兰成渝成品油输油管道引言管道建设背景中国石油西北销售公司是中国石油天然气股份有限公司大区销售公司（简称西北公司）。西北地区的油气资源主要集中在新疆，青海，兰州。炼厂的成品油需要经过 漫长的铁路运输才能到达四川，重庆。考虑到铁路运能及运输费用等原因，铺设了从 兰州，经甘肃，到四川，重庆的输油管线一一兰成渝管道，进行成品油的管道运输。成品油管道输送具有比铁路运输、公路运输更大的优势，具有经济、安全、自动 化高等特点。国外的管道运输技术比国内建设的更早，技术也更先进，相应的信息系统也更完 善。国内的成品油管道运输起步较晚，相应的信息系统也是匿乏和不完善的。管道简介管道线路最长兰成渝输油管道是我国第一条长距离成品油输送管道，是国家实施西部 大开发战略十大重点工程之一。工程于1998年12月18日开工，2002年6月30日建成，9 月29日投产。该工程总投资40亿元，管道全长近1250km，途经甘肃、陕西、四川、重庆 等4个省市的40个县市区，沿途设分输泵3座，分输站10座，独立清管站1座，全线共有 18个油库，总库容量为79. 2万立方米。兰成渝是一条大口径、长距离、高压力、大落差、 自动化程度高、多介质顺序密闭输送的成品油管道。管道设计年输量500X104t，密闭顺序 输送0号柴油、90号汽油和93号汽油。管道全长1247.0km，采用变径管设计，最高设计 压力达14.6MPa。兰州至江油段管径508mm，江油至成都段管径457mm，成都至重庆段管 径 323.9mm。1. 科技含量高该管道是目前我国科技含量最高的输油管道，其全线采用计算机数据采集控制系统，通 过全球卫星定位（GPS）系统对输油全程进行在线监控，并在我国首次采用超声波和注入荧 光剂的方法区分油品界面。2007年12月20日9时，北京油气调控中心调度登录兰成渝成品油管道SCADA系统并 进行监控工作，同时管道分公司成都调度退出控制系统监控权限，标志着兰成渝成品油管道 调度运行交接工作顺利完成。兰成渝成品油管道是北京调控中心对港枣线、西部成品油管道 统一调度指挥之后，接管的第三条成品油管道，至此中国石油所辖的三条成品油管道全部在 北京油气调控中心实现集中统一控制。炼油与销售分公司对管输线路沿途的14个分输油库进行了扩容和库区自动化控制（PLC 系统）改造。PLC系统完成对油库设备的实时数据采集监控，向分输站及时提供分输库油罐液 位、空容，第一道闸阀开启及输油管线进出油状态等信息，并可实现公路发油自动化。同时， 分输库可获取管输油品的流速、流量、输油时间及密度等情况。此系统直接访问库区控制系统（PLC）的历史数据库，与油库所在的石油公司的业务管理 系统通过访问远程数据库实现数据交换，能够对油库进油、发油、油库库存进行实时监控。2地形地貌复杂管道途经黄土高原、秦岭山区、四川盆地，特别是兰州一广元段多为高山峻岭，地形呈 犬齿状，高低起伏非常大。全线最大高程2454.9m,最低点高程200m,最大高差为2254.9m, 是典型的多起伏大落差地形。该输油管道沿线地形断面如图1所示。D 1焉浊1相7 3丽h 72*左凶跖& I门湖魁1兰咸渝愉曲膏世皓堆地矗断面我国从1988年开始将遥感技术应用在管道设计选线中，对总体管道走向起到了指导作 用。在复杂地区管道选线时，必须掌握各地的地理特征，采用遥感技术从空间的地球卫星上随 时更新地理信息资料，是掌握新的地理信息的最佳方法。兰成渝管道选线采用大比例尺遥感 图，对这条复杂地区的管道选线具有指导性作用。3施工难度高兰成渝输油管道工程沿线地形地貌复杂多变，依次经过黄土高原、秦巴山地、成都平原 和川渝丘陵等地貌单元，大部分地段地质、交通条件恶劣，施工条件极为艰苦。管道局充分 发挥管道建设主力军作用、勇于进取、攻坚啃硬的拼搏精神，严密组织、精心管理，通过建 立有效的质量保证体系，并运用成熟的施工技术和施工方法，确保了工程建设质量，管道焊 接一次合格率为97.55%，防腐补口一次合格率为99%，单位工程优良率为95.3%，主要质 量指标达到了国内长输管道施工的先进水平，并实现了环境污染“零事故的环保目标。2005 年4月8日通过国家级竣工验收。4输油业务中国石油西北公司兰成渝管道输油业务的管输油品主要针对的炼厂为:兰州石化及新疆 部分炼厂，针对省区（大区）公司为:甘肃、四川、重庆、西南公司。管输油品的销售为每月股份公司向西北公司下达管输计划及首站备油计划（品种、数 量）,西北公司按计划组织相关炼厂进行备油和衔接管道进行管输销售，按计划输送到相关 省区（大区）公司。3）竺成谕酋输冠总图如下00辭示：兰州隊池厂睢枫汕匪xfH随轉分输站J 1卜価规湖暉卜4卜输站至絆油辱 H4iemiwM曜柚10+油冲*-T嵐样1他恤阵十?冷虎桥油再卜越奋阳并輪站曲皆枪站一临琏洛购曲越佻涼叶成心汗輛姑成臭油库一馆加并焕鮎聲家沟池臣m餌天也沖嘩红塔袖厚山龙孙输芷能T虫宝帕用一和I宙績站亜庆闍站汕歼議斗淑汕阵5企业组织机构兰成渝管道业务的相关部门及分公司有:西北公司资源处、调运处等职能部门以及兰州 分公司、成都分公司。各单位职能如下：1西北公司资源处、调运处总体管理和安排管道的备油、管输、二次装车等业务。2. 兰州分公司具体执行公司下达备油计划首站进油计划，协调兰州石化等相关炼厂和管道首站保证管 输备油计划落实和首站管输计划的完成，并做好相关完成信息的上报工作。3成都分公司具体执行公司下达分输计划和二次装车计划协调管道输油分公司和相关省区（大区）公 司做好分输计划和二次装车（船）计划的完成，并做好相关完成信息的上报工作。管路选线1.管道总体线路走向长输管道设计中管道线路走向的选择至关重要,其线路走向的确定构成了管道设计、建 设、运营管理的基本环境条件。兰成渝管道起点为兰州北滩油库位于黄河南岸，终点为重庆 伏牛溪油库,位于长江岸边，中间经过成都北部，向102油库、104油库、彭州油库供油其总体 走向为，兰州北滩油库一成都北部适当位置一重庆伏牛溪油库。按照一般的选线方法将这三 个控制点从地图上连成直线航空直线，得到总体线路走向呈形L,兰州一成都段线路自北向南, 成都一重庆由西向东。兰成渝管道选线的难点在兰一成段，秦岭、大巴山的走向是东西走向，管道横穿整个秦岭、 大巴山，穿越长度约460km。秦岭是我国南北方自然地理的分界线，高峰海拔为3000 4000m, 山体高大,山上林木茂密，多条河流发源于秦岭。根据兰成渝管道走向特点划定大的选线区域,西部应位于崛山以东青藏高原东缘东部应 位嘉陵江以西，管道通过段属于西秦岭部分。2. 三组设计方案1、武都线路设计方案管道经过兰州一临挑一噎虎桥一木寨岭一崛县一宕昌县一武都市一琵琶寺一广坪乡一 广元。该设计方案线路最短全长为576km,沿线有国道212相伴,运输条件较好。但该方案存 在两个不利因素，沿线高程偏高,木寨岭高程为，寒冷季节长，对输送柴油不利沿线地质灾害严 重,眠县一琵琶寺一段属于泥石流高发区并有几处大型滑坡地带。从安全角度考虑，否定了此2、天水线路设计方案管道经过兰州一临挑一渭源一陇西一天水一成县一康县一广坪乡一广元线路全长为 628km，可以依托天水市，成县以前线路沿靠国道316。在以往的进川原油管道设计中,一直推 荐该方案。但该方案在天水市西部有20km线路不允许靠近河谷平原城市水源地，而只准经过 黄土沟壑区天水市以南110km线路附近,316国道改造重建，占据了管道线位，而且施工期与管 道同期，加剧了施工难度。考虑线路较长对设计提出了重新选择线路走向的要求。3、洛门线路设计方案管道经过兰州一临挑一渭源一洛门一盐官镇一晒经乡一成县一康县一广坪乡一广元线 路全长为588km。该方案中洛门一成县以北段仅有乡间小路,盐官镇附近为9度地震烈度区, 管道要翻过马家大山和鞍山，施工难度很大。经过分析认为该方案主要难度在于沿线没有道 路，但地形、地质条件良好，若修好道路，就利于施工和维护。通过分析比选，最终选择了洛门线 路设计方案。3 隧道设置方案兰成渝管道选线的重要特点是,山区管道线路与隧道相结合。沿线共设置隧道27座，隧道 的总长度达到22.56km。虽然隧道的单位造价高于山区管道线路，但综合考虑，隧道方案的综 合费用低于不设隧道的方案，其优点如下。(1)可有效降低管道通过山区的高程，有利于输油工艺。如关山隧道降低兰州站泵扬程水 头140m三县梁隧道降低临挑站泵扬程水头100m,使三县梁一成县站116km内壁厚缩小两级, 有利于控制大落差。其它高点设置的隧道虽是以降低施工难度为主但对于减小输油管道内 的压差变化，平稳输油，具有一定的作用。缩短了沿河谷绕行的距离。兰成渝管道山区多沿河谷敷设有时河谷呈蛇行弯曲，选择 裁弯取直的隧道，可以缩短一倍以上的管道长度。如杨家山隧道、谭河隧道、阳坝隧道、八 海隧道等。管道线路隧道设计既缩短了线路，又避开了河边的冲刷陡岸，保持管道稳定。(3)设置隧道可有效地避开易发生地质灾害的陡坡、松散斜坡,保证了管道的安全稳定性。 如关山隧道、万家大梁隧道、牛头山隧道、赵家山隧道等。输油工艺兰成渝输油管道沿线分输点多达13个，大落差地段管道的压力控制和顺序输送工艺非 常复杂。下面简要介绍兰成渝输油管道输送工艺设计上的一些特点。1. 具有多级减压的大落差地段管道压力控制大落差地形造成管道动压和静压过高，如果控制不当，可能产生高点汽液分离、不满流、 段塞流、水击超压和增加混油等诸多问题，因此兰成渝输油管道大落差地段的压力控制是最 关键的因素。解决大落差地段管道的压力控制基本上有两种主要措施：一是采用变径管设计；二是设 立减压系统。结合管线的地形特点，在陇西、成县、广元分输站和重庆末站分别设置了减压 系统，以适应不同工况的要求，其中成县和广元是主要的减压系统。设减压站后，可有效地 将管道动压控制在设计压力范围内，并且将减压阀的控制纳入到管道水击保护系统，有效地 解决了管道大落差水击控制问题。兰成渝输油管道减压阀选用迷宫式减压阀，该阀门具有减压范围大、噪音小等特点。2干线准稳定流量和恒定流量分输的协调统一成品油管道的运营管理工作中，除了要使管道安全稳定的运行，更重要的是油品输送计 划调度。管道调度计划主要遵循的是时间和量的准确性，但是成品油顺序输送的特点就是压 力流量参数时刻变化的，存在着管道输送水力参数的不稳定性和运行管理简单方便之间的矛 盾关系。兰成渝输油管道采用了流量控制、压力保护的方法有效地解决了管道输送水力参数的不 稳定性和运行管理简单方便之间的矛盾关系。在正常工况下，主要以流量为控制参数，当流 量变化达到一定的范围时，压力保护起作用，此时不再控制流量，这样就将管道流量控制在 一个合理的范围内，同时又保证了管道的安全，实现了干线准稳定流量和恒定分输的协调统。管道运行一年多工况表明，该方式使调度人员工作简单方便，降低了工作强度。3. 多点、多参数控制系统的协调统一管道控制系统既要适应兰成渝输油管道特殊水力条件和输送工艺的要求,又要保证管道 运行的安全。根据兰成渝输油管道输送工艺和运行管理的需要，采用了以流量控制为主、压 力控制为辅的控制模式。3.1管道水力控制系统的构成兰成渝输油管道控制系统主要由兰州首站、临洮分输泵站、成县分输站、广元分输站、 成都分输泵站、内江分输泵站和重庆末站等7个重要站场的控制系统构成：1）兰州首站出站设调压阀，主要控制出站压力；2）临洮分输泵站设调速电机驱动输油泵，利用调速电机调速控制出站流量；3）成县分输站设减压系统，利