全球球精選!CPECC阿布扎比西東管道流動保障研究紀實
截至11月19日,工程建設有限公司(CPECC)首個高端市場前期咨詢服務業(yè)務——阿布扎比西東戰(zhàn)略管道(簡稱西東管道)項目設計進度達到95.5%,月底收官已勝利在望。
北京分公司項目經理董恒告訴記者:“CPECC在阿布扎比市場耕耘多年,已經打響了品牌。這次業(yè)主破例邀請我們參與FEED設計,接手其中最難的幾個部分。”
董恒所說的“最難的幾個部分”,就包括西東管道項目全線瞬態(tài)模擬及原油批次輸送研究(簡稱流動保障研究),即通過多個專業(yè)模擬軟件,對即將建設的管道進行完整重現(xiàn),對所有可能遇到的問題進行仿真模擬,以驗證管道設計的合理性。歷時半年,歷經艱辛,10月18日,3個流動保障研究報告終于通過業(yè)主批復。
(資料圖)
挑戰(zhàn)“前所未有”
西東管道規(guī)劃2種原油運營模式,分別為最高7500萬噸/年和最低4000萬噸/年,用于輸送3種類型的海上原油。1條管道、2種運營模式、3種原油,如何合理確定管道壁厚、設計水擊泄壓系統(tǒng),確保管線日后運行安全;如何在有罐容約束條件的前提下滿足油品調配,合理確定批輸順序和次數(shù),正是流動保障研究要重點解決的問題。
是交給外部高水平咨詢公司做,還是自力更生?北京分公司內部曾有過不同的聲音。北京分公司副總經理、時任工藝室主任房昆,帶領設計人員深入研判,最終下決心自主承擔,并抽調優(yōu)秀設計人員,分成OLGA、SPS兩個軟件模擬小組同時進行。
OLGA小組負責研究4座海上裝卸碼頭、海底匯管、不同油輪型號帶來的參數(shù)改變,以及陸海裝卸作業(yè)區(qū)和儲存罐區(qū);SPS小組負責研究陸上500公里管線(途經3座泵站、15個站間閥室),以及外輸接收終端和戰(zhàn)略儲油洞庫。業(yè)主要求:所有控制節(jié)點、控制邏輯都要在軟件模型中體現(xiàn)出來。建模工作量之大、模擬難度之高,前所未有。
面對緊張的工期,整個團隊承受著巨大的壓力。梳理工藝流程、查找設計輸入文件、搭建軟件模型,兩個小組你追我趕,都想早些完成任務。OLGA小組承擔的工作量更大,夜深人靜的辦公室里,經常可以看到劉火強、宋莉、朱宜亮等人在忙著測高程、量尺寸、數(shù)彎頭、調程序、建模型……
業(yè)主對動態(tài)模擬的顆粒度要求極高。從海底到陸上管線,從已建設施到新建設施,從泵的最小回流控制到緊急關斷,每個輸油、卸油操作流程及閥門關斷動作都要進行精準模擬,哪怕是一個小小的彎頭、三通,都要在軟件模型中精準體現(xiàn)。
時間不覺已到了5月。經過兩個多月的緊張工作,OLGA小組共梳理出74種工況,搭建了249個模型,SPS小組共梳理出68種工況,搭建了102個模型。
一邊搭建模型,一邊模擬計算。OLGA軟件模型多次出現(xiàn)不收斂的問題——由于模型流程復雜、控制邏輯眾多,致使軟件模型如同人被石頭絆住一樣,無法繼續(xù)運行。經過多方努力,問題依然沒有辦法解決,小組成員陷入一籌莫展的境地。OLGA小組負責人劉火強帶領小組成員多方查閱資料,并依靠內部技術專家張國棟、李濤等人,成功找到了解決辦法。
面對2種運營模式、3種原油交叉輸送,還要區(qū)分冬、夏季的復雜運輸方式,SPS小組負責人程小姣帶領王玨、劉健伕等人,像螞蟻搬家一樣,一次次計算、一點點嘗試,希望能最大限度地減少因油品混合輸送造成的高品質原油損耗。
迎戰(zhàn)巨量修改
首次承擔ADNOC高端市場前期咨詢業(yè)務,讓項目團隊成員深切體會到業(yè)主要求之高、監(jiān)管之嚴。從設計輸入、技術路線確認到靜態(tài)模擬、動態(tài)模擬結果,每個關鍵節(jié)點,業(yè)主都會逐一審查。
9月底,流動保障研究A版報告終于提交給業(yè)主。大家懷著忐忑不安的心情,等待著業(yè)主的反饋,沒想到等來的卻是業(yè)主的526條意見。“有些意見我們根本摸不透業(yè)主的意圖,不知道該怎么回復,也不知道怎么修改。”宋莉回憶說。
“這些意見中,大概有1/3是技術意見,其他都是措辭之類的非技術問題。我們和業(yè)主溝通才明白,業(yè)主是把我們的報告作為標桿,嚴格要求,以便將來為同類項目提供參考。”董恒向記者解釋道。
張國棟曾參與中東地區(qū)多個項目建設,能理解把握業(yè)主意圖。他臨危受命,利用國慶假期,帶領團隊成員逐條梳理業(yè)主意見,并對圖紙逐張分析討論,吃透站場工藝、控制邏輯和操作流程。同時,在4級校審基礎上,增加線上會議評審環(huán)節(jié),對業(yè)主意見逐條進行回復、關閉。向業(yè)主正式匯報前,內部先預演,做到用英文流利匯報,自信展示。
開創(chuàng)多項先例
10月18日,OLGA、SPS兩個小組成員嘔心瀝血的研究成果——陸海連接區(qū)域、陸上長輸管道動態(tài)模擬研究及陸海終端儲配系統(tǒng)批次輸送3個研究報告,一次通過業(yè)主批復。更讓他們自豪的是,多項成果開創(chuàng)了國內外大型長輸管道設計先例,對保證管線平穩(wěn)、安全運行,降低管線建設成本具有重要作用,同時也為后續(xù)詳細設計工作的開展提供可靠的研究數(shù)據(jù)。
陸海連接區(qū)域上,在國內率先實現(xiàn)船載泵,碼頭裝卸鶴管、海管充裝,陸上提升泵的統(tǒng)一模擬,以及陸上管道增壓泄壓、水擊泄壓系統(tǒng)校核和真空系統(tǒng)校核綜合動態(tài)模擬研究。OLGA小組通過研究發(fā)現(xiàn),在業(yè)主負責的FEED部分,存在過度設計問題,建議業(yè)主將12套水擊泄放閥改為1套,重新確定安裝位置,有效保護管線運行安全。
在長輸管道區(qū)域,成功總結出一套完整的長輸管道變壁厚研究流程及驗證校核方法。SPS小組通過研究發(fā)現(xiàn),管道整體選取的21毫米壁厚過高,造成高等級鋼材使用量很大,建議業(yè)主將壁厚控制在14.3至19.1毫米范圍內,可滿足正常生產和突發(fā)事故對管道的安全要求,由此減少鋼材使用量超過1000噸。
批次輸送上,項目團隊首次攻克減阻劑、批次輸送和自動收發(fā)球相結合的復雜輸送模型研究,實現(xiàn)單管批次輸送3種不同油品并輸量最高達150萬桶/日(折合7500萬噸/年),末站油罐內油品API度浮動控制在0.5度以內。“這說明原油密度變化很小。”程小姣讀博士學位期間曾做過批次輸送課題研究,此次由她獨立攻下這一難題。她說:“自動收發(fā)球的控制是其中最難的。電腦24小時開機,晚上跑一遍,白天看結果,連著測試了一個多星期,才得到正確的批次輸送模擬結果。”
背景鏈接:
西東管道是一條直徑48英寸(1.2米)、長約500公里的大口徑輸油管道,西起杰貝爾丹那港,東至富查伊拉港,橫跨阿聯(lián)酋,是繼阿布扎比原油管線之后建設的又一原油輸送大動脈。西東管道項目建成后,最高可承擔7500萬噸/年原油出口重任,占阿布扎比原油出口量的一半以上。
今年2月,CPECC北京分公司成功中標阿布扎比國家石油公司(ADNOC)西東管道項目FEED設計(基礎設計)。
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