油品加熱輸送

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。

加熱的油品沿管道流動，其熱量不斷地向周圍介質釋放，油温不斷下降。長距離輸送加熱的易凝高粘油品，需要沿管道設置若干加熱站，補充油品沿線損失的熱量，以維持適宜的輸送温度。油品温降的快慢,取決於油品的重量輸量(G)、油品與管外介質間的温差(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值大則温降慢,Δt值大則温降快。對於無保温層的埋地管道，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值範圍為油品温度與管外介質的每攝氏度温差，每小時總傳導的熱量約為1～2.5大卡/米2。對於外包保温層的埋地、架空或水下管道，Rt主要是保温層的熱阻。工程上常按下式計算油品的温降：

式中C為油品熱容; D為管徑；T0為管道周圍介質的温度，對於埋地管道即為埋深處的地温;i為油品流過單位管長的平均摩阻；J為熱功當量;iG/JKπD為考慮油品流動時的摩阻熱影響，相當於周圍介質温度升高的度數；TR為上一加熱站出站油温，它與油品初餾點、管道熱應力、防腐保温材料耐熱性能等因素有關；Tz為下一加熱站進站油温，它與油品凝固點、粘温特性和管道允許停輸時間等因素有關；lR為兩加熱站之間的距離。用上式也可計算出lR，進而求出管道全線所需的加熱站數，還可在管道運行時核算K值或推算進站油温Tz。

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温度變化和油品的粘度特性。由於各種油品的粘温特性差別很大，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，按每段的平均油温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、輸送壓力和加熱温度的最優組合；②根據輸量、油品特性和地温等條件，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温的最優組合。這些最優化問題，可用非線性規劃和動態規劃等方法求解。

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温度和外加保温層較為經濟。用聚氨酯泡沫塑料保温後的總傳熱係數可接近甚至低於1千卡/米2·時·℃。熱油管道在保温的某些具體條件下，中間加熱站數比不保温時可減半或減得更少。熱油管道當安裝和運行時的温度差所引起的熱膨脹受到限制時,會產生較大的温度應力；温差愈大,應力就愈大。為了把温度應力限制在允許範圍內，架空的熱油管道均須設置熱補償器、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，限制加熱時的升温速度，以及選擇適宜的轉角等。

無保温埋地熱油管道的啓動 　長距離管道建成投產時,由於管道周圍的冷土壤大量吸熱,油流的散熱和温降很快。為防止易凝高粘油品輸入長距離的冷管道後，因温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温度場。

熱油管道的停輸和再啓動 　輸油管道的維護和搶修都可能要求管道暫時停輸。熱油管道停輸後油温不斷下降，管內存油的粘度上升，管壁上的凝油層加厚，使管道再啓動時摩擦阻力增大。對於易凝油管道，還可能在管道中形成凝油段，再啓動時的壓力必須足以破壞凝油中蠟的網絡結構，才能使油品恢復流動。如再啓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、管內油品的温降及不同温度下的粘度和屈服值（凝油中蠟的網絡結構開始破壞時的剪切應力）確定管道的允許停輸時間。 　架空和水下管道停輸後的温降要比埋地管道快得多，因此熱油管道停輸後難以再啓動的，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温外，還須在其兩端設置截斷閥，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。對有計劃的停輸，可在停輸前向油品中添加降凝劑或輕質油等。