浅析航空煤油长输管道内杂质产生的原因及应对

郭云光 肖明沅

中国航空油料有限责任公司福建分公司

一、长输管道概况

华东地区某机场油库采用管道输送航空煤油，油料通过油船从炼油厂运送至码头，然后管输至中转油库油罐，再通过25.6km的长输管道（管径为273mm）输送到机场油库内的储存罐，最后输送至机坪加油管网。长输管道从中转油库至机场油库的途中穿越了山丘、河道、农田等复杂地貌地形，修建和维护的难度都较大。

二、长输管道内的杂质组成及危害

在管道投运的初期，位于机场油库内的管道末端预过滤器与过滤分离器常常发生压差超标的情况，开启预过滤器与过滤分离器进行检查清洗时，发现内部有较多的固体杂质。通过检验和分析，这些经过长输管道末端过滤器过滤出的固体杂质成分有铁锈、焊渣、泥沙等。这些杂质会造成以下危害：

1.增加油品质量出现问题的风险。飞机使用的航空煤油对洁净度要求非常高，油料在加注进入飞机的过程中，尽管在多道过滤器的阻隔及油罐的沉降措施控制下，确保油料能够符合有关质量标准，但杂质含量增高是有可能导致航空煤油的“固体颗粒物含量”这一指标升高，从而增加油品质量出现问题的风险。

2.缩短过滤分离器内聚结滤芯的使用寿命，增加更换的频次。机场油库长输管道投运初期的过滤分离器聚结滤芯更换频次达到三个月一次，而正常状态下（压差不超标）通常是十二个月进行一次更换，从而提高了企业的运营成本。

3.损坏管道及附属设备。在管道运行中，管道杂质随油品高速流动时，对管道内壁形成切削，会减小管壁厚度，降低管材耐压强度以及管线的运行压力，而影响管道的输送能力[1]。杂质还会积聚在管道闸阀的凹槽中，造成阀门闸板关闭不严；如果杂质进入到油泵中，还会造成油泵机械密封腔堵塞等设备故障。

三、长输管道内杂质产生的原因

1.施工过程产生

由于管道全部在户外，管道建设过程中,环境条件恶劣,施工难度较大。虽经过施工阶段的清管、输水测试等措施,但由于管道相对较长，且坡度、弯曲等部位较多，极有可能致使施工过程中进入管道内的杂质清理不彻底。

2.管道内壁的铁锈

由于管道建设周期较长，这样管道内表面就容易发生锈蚀。管道内壁未做防腐且未输油的情况下，根据相关文献资料，腐蚀数率按照0.01 mm/a计算[2]，那么这段长度为25.6km、直径为273mm的管道理论上一年会产生铁锈约1.6t。

而管道投产运行后，输送的航空煤油中含有水、抗静电添加剂等成分，对长输管道会产生一定的腐蚀作用。在管道的低点，会积存一部分的水分、铁锈和泥沙，也会造成管道内壁腐蚀。

3.中转油库油罐底部的杂质

航空煤油从油船上输送至中转油库的10000m3拱顶锥底油罐后，还需经过一段时间的沉降，才可继续输送至机场油库。在这段时间中，航空煤油中的固体杂质沉降至油罐底部。而根据规范要求，油罐一年开启检查一次，根据内部洁净实际情况确定是否进行清洗，最长不超过3年必须清洗一次。由于该中转油罐的发油泵出油口在油罐底部，航空煤油输送至机场油库时，沉降在底部的杂质有可能被泵吸出，随着油料一起进入到长输管道内。

四、减少长输管道内固体杂质的措施

目前，针对民用航空燃料的长输管道的输送管理已有多个行业标准，包括《民用航空燃料长输管道输送质量控制》MH/T6080-2012、《民用航空燃料长输管道清管作业规程》MH/T6093-2013，这更加规范了民用航空燃料的长输管道的安全管理，企业安全管理人员应严格按照各类法规要求，具体结合设备实际情况，采取有效措施减少长输管道内的固体杂质。

1.选择合适的清管方式，对长输管道全程进行彻底清理。该机场油库采用了通球法对25.6km的长输管道全程进行了彻底清理，清理出较多的铁锈等杂质。该油库长输管道在投产后发现较多固体杂质后，进行了两次通球清管作业，分别用水和空气作为球形清管器的推动介质。通过实践发现清管器的选择和适合的清管作业方案十分重要，必须根据管道直径、长度、内壁锈蚀情况来综合考虑，否则在清管作业过程中会发生清管器卡阻、破损等情况。相比与水，用空气作为推动介质具有节省费用、减少作业时间、不需排水等优点。而随着清管作业技术的不断发展，近年来又出现了“智能清管器”等先进清管设备，使得清管作业实施起来更加便捷有效。

2.加强设备的日常检查监控与维护保养。航空煤油在储运过程中要接触到多种设备，每个环节都需要做好检查和监控。在接收油料时，要检查油船的储油船舱洁净度，防止油料收到污染。对中转油库油罐要定期检查监控，及时清理油罐底部杂质。密切监控长输管道末端的预过滤器、过滤分离器的压差数值，数值一旦接近或超过允许的临界值，立即清理过滤器并更换滤芯。

3.合理安排管道输油频次,调整输油量,通过搅动、冲刷使管道内部分杂质随油流带出。流速过低或者过高都会对管道产生不利的影响,流速过低,油料中的杂质容易沉淀在设备中;流速过高，一方面管道内的杂质会随着油料高速流动而损伤内壁，另一方面沉积在管道底部的杂质会被带入到管道末端的设备内,造成过滤器堵塞等情况。

五、长输管道安全运行管理的几个建议

1.在施工、检修过程中应注意严格按照规范要求，做好管道的保护，防止杂质进入。在管道建设过程中,应科学计划钢管的运输、存放等环节,尽量缩短管道暴露在大气中的时间。在管道建设过程中,应规范作业,避免将泥沙、焊渣等外部杂质带进管道。在管道建设期间,业主应对板材、管材制造商提出更为科学合理的板材、管材抗大气腐蚀的控制指标。[3]在设备检修过程中，如进行阀门拆卸、部件更换甚至阀体更换等作业时，要对管道进行有效防护，作业后对管道进行检查，防止杂物进入或遗留。

2.管道内部进行防腐处理。早期有的长输管道建设时未进行内壁防腐处理，在投运后发现，一方面由于长输管道建设周期许多都超过一年，建设周期中管道内壁就已经会产生较多的铁锈；另一方面有的管道并未时刻充满油料，例如在进行管道检修或设备更换时，这样会加速内壁产生铁锈。因此，即使是输送成品油管道内壁进行防腐处理是十分必要的。

3.定期进行清管作业。成品油管道在正常运行一段时间后应根据管道运行情况安排时间进行通球清管,清除管内杂质及管壁结垢。[4]清管作业是对长输管道内部清理较为彻底的一种措施，虽然它对于这种小口径的航空煤油输送管道而言，具有成本高、操作复杂等特点，但对于管道内杂质较多的情况，还是一种直接有效的措施。在清管作业实施前应做好充分的准备，选择合适的清管设备和清管方案，以实现最佳效果。

目前清管器按照结构和功能的不同，主要有芯轴式清管器、泡沫清管器、整体铸造清管器、清管球、智能清管器，[5]应根据管道长度、输送介质及腐蚀情况选择最适合的清管方式。

4.对于中转油库——机场油库这样两库转输的业务模式，在进行输油作业时应确保通信畅通、准确，输油前后做好确认，输油过程中做好压力、流量、油罐液位的监控。有条件的企业可以安装远程停泵或远程切换罐系统，增强应急处置能力，确保输油安全。

5.重视管道内的微生物污染。如果在管道等储运设备中具备合适的温度、水分条件，那么某些微生物从外界进入后就极有可能在内部迅速繁殖，从而污染燃油并损害燃油储运设备。在日常工作中需要密切监控长输管道附属设备（如过滤分离器、聚结滤芯）的微生物污染情况。

[1]李仕.固体杂质对成品油长输管道设备的损伤及防范措施[J].化工设备与管道,2008,45,(2):48-51.

[2]高庭禹,张增强.兰成渝成品油管道内杂质的成因与分析[J].油气储运,2006,25,(10):52-54.

[3]宋飞,朱峰,潘红梅,孟贺学.兰成渝管道杂质来源分析[J].油气储运,2010,29,(5):381-383.

[4]杨筱蘅.油气管道安全工程[M].北京:中国石化出版社,2005.

[5]韩志广,笪京,方圆.浅谈油气管道清管技术[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(03):49.