影响输油管道输送能力的主要因素分析及解决途径探讨

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【摘要】本文通过对影响管道输送能力的主要因素，如稳定时间和调节频率、泵站设备的可靠度、管道流量等进行深入分析，发现管道的输送能力随管道长度的增加和泵站设备可靠度的降低而减小，以此为基础，我们提出了提高输油管道输送能力的相应措施及建议，解决了输油管道尤其是长输管道在输油过程中输送能力低的实际问题，达到了预期目的。

【关键词】输油管道 影响因素 途径

1 前言

泵站设备之间的距离一旦确定，中等起伏的地形对于铺设输油管道十分重要。输送过程中的输油管道，在泵站设备前后的主干线上分别安装了止回阀装置，系统会在其中某座或者几座泵站设备停机时，自动进入越站输送状态。如果正常输油时各泵站设备采取密闭方式进行接力输送，使各泵站间距的水力坡降曲线大体一致。在理想状况下，泵站设备设计流量就是管道的流量。而现实生产中，理论的泵站设备设计流量会比管道流量大。这主要是由于受泵站设备可靠度的影响，泵站设备不可能都处在正常工作状态，这样会导致系统不能一直按预先设计的水力坡降曲线运行。当系统中几座泵站停机时，通常会进行越站输送。从而使泵站设备需要承担多座泵站额外的输送任务，输送负荷增加。这种情况会导致管道的瞬时流量下降，影响平均管道流量小于泵站设备的额定流量。此时，管道输送的设计理论值就会大于管道的实际输送能力。因此，本文通过研究输油管道输送能力的各种影响因素，确定提高输油管道输送能力的途径。

2 影响输油管道输送能力的原因分析

2.1 管道的实际流量，会制约管道的输送能力

运行的泵站设备的数量，决定了管道系统在泵站设备出口压力不超过管子额定工作压力下的瞬时流量。由于首站和供油泵站设备承担着为管道提供初级压头和供油的任务，因此，系统会因为其中一项失效而停输，流量为零； 如果末站或中间泵站设备失效，系统则自动进入越站输送状态，管道瞬时流量在越站输送时，决定于越站的数量。

依据概率论，对于不包括供油泵站设备的n 座泵站设备长度的管道，有m 座泵站设备同时失效的概率为Rsn-m（1-Rs）。既然管道中最长的管段决定管道的瞬时流量，那么，就需要知道当这m座泵站设备同时失效时，在整个管道中的分布，管道瞬时流量会因为其分布不同而不同。比如，如果一条管道横跨6座泵站设备，其中2座同时失效，且这2座泵站设备可能是不连续的，也可能是连续的。当出现此种情况时，会因为整条管道的平均流量和输油效率都会下降，导致管道输送能力也随之下降。

2.2 泵站设备是否可靠，会制约管道输送能力

泵站设备的有效运行时间跟可靠性成正比，运行时间越长，可靠性就越高，管道的输送能力越强。首站和供油泵站设备，通常都会设置两台以上的泵站设备作为备用。原机组和备用泵站设备的无隙切换，在供油泵站设备在出现故障时是不可能做到的。因此不能简单地把备用机组与原机组看作是并联系统。实际工作中将泵站设备维修时间缩短为互换时间，使计算泵站设备的可靠度变得方便，且人为地提高了泵站设备的可靠度，大大超过其固有效度。事实上，通常都是根据备用机组与原机组的更换时间以及泵站设备的平均故障间隔时间来确定泵站设备可靠度的有效时间。因此，要提高管道的输送能力，可以通过缩短实际的平均维修时间来提高。

2.3 调频率、稳时间的频繁操作过程，可能会制约管道输送能力

稳定时间是管道系统从非稳定状态调节到稳定状态的时间。调节频率是管道系统在单位时间内从非稳定状态调节到稳定状态的次数。由于泵机组的固有有效度不可能是1，因此长距离多泵站设备的输油管道会经常因为系统中泵机组频繁的启停而处于工况调节的运行过程中。这种频繁启停造成的调节不能使管道在失效泵机组重新恢复运行时，及时达到其可能达到的最大流量。

综上所述我们可以推断，如果输送管道长度越长，泵站设备数量越多，各泵站设备所需的调节频率就越高，这样就会导致整个油气输送系统的稳定时间长，影响管道的输送能力。

除以上3中重要的影响因素外，影响管输能力的因素还有阀门和钢管以及管道连接的可靠度等。这些因素也是不能忽视的。为了有效防止阀门及钢管由于质量不过关对管道输送能力的影响，需要我们采购人员在购入设备时，挑选有质量保证的品牌产品。另外，由于输油管道通常是通过焊接的方式把多根一定长度的钢管在现场进行组装，尽管也经过实际输油前的试压，且试输后，管道连接可能出现的故障也能够被基本排除，但其可靠程度一般也会低于理想值，制约管道的输送能力，主要是受装配技术、地形和连接管接头质量等的影响。

3 提高输油管道的主要途径

为了最大限度的提高管道输送能力，我们基于对以上可能影响管道输送能力因素的分析讨论，可以采取以下途径：

一是重视设备的维护保养。对主要泵站设备的保养维护进行重点关注，防止泵站设备失效，包括备用的设备和在用的设备。另外还要做好如压力系统、温度系统、电气系统以及自动控制系统的保养维护，以此来保证管道输送能力达到最大。

二是保障电源稳定。为了保障输油管道平稳有序输油，就需要保障供电电源的稳定。采用技术手段，提高供电效率并保障其可靠性。另外，积极与电网或供电站结合、沟通，提高输油时率，防止因供电不稳定造成泵站设备甩泵，或者出现计划外停电造成管线停输，而人为造成输送能力下降。

三是提高巡查管线的意识。要提高输油管道的输油能力，就需要做好输油管线的巡查力度。为了防止因经常发生自然灾害而影响管线输送，我们需要通过提前备足抢险物资，做好防范工作等措施，减少意外事件带来的损失； 加大外管线上占压清理工作力度； 与当地的公安部门做好联防、群防工作，防止不法分子的犯罪行为发生。

四是加大备用泵站设备方面的投入，从而避免泵站设备的因检修而影响正常的输送。输油泵站设备的主要输送动力设备就是泵站设备，因此，尽管我们提倡节约成本，但是在控制投入成本的前提下，尽量保证每个泵站设备都有一台或几台泵站设备，来保障输送不间断。增加了备用泵站设备，也就是提高了泵站设备的可靠度。这样，即使有泵出现问题，也可以在最短时间内，起用备用泵，避免造成停输。

4 结论与认识

通过分析，管道的实际流量、泵站设备的可靠度以及调频率、稳时间的频繁过程等因素都会影响到管道的实际输送能力。在此基础上，我们讨论了提高管道输送能力的几个有效途径，下步需要在实际工作中，反复试验，从而为彻底解决输油过程中输送能力低的问题提供科学依据。

参考文献

[1] 张吉泉，徐毅.长输管道水击泄压阀的应用，油气储运，2006（10）

[2] 张国忠.输油管道设计与管理，石油大学出版社，1996