包真
中国石化销售股份有限公司华中分公司
摘要：管道运输具有费用低,可靠性高,连续运转,通过能力大,油品损耗率低以及有利于环境和生态保护等优越性。[1] 随着国内航煤市场的市场需求量不断扩大，航煤管道日益成为航煤运输的重要运输方式。高洁净度的航空煤油（以下简称航煤）是提供飞机充足动力的保证, 管网作为航煤传输的中间环节,保障高洁净度的航煤非常重要。[2]因此，在成品油长输管道施工中，针对航煤的质量控制和油品回收工艺十分必要。本文立足管道改线施工，分析总结了针对性的质量控制和油品回收工艺，以供参考和借鉴。
关键词：成品油长输管道改线；航空煤油；质量控制和油品回收
一、简述
1.航空煤油（以下简称航煤）特性：
航煤中杂质含量微乎其微。主要指标是密度和冰点，要求密度高，具有高发热值、低温性能，对粘度也有一定的要求。
2.改线航煤管道
线路水平长度为6.293km，管道设计压力为7.0MPa,输送介质为航煤。其管线规格一般设计为Φ273.1×6.4mm L360M高频直缝电阻焊钢管，而冷弯弯管、穿越管、阀室、热弯弯管等地段采用Φ273.1×7.9mm L360M高频直缝电阻焊加厚钢管。
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3.质量控制指标
航空煤油在生产、储运过程中影响质量的因素诸多，在长输管道施工中，主要考虑如何控制含水量,机械杂质、防止航煤氧化和防止静电等诸多指标。[3]
二、施工工艺措施
1.管道初清理
管道的初步清理，是保证新建管道清洁的基础。严格落实管道清洗水源选择，同步做好管道清管、测径、试压、扫水等工作，然后发送钢刷清管器进行清管，将管道内的铁锈、油渍等杂志清理干净，目测排出口的水色和透明度，以出入口的水色和透明度一致为合格。
2.泡沫通球深度扫水
管道经过前期的吹扫施压后，末端无明水排出，再用泡沫球清管扫水，实现深度扫水。当末端无明水排出时，发出泡沫清管器进行深度扫水，深度扫水以连续两个泡沫清管器含水量不大于1.5DN/1000kg（0.41kg）为合格。管壁有金属光泽，保证其洁净度达标，合格后对出入口进行盲板封堵。
3.管道浸润
对新建管道浸润96小时，为了验证浸润效果，采取焊接试件对其进行充油浸润，浸润96小时后对浸润的油品进行检验。
4.优化封堵施工工艺
航煤管道改迁均采用双侧双封高压盘式封堵工艺，为确保管道的清洁，采用双气囊的方式对管道进行封堵，防止杂质进入新建管道。
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封堵连头作业示意图
5.强磁铁消除管道内铁削杂质
管道带压开孔是指在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔的一种作业技术。作业结束后，管道内会存在大量的铁削杂质，通过采用强磁铁，清理管道内的铁削，确保旧管道的清洁。
6.气囊封堵减少管道内杂质
不同于砌黄油墙封堵的方式，航煤管道采取的是气囊封堵方式，新旧管线动火连头端下两道隔离囊，进行油气隔离；隔离囊使用前进行吹气检查，合格后方能使用；隔离囊离动火管口距离大于1m，用瓶装氮气充装气囊，气囊压力宜0.015至0.04MPa，充装完毕后用手按压气囊力度，确保和管壁接触良好；动火连头过程实时检测囊压。
7.选用合理的焊接工艺评定
新旧管道焊接，需用GTAW+SMAW的焊接方法，采用了氩弧焊打底，减少焊渣对管道的影响。
三、管存油回收工艺
1.全密闭回收工艺
在旧管道标头的管道标头一端填装皮碗球，并焊接发球筒；在旧管道标尾的一端焊接收球筒，检测确认合格后，将废弃管道的两个封堵器收回连轴箱，用氮气推球，将废弃管道的油品排入新管道。利用氮气压力通过新管线上的DN100平衡孔或DN200气囊孔将旧管线的油推入新管线如下图（推油期间，下游封堵解除,下游阀室进行泄油作业）。
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通球排油管道连接示意图
2.所需氮气和油品回收的理论值
（1）所需氮气量
Φ273.1×6.4mm航煤管道旧管线长度约为7.6km，所使用氮气量计算：通球排油所用氮气由液氮车现场制气，管线长度7600米；体积为367.97 m3，氮气密度是1.36Kg/ m3；静止压力P1=0.1MPa=101000Pa，推球压力P2=0.5MPa=505000Pa；
根据理想气体状态方程公式:
PV=nRT
505000Pa×367.97m3=n×8.31Pa·m3·（mol·K）-1×293K
n =185824850/2434.83=76319.44mol
m=28×76319.44g=2136944.32g=2136.95Kg
则需要的氮气体积V=为2136.95m3；
考虑推球过程中的氮气损失，取1.5倍的安全系数，所以氮气量需要3205m3，大约需要3.3T液氮。
（2）管存油理论值
根据圆柱体体积公式: V=π*r2* h
3.14×[（273.1-12.8）/2×1000]2×7600=404.23m3，其中：封堵管线规格航煤线Φ273.1×6.4mm，封堵器间抽油管线单侧长度20m，根据参数计算得知抽油量约1.1m3；8条定向钻管道壁厚为7.8mm，长度2.618km，根据139.25-136.27=2 .98 m3
管存油理论值=404.23-1.1-2.98=400.15 m3
3. 使用氮气和油品回收实际值
实际氮气用量：9T
旧管道累计回收航煤量：2351.67-1983.53=368.14m3
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航煤流量变化趋势图
4.实际值与理论值差异
（1）氮气用量变差异：9-3.3=5.7吨。主要原因是航煤推油过程中，出现两次卡球，采取管道放空卸压处理。
（2）航煤回收量差异：368.14-400.15=-31.9m3，回收率92%。主要原因是管道实际里程、管道高程对管道充满度影响以及回收损耗等因素。
四、结论
随着航煤管道建设的加快和城乡规划的调整，航煤管道改线施工将日益增多，在改线施工过程中针对航煤质量的特殊控制工艺和管存油回收工艺显得十分必要和重要。其中，通过选择优质管道清洗水源，做好管道清管、测径、试压、扫水等工作，使用泡沫球清管多次深度扫水，严格油品浸润96小时，采用双侧双封高压盘式封堵工艺，使用强磁铁消除管道内铁削杂质，采用双气囊的方式对管道进行封堵。选用合理的焊接工艺评定等一系列工艺，可有效保证投产后航煤质量。同时，采用氮气全密闭推送旧管道中所储航煤，达到理论回收值的92%，较传统采取油罐车回收更加安全环保、效率更高、经济效益更好。此外，考虑到液氮气化和损耗较大，应在施工前进行相关测算，并宜使用液氮车确保氮气压力和总量充足。
参考文献：
[1]赵东妮，浅议成品油管道顺序输送的特性——《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》2016年 第11月 25 00197-00197页
[2] 祝俊川、杨靖、梅远金，机坪航空煤油管网洁净度控制措施浅析——《四川建筑》2016,36(05)
[3] 王进刚，航煤产品在生产和储运过程中影响其质量的因素和对策——《石化技术》 2020,27(11)