接加热原油,这种加热方式设备简单,投资少。但原油在炉内直接加热,一旦断流或偏流,炉管会因过热结焦而造成事故。间接加热方式是用加热炉加热热媒,加热后的热媒通过换热器将热量传给原油,因而由热媒加热炉、换热器、热媒循环泵、膨胀罐组成热媒炉间接系统。间接加热的最大优点在于完全避免了低温露点腐蚀,且热媒不结焦,工作比较安全。但间接加热系统复杂,占地面积大,投资高。对任京线设1座加热站、两种加热方式的投资进行了对比,结果表明,采用直接加热方式更经济,直接加热炉的投资为381.64×104元,比热媒炉的投资少106.14×104元,并且目前的快装加热炉结构紧凑,热效率高,可设置防偏流、断流及结焦的自控保护系统,以确保安全运行。根据比较结果,本工程宜采用直接加热方式。三、京线启输量计算根据任京线的站场设计、管道设计压力和输送工艺等情况,通过工艺校核计算,得出任京线最低启输量为250×104t/a。如何实现大口径管道小输量下的安全运行(50×104t/a),提出了以下3种方案进行综合分析和比较。1、降低管道运行温度,延长管道运行距离,提高管道热加降凝剂运行方案的设计思想是当输量低于250×104t/a时,采用加降凝剂处理的工艺方法,降低大庆原油的凝点及改变油品的粘温特性,从而降低管道运行温度,延长输送距离,减少加热站数,节约大量燃油,减少工程投资。工艺校核计算结果表明,任京线在维持现有站场设置情况下,即1座热泵站,2座加热站,采用加降凝剂处理的工艺方法,原油加剂量为40g/t,凝点降低按5℃计算,该管道的最低输量为200×104t/a,显然,该方案不能解决安全输送50×104t/a原油的问题。2、出站温度分析增设中间加热站方案是考虑当年输量低于250×104t时,采用增设中间热泵站,减少加热站间距,从而保证油品进站的温度,实现安全输送的目的。通过工艺校核计算,各站的出站温度控制在70℃以下,如果在现有站场之间增建3座加热站之后(平均间隔19km建1座加热站),任京线的最低输量为128×104t/a;增建9座加热站之后(各热站的间距为9～10km),任京线的最低输量为60×104t/a,如果输量降低到50×104t/a,全线各站的出站温度均在78～85℃之间,大大高于原油的初馏点70℃,且燃料油的消耗量极大。因此,增加中间加热站的方案也不经济。3、种方案经济比较采用正反输的方案是以管道的最小输量(即250×104t/a)将油品正输至末站,再将最小输量与实际年输量之间的差额原油反输至首站。根据目前任京线的站场设置,通过工艺校核计算,任京输油管道改造后的最小输量为250×104t/a。采用此方案,全年需要的正输时间为210天,正输量为150×104t/a,反输时间为140天,反输量为100×104t/a。从而可以达到全年安全输油50×104t至任丘炼厂的目的。虽然加降凝剂方案和增加中间加热站方案在输量为50×104t/a时不可行,但以上3种方案均能满足输量为200×104～300×104t/a的输送要求。在输量为200×104～300×104t/a时3种方案经济比较见表2。在输量为50×104t/a时对增加中间加热站方案和正反输方案进行了运行费用比较,其比较结果见表3。由表3可以看出,在输量为50×104t/a时,增加加热站方案比正反输方案的运行费用每年多176.52×104元。3种方案的比较结果如下。(1)加降凝剂方案工程投资比较低,运行管理方便,但费用现值略高于正反输方案。当管道输量在200×104～250×104t/a时,该方案为最佳技术方案。当输量低于200×104t/a时,该方案不可行。(2)增设中间加热站方案不仅工程投资高,而且由于加热温度高,燃料油消耗大,年平均运营成本与费用现值均为最高。由工艺计算结果可以看出,当加热站的站间距缩小到9～10km时,管道的最低输量仍不能降低