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摘要：本文介绍浮动出油装置在河口首站外输原油过程中的实际应用。河口首站的浮动出油装置，在外输原油储罐中，获得了较成功的应用，该技术避免了倒罐运行存在的很多弊端，同时解决了原油外输指标不稳定的情况。
关键词：浮动出油装置 原油 平稳外输
1选题背景
由于近年来采出液油水混合液沉降分离时间不能满足外输罐边进边输的需要，外输罐长期倒罐运行，造成原油外输系统很不稳定，影响了联合站整体运行的稳定性和经济性。今年以来，我们采取一系列措施降低外输罐的外输波动幅度，但都不理想。怎样提高外输运行系统平稳率成为我们攻关的一个重要课题。
2运行状况调查
2.1原油储罐运行状态简介
由于进罐原油含水率在1%以上，达不到交油含水指标，所以需要将沉降后的罐底部的高含水油倒入其它罐，达到含水指标后才能外输交油，通常情况下，三座外输罐同时运行，一座进油、一座静止沉降、一座外输。当外输罐1液位降至接近出油口时，切换站内循环流程，停止交油，改为进罐。再将静止沉降罐2和外输罐1的出油阀门进行切换，抽1改为抽2，然后切换进油罐3的和1#的进油阀门，将来油从进3#改为进1#，此时，就可以将2#罐底部高含水油倒入1#罐。在循环过程中监测含水率，当含水降到0.8%时，切换外输干线上的循环流程，开始交油。这是目前大多数联合站采取的比较普遍的储罐运行模式。
2.2 倒罐模式运行的弊端
（1）倒罐需要反复启停外输泵，使外输运行不稳定，同时缩短正常外输时间，有时候一台泵排量不够，需要启两台，增加了耗电量。
（2）对库存量的要求高，当库存量过高的时候，外输罐还没输完，进油罐就满了，当库存量过低的时候，外输罐输完的时候，进油罐进的液位很低，这样都会造成倒罐次数增加，减少原油在罐内的沉降时间，增大了职工的劳动强度。
（3）不利于罐内油水沉降分离。倒罐时罐下部的高含水油在不同的罐内与新进原油反复混合，罐底部油泥沙作为天然乳化剂，混在其中影响油水破乳分离效果，增大外输油含水指标超标风险。
2.3改变倒罐模式措施的制定
针对首站原油储罐运行现状，我们进行了分析和研究，在储罐内安装浮动出油装置，利用浮动出油罐实现不停泵外输。
3措施的实施
3.1安装浮动出油装置，实现连续输油
（1）工作原理
浮动出油装置安装在储油罐内，与罐壁出油管连接，以防止罐底污水及化学、机械杂质与油料混合出罐，进而保证油罐向外供油的纯净度。浮动出油装置主要由回转机构、回转臂（输油管）、浮子、仪表四部分组成。回转机构通过法兰与罐壁接管连接。回转臂（输油管）的一端与回转机构连接，另一端与浮子连接。当油罐进油或出油时，液位会上升或下降，浮子也会上升和下降，由于浮子和回转臂（输油管）的一端连在一起，回转臂（输油管）的另一端被连接在回转机构上，因此回转臂（输油管）会在浮子的带动下做上下回转运动，连接浮子的一端是油的吸入端口，被设计成尽可能浅地浸入液面下，油从这一端口流入，从另一端口流出进入回转机构，经过回转机构进入罐壁接管，然后流出罐外，从而实现浮动出油这一工艺流程。这样就可以始终抽取高液位处的低含水原油，确保外输指标达标。
（2）技术性能
浮动出油装置的核心部分为万向头，即偏执型旋转接头，适用于大口径浮动出油装置，旋转部分采用不锈钢设计，双支撑轴承，采用4道密封（两个O型圈，两个格莱圈）承压高，使用寿命10年以上。由于浮动出油管由浮筒带动上下起伏，最大浮起高度由运行液位决定，在运行过程中浮动夹角不能超过90°，否则，浮动出油管浮起时就有翻转和卡住的危险，因此，必须对夹角进行测算，确定最高运行液位。
图5 浮动夹角计算示意图
计算公式：
已知出油管长度 L=12m，出油管对应高度h=11.5-1.2-1.5=8.8m
sin∠a=h÷L=8.8÷12=0.73
∠a=48°
夹角低于90°，因此，不会出现线管翻转卡住的问题。
3.1.3投产及运行保障措施：
浮动出油装置安装在5#罐内部，为了防止浮动出油装置出现故障，我们利用罐上预留阀门对出油管进行了改造，保留了原出油流程。施工完成后，对其实施投产并跟踪运行情况。投产过程简述如下：
对罐体附件、液位计等进行检查，确定完好正常后，导通进油阀门进油，密切观测液位变化，待液位上升到8米左右，导通浮动出油管阀门，并跟踪外输油含水率，含水率正常平稳时，投产成功。
4实施效果
4.1效果评价
（1）提高了外输油系统的平稳性。
由于消除了站内倒罐循环时间，外输运行系统运行平稳率大幅度提高，相当于在原油外输任务一定的情况下延长了原油外输时间，从而降低了外输油泵负荷和外输油管线压力的大幅度升降带来的安全隐患。
（2）减少了职工劳动强度
消除站内倒罐循环后，大大减少了职工劳动工作量，尤其降低了职工在夜间频繁倒罐的劳动强度和操作风险。
（3）不进行倒罐，能极大降低日常操作对原油储罐空间的要求，减小库存量对生产的制约程度，增加联合站的存油能力。
（4）在破乳较好的日常运行中，外输罐可边外输边排放底水，避免含水油在各罐内反复循环；在破乳不好时，可降低对外输量的影响，同时降低各罐倒循环引发的恶性循环，缩短生产恢复时间。
4.2效益分析
（1）降低罐内破乳干扰，降低了破乳成本
由于罐内破乳效果提升，罐前加药量降低甚至不加，可节约破乳剂投加量。
（2）节省电费
外输油罐连续外输，大大降低了站内倒罐循环过程中外输油泵的耗电量。
关键词：浮动出油装置 原油 平稳外输
1选题背景
由于近年来采出液油水混合液沉降分离时间不能满足外输罐边进边输的需要，外输罐长期倒罐运行，造成原油外输系统很不稳定，影响了联合站整体运行的稳定性和经济性。今年以来，我们采取一系列措施降低外输罐的外输波动幅度，但都不理想。怎样提高外输运行系统平稳率成为我们攻关的一个重要课题。
2运行状况调查
2.1原油储罐运行状态简介
由于进罐原油含水率在1%以上，达不到交油含水指标，所以需要将沉降后的罐底部的高含水油倒入其它罐，达到含水指标后才能外输交油，通常情况下，三座外输罐同时运行，一座进油、一座静止沉降、一座外输。当外输罐1液位降至接近出油口时，切换站内循环流程，停止交油，改为进罐。再将静止沉降罐2和外输罐1的出油阀门进行切换，抽1改为抽2，然后切换进油罐3的和1#的进油阀门，将来油从进3#改为进1#，此时，就可以将2#罐底部高含水油倒入1#罐。在循环过程中监测含水率，当含水降到0.8%时，切换外输干线上的循环流程，开始交油。这是目前大多数联合站采取的比较普遍的储罐运行模式。
2.2 倒罐模式运行的弊端
（1）倒罐需要反复启停外输泵，使外输运行不稳定，同时缩短正常外输时间，有时候一台泵排量不够，需要启两台，增加了耗电量。
（2）对库存量的要求高，当库存量过高的时候，外输罐还没输完，进油罐就满了，当库存量过低的时候，外输罐输完的时候，进油罐进的液位很低，这样都会造成倒罐次数增加，减少原油在罐内的沉降时间，增大了职工的劳动强度。
（3）不利于罐内油水沉降分离。倒罐时罐下部的高含水油在不同的罐内与新进原油反复混合，罐底部油泥沙作为天然乳化剂，混在其中影响油水破乳分离效果，增大外输油含水指标超标风险。
2.3改变倒罐模式措施的制定
针对首站原油储罐运行现状，我们进行了分析和研究，在储罐内安装浮动出油装置，利用浮动出油罐实现不停泵外输。
3措施的实施
3.1安装浮动出油装置，实现连续输油
（1）工作原理
浮动出油装置安装在储油罐内，与罐壁出油管连接，以防止罐底污水及化学、机械杂质与油料混合出罐，进而保证油罐向外供油的纯净度。浮动出油装置主要由回转机构、回转臂（输油管）、浮子、仪表四部分组成。回转机构通过法兰与罐壁接管连接。回转臂（输油管）的一端与回转机构连接，另一端与浮子连接。当油罐进油或出油时，液位会上升或下降，浮子也会上升和下降，由于浮子和回转臂（输油管）的一端连在一起，回转臂（输油管）的另一端被连接在回转机构上，因此回转臂（输油管）会在浮子的带动下做上下回转运动，连接浮子的一端是油的吸入端口，被设计成尽可能浅地浸入液面下，油从这一端口流入，从另一端口流出进入回转机构，经过回转机构进入罐壁接管，然后流出罐外，从而实现浮动出油这一工艺流程。这样就可以始终抽取高液位处的低含水原油，确保外输指标达标。
（2）技术性能
浮动出油装置的核心部分为万向头，即偏执型旋转接头，适用于大口径浮动出油装置，旋转部分采用不锈钢设计，双支撑轴承，采用4道密封（两个O型圈，两个格莱圈）承压高，使用寿命10年以上。由于浮动出油管由浮筒带动上下起伏，最大浮起高度由运行液位决定，在运行过程中浮动夹角不能超过90°，否则，浮动出油管浮起时就有翻转和卡住的危险，因此，必须对夹角进行测算，确定最高运行液位。
图5 浮动夹角计算示意图
计算公式：
已知出油管长度 L=12m，出油管对应高度h=11.5-1.2-1.5=8.8m
sin∠a=h÷L=8.8÷12=0.73
∠a=48°
夹角低于90°，因此，不会出现线管翻转卡住的问题。
3.1.3投产及运行保障措施：
浮动出油装置安装在5#罐内部，为了防止浮动出油装置出现故障，我们利用罐上预留阀门对出油管进行了改造，保留了原出油流程。施工完成后，对其实施投产并跟踪运行情况。投产过程简述如下：
对罐体附件、液位计等进行检查，确定完好正常后，导通进油阀门进油，密切观测液位变化，待液位上升到8米左右，导通浮动出油管阀门，并跟踪外输油含水率，含水率正常平稳时，投产成功。
4实施效果
4.1效果评价
（1）提高了外输油系统的平稳性。
由于消除了站内倒罐循环时间，外输运行系统运行平稳率大幅度提高，相当于在原油外输任务一定的情况下延长了原油外输时间，从而降低了外输油泵负荷和外输油管线压力的大幅度升降带来的安全隐患。
（2）减少了职工劳动强度
消除站内倒罐循环后，大大减少了职工劳动工作量，尤其降低了职工在夜间频繁倒罐的劳动强度和操作风险。
（3）不进行倒罐，能极大降低日常操作对原油储罐空间的要求，减小库存量对生产的制约程度，增加联合站的存油能力。
（4）在破乳较好的日常运行中，外输罐可边外输边排放底水，避免含水油在各罐内反复循环；在破乳不好时，可降低对外输量的影响，同时降低各罐倒循环引发的恶性循环，缩短生产恢复时间。
4.2效益分析
（1）降低罐内破乳干扰，降低了破乳成本
由于罐内破乳效果提升，罐前加药量降低甚至不加，可节约破乳剂投加量。
（2）节省电费
外输油罐连续外输，大大降低了站内倒罐循环过程中外输油泵的耗电量。