轻质油品铁路装车系统问题研究

轻质油品铁路装车系统问题研究

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中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司河北任丘062550

摘要：伴随社会进步及经济发展，轻质油品铁路装车技术逐步成熟，社会对于轻质油品铁路装车的要求也更为严格。为了提高轻质油品铁路装车的工作效率及质量，从而消除装车风险避免产生冒装超装问题，进而为石油企业积累更多工作经验，便有必要在综述轻质油概念的基础上，分析轻质油品铁路装车系统的现存问题，就提出具体的解决措施进行深入探究。

关键词：轻质优品；铁路装车系统；现存问题；改造措施

进入二十一世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国轻质油品铁路装车技术已取得一定进步与发展。与此同时，为了顺应时代发展潮流，满足日益增长的石油使用需求，轻质油品铁路装车的技术重心逐步向分析系统现存问题及提出具体解决措施转变。其中，轻质油泛指沸点范围约为50摄氏度至350摄氏度的烃类混合物，可分为轻质馏分油及轻质油产品，轻质馏分油主要包括抽余油、拔头油及轻柴油、煤油及汽油馏分且普遍来自于催化重整、加氢裂化、石油焦化、热裂化、催化裂化及原油蒸馏等装置，轻质油产品多为轻质馏分油经精制后加入添加剂所产生的油品[1]。鉴于此，本文针对轻质油品铁路装车系统问题的研究具有重要意义。

1.安全间距

为了提高轻质油品铁路运输效率，铁路罐车容量及罐车体积呈逐年递增趋势，以GQ70型罐车为例相较于G60型罐车，其单车载重量提高12吨且以每日单列（50节）为计算比例每年轻质油品铁路装载运行力提高630kt，意味着每年递减200余辆铁路罐车，大大提高轻质油品运输效率[2]。同时，安全间距问题可分为罐车与栈台边缘间距及装车鹤管间距。其中，罐车与栈台边缘间距以GQ70型罐车为例，其宽度（包含梯子）高出G60型罐车478毫米，对于建设时间早且管线设置不合理的铁路栈台间距问题更为突出，甚至存在引发罐车刮短管线的风险事件。

同时，SH/T3017-2000《石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范》中明确指出液体物料铁路装卸线中心线与装卸栈边保持安全距离。然而，从现阶段我国轻质油品铁路装车技术水平来看，仍存在轻落跳板、蒸汽管线及油田管道等问题，亟待全面解决。一旦装车时铁路罐车与鹤管对位不准确存在引发鹤管错位及鹤管斜拉问题的可能性，直接影响装车液位监测、安全流速控制及装车密封效果，甚至埋下安全隐患造成不可预估性损失[3]。相较于G60型罐车，GQ70型罐车单节加长128毫米，技术人员重新计算现有的栈台鹤管布局间距，尤其是固定小鹤管位的栈台尽量重复核算保证二者正确对位。

2.装车流速

一般说来，控制油品装车流速综合考虑铁路部门为保证车辆使用效率所提出的装车作业时间要求及装车时安全流速要求，切忌顾此失彼埋下安全隐患造成不可预估性损失，并且铁道部门明确规定“每列罐车装车时间不得超过3小时”，以1列50节G60型罐车为例取0.92装满系数，其装车泵流量不得低于每小时920立方米，但是从实地调研情况来看，我国大部分地区铁路装运能力不足且铁路装车延时现象普遍，石油企业以实际情况为切入点核算装车泵流量保证满足铁路部门运输需求[4]。同时，介质不同经济流速也不尽相同，而多数石油企业实际运装过程中难以满足经济流速的标准。

现阶段多数石油企业装车作业时需要人工频繁调整阀门开度及启动装车泵便于控制装车流速及液位，但是由于批次不同装车流量也不尽相同且批次相同装车流量也不尽相同，泵运行效率伴随流量变化而变化，人工操作方案合理性不足，甚至通过改变泵出口阀开度等改变流量方法存在加剧能力损失的可能性。因此在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持实事求是的工作原则，积极引进机泵变频技术兼顾提高泵运行效率及装车时间妥善处理二者间矛盾，以达到节约电能消耗保证经济效益的目标，并且提前评估装车泵能力，以现有的泵为基础采取主力泵变频及辅助泵固定流量组合运行方式。

为了预防静电积聚，油品必须淹没鹤管前流速不得超过每秒1米且淹没后鹤管流速不得超过每秒7米，以1列50节G60型罐车为例取0.92装满系数，装车鹤管为直径100毫米的小鹤管同时进行装车，则得到：鹤管流速=32.35/1个批次同时装车罐车数量，并且假如装车泵恒量输送且无限流措施条件下遵循安全流速要求计算得到装车初期数量超过32个且装车末期数量超过5个[5]。受人工条件及栈台设施的限制，多数石油企业轻质油品装车以保证罐车数量不低于10个不超过15个，针对3日内装完1列车要求且无限流措施条件下，初期流速为每秒2.15至3.23米且最小流速超过每秒1米的限制。

同时，利用伯努利方程简化式可准确计算装车泵出口至鹤管出口间压差且忽略泵进出口管道压差、末端尾插及管道始端。由此可见，对每套鹤管及装车泵出口单独列出伯努利方程且主管道参数不变每套鹤管压降基本不变，则鹤管流速趋向接近，意味着各罐车容积相等时装车时间不存在明显差距，存在造成装车末期鹤管装车阀门集中迅速关闭的可能性。由于主管路内流体巨大惯性造成鹤管截止阀前压力快速上升，尤其是罐车数量过少时，鹤管瞬间流速高达每秒10米存在产生水击现象的可能性，技术人员采取增加限流控制措施严格控制装车初期流速，例如：设置旁路控制阀及加压控回流设施等。

3.装车工艺

为了预防装车时产生油品质量污染事故，技术人员以油品性质为突破口针对性质相差较大的油品不宜使用同一台装车鹤管，尽量独立设置鹤管前油品管线，但是一部分石油企业仍沿用传统方法将装车油品管线汇集至鹤管前采取同一鹤管装车，存在埋下安全隐患造成不可预估性损失的可能性。由于鹤管中普遍残留少量油品且鹤管上设置真空阀门，真空阀后立管部分仍存在少量油品，以直径100毫米鹤管及长度2米真空阀后管为例约存在15千克油品于鹤管内，一旦将性质差别较大的油品使用同一鹤管混装时存在引发油品污染的可能性，甚至影响流量计算的准确性。

同时，油品汇集阀普遍应用闸板阀，一旦油品切换时采取人工操作出现操作不当或阀门泄露产生油品污染事件。因此在实际工作，技术人员主动转变传统工作理念，坚持具体问题具体分析的工作原则，分开独立设置不同性质的油品鹤管，各闸板阀采取盲板与阀门共用法以达到降低风险事件发生率的目标，并且装车时残留油品源于装车后鹤管最高点管线与阀门间残留油品及装车前罐车内残留油品。

4.结语

通过本文探究，认识到在铁路罐车型号日趋多样化的大背景下，石油企业以轻质油品铁路装车系统为出发点妥善解决铁路栈台超限、密封措施不完善及装车流速控制力度不足等问题，保证罐车与铁路栈台边缘距离处于安全范围内，准确计算装车鹤管间距确保罐车与鹤管间对位准确，综合考虑铁路部门要求控制装车流速不可超过3小时，并且由于油品不同油品性质也不尽相同，尽量分开独立设置油品鹤管，及时回收处理鹤管管线及罐车内残留油预防产生环境污染等问题。

参考文献：

[1]赵丽，毛凤瑞，王育富.浅谈轻质油品铁路运输大、小鹤管密闭定量装车方式的选用[J].石油商技，2013，31：92-95.

[2]张昕.成品油铁路装车损耗分析及控制措施[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33：81.

[3]陈华，孙鲁.集散型自动控制系统在铁路油品装卸线的应用[J].中国港湾建设，2014，04：63-65.

[4]李天义.汽油火车装车密闭控制系统应用浅析[J].安全、健康和环境，2016，16：16-18.

[5]夏伟.成品油铁路罐车交接计量中差量及差量允差的控制[J].油气田地面工程，2015，34：70-72.