油氣管道及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施安全保障技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

馬超

摘 要：目前，為了加強(qiáng)油氣管道事故的預(yù)防和控制，提高應(yīng)急處理技術(shù)和企業(yè)管道運(yùn)行的水平，進(jìn)一步確保國家資源能源和人民財(cái)產(chǎn)安全，國家對(duì)“公共安全風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急技術(shù)裝備”這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注和研究，并在該項(xiàng)目中設(shè)定了“油氣長輸管道及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施檢驗(yàn)評(píng)價(jià)與安全保障技術(shù)”項(xiàng)目。為了提供石油天然氣管道和儲(chǔ)存設(shè)施的安全和保障，本項(xiàng)目重點(diǎn)剖析了油氣管道和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施損壞，以及事故處理系統(tǒng)，檢測損壞缺陷，檢測早期預(yù)警狀況，風(fēng)險(xiǎn)全面評(píng)估，緊急維修這些方面的措施，針對(duì)不同的項(xiàng)目，以防災(zāi)減災(zāi)為目的，采用不同的科學(xué)技術(shù)手段，通過理論研究，結(jié)合實(shí)踐，對(duì)采用的技術(shù)手段、裝備以及工作方式進(jìn)行深入探討和研究，進(jìn)而建立一整套完善的管道及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施安全保障系統(tǒng)，建立安全管理體系，提高整體管理水平。

關(guān)鍵詞：油氣管道；儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施；安全保障

中圖分類號(hào)：TE88 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）34-0174-02

引言

石油與天然氣儲(chǔ)運(yùn)，是中國能源產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，中國地域面積廣闊，陸地面積960萬平方公里，油氣資源相當(dāng)豐富。目前，我國在石油天然氣勘探開采領(lǐng)域擁有較成熟的技術(shù)水平。但在儲(chǔ)存和運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域方面，由于國內(nèi)研發(fā)起步較晚，還存在一些不足，和一些發(fā)達(dá)國家相比，目前還存在一定的差距。隨著中國國際戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施，“一帶一路”對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)互動(dòng)的推進(jìn)，加速了我國能源產(chǎn)業(yè)的跨境交流，這就迫切需求提高石油與天然氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，加速油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研發(fā)也成為行業(yè)國際化發(fā)展的迫切需求。

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的概述

1.1 天然氣的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施

隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平在各行業(yè)領(lǐng)域都表現(xiàn)突出。以此同時(shí)，人們對(duì)資源能源的利用率也在明顯提高。這就要求我們?cè)谔烊粴獾膬?chǔ)運(yùn)過程中，優(yōu)化儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，做到產(chǎn)品性質(zhì)明確，分類明確，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，確保天然氣儲(chǔ)存運(yùn)輸過程的安全。儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施是油氣儲(chǔ)運(yùn)的載體，是儲(chǔ)運(yùn)過程的承載工具。先進(jìn)的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施是條件基礎(chǔ)，科學(xué)儲(chǔ)運(yùn)是技術(shù)保障，完善管理是保障安全運(yùn)行的關(guān)鍵。在大城市的民用和商用領(lǐng)域，可以對(duì)使用峰值進(jìn)行區(qū)分，以確定儲(chǔ)運(yùn)方案。短期峰值，可以利用氣體管道傳輸，并在終端存儲(chǔ)一定的使用量，以滿足高峰期的補(bǔ)給。長期峰值，就需要利用相關(guān)的地下管道，借助天然氣儲(chǔ)備庫來滿足長期高峰期的使用調(diào)節(jié)。

1.2 石油的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施

石油屬于能源范疇，具有不可再生，分布地域性強(qiáng)的特點(diǎn)，為中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展注入強(qiáng)大的動(dòng)力。在石油儲(chǔ)運(yùn)過程中，需要運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，使用合理的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，對(duì)陳舊的設(shè)施及時(shí)進(jìn)行更新?lián)Q代，優(yōu)化管理，以確保石油運(yùn)輸過程以及儲(chǔ)存油庫的安全。我們主要通過油庫來進(jìn)行石油存儲(chǔ)，目前在國內(nèi)使用的油庫，根據(jù)用途，存儲(chǔ)量和建設(shè)的位置不同，主要分為三類：為陸地能源需求提供服務(wù)的地面隱蔽性油庫，可以就近油藏的海洋油庫以及水封的油井庫。我們也可以根據(jù)在運(yùn)輸過程中針對(duì)石油不同性質(zhì)所采用的不同運(yùn)輸存儲(chǔ)方案，將其分為油庫和貨運(yùn)油庫。

1.3 油氣的運(yùn)輸設(shè)備

石油和天然氣都有不可再生的特點(diǎn)，天然氣更是現(xiàn)在常用的清潔能源。中國地域廣闊，運(yùn)輸過程包括海洋運(yùn)輸，油罐車公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸以及管道運(yùn)輸?shù)榷鄻踊Ｓ捎谟蜌獗旧砭哂幸兹?、易爆、毒性高的特點(diǎn)，在陸運(yùn)和海運(yùn)運(yùn)輸過程中存在較大的安全隱患，很容易發(fā)生火災(zāi)及爆炸的災(zāi)難性事故以及中毒的情況出現(xiàn)，出現(xiàn)泄漏，還會(huì)產(chǎn)生次生災(zāi)害。所以，就目前的幾種運(yùn)輸方式而言，管道運(yùn)輸具有密閉性好，可以有效的避免滲漏；持續(xù)性強(qiáng)，可以長期點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸；地下管道隱蔽性強(qiáng)，減少對(duì)地面資源的占用；而且經(jīng)濟(jì)，減少了轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，無疑是最安全、最經(jīng)濟(jì)、最快速有效的一種有效途徑。

2 我國在油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)方面存在的不足

2.1 油氣傳輸過程損耗嚴(yán)重

在油氣的實(shí)際使用過程中，從生產(chǎn)、儲(chǔ)存再到終端用戶使用，通常在存儲(chǔ)運(yùn)輸上需要經(jīng)過以下幾個(gè)流程環(huán)節(jié)：油田——煉油廠——用戶。整個(gè)過程比較復(fù)雜，控制點(diǎn)比較多，而且在每個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)輸中都會(huì)發(fā)生一定的資源損害。借助油氣灌和運(yùn)輸工具進(jìn)行儲(chǔ)存轉(zhuǎn)運(yùn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)石油蒸發(fā)，天然氣泄漏，還有容器殘留，這些都在造成資源浪費(fèi)，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)越多，損耗頻率越高，損耗量自然也就更多，危險(xiǎn)因素和發(fā)生安全事故的幾率也就越高。儲(chǔ)運(yùn)效率無法達(dá)到理想的效果，既不安全，還造成資源的巨大浪費(fèi)，給國家在經(jīng)濟(jì)上造成一定的損失。數(shù)據(jù)顯示，我國2012年原油年消耗量3.7億噸，而在儲(chǔ)運(yùn)過程中達(dá)到840萬噸的損耗量，損耗量接近3%，數(shù)據(jù)驚人，經(jīng)濟(jì)損失巨大。所以，降低油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中損耗，全面改進(jìn)和提高油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，可以有效的減小國家經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是保障國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)，技術(shù)攻堅(jiān)，迫在眉睫。

2.2 儲(chǔ)運(yùn)安全問題

石油和天然氣屬于不可再生能源，都具有高易燃，高易爆，高毒性，高污染的特征，負(fù)面效果不僅危及安全，也危害健康，破壞生態(tài)環(huán)境。儲(chǔ)運(yùn)中如果操作不當(dāng)，保護(hù)措施不夠，就極易出現(xiàn)跑冒滴漏，既污染環(huán)境，而且在條件成熟的情況下，極易引發(fā)火災(zāi)及保障事故，危害巨大。特別是石油海洋污染，對(duì)生態(tài)的破壞極其嚴(yán)重。

3 現(xiàn)階段問題的應(yīng)對(duì)方法

3.1 做好儲(chǔ)運(yùn)管道安全維護(hù)工作

在實(shí)際工作中，我們要定期對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道進(jìn)行檢查和必要的維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免管道腐蝕和人為破壞，對(duì)出現(xiàn)隱患的管道要及時(shí)更換或采取必要保護(hù)措施，避免跑冒滴漏現(xiàn)象出現(xiàn)。制定相關(guān)的技術(shù)處理措施，提升管道密閉性能，落實(shí)好儲(chǔ)運(yùn)管道安全檢查和管理工作，對(duì)電力線路要做好保護(hù)，避免因短路火花或電弧光而引發(fā)爆炸事故，做好防雷、防爆措施，24小時(shí)視屏監(jiān)控，無死角無盲區(qū)。不斷探索鉆研，突破技術(shù)難題，做好管道建設(shè)的技術(shù)革新，確保儲(chǔ)運(yùn)管道安全運(yùn)行。

3.2 健全管理機(jī)制

為全面提升油氣儲(chǔ)運(yùn)管道運(yùn)行的安全性及儲(chǔ)運(yùn)效率，企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人一定要高度重視，健全管道建設(shè)的管理機(jī)制，落實(shí)到每一個(gè)細(xì)節(jié)，加強(qiáng)人員專業(yè)技能和安全培訓(xùn)，理論知識(shí)和實(shí)際操作技能全面提升。同時(shí)有必要建立一套完善合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制，對(duì)工作好的員工要給予精神和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)造成錯(cuò)誤的責(zé)任人要及時(shí)處理，賞罰分明，提高員工的工作積極性和責(zé)任心，從管理層面來強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)，以推動(dòng)長期穩(wěn)定性發(fā)展。endprint

4 油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)的研究成果以及研究進(jìn)度

4.1 冷熱原油交替運(yùn)輸技術(shù)

我國現(xiàn)階段的原油儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，在對(duì)冷熱原油進(jìn)行交替運(yùn)輸時(shí)，流動(dòng)問題和熱傳問題成為重點(diǎn)關(guān)注，并且建立了數(shù)學(xué)模型。行業(yè)專家成立非穩(wěn)定傳熱數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而模擬出了運(yùn)輸冷熱原油距離出站口不相同的距離管道附近的土壤溫度的變化情況。

4.2 多相混輸技術(shù)

通過多年的研究表明，在管道內(nèi)傳輸成品油的時(shí)候，因?yàn)橛推凡煌?，就?huì)導(dǎo)致在接觸面出現(xiàn)一層混油，而且管道不同，所出現(xiàn)的混油量也有差別，從而造成油品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。目前，我國相關(guān)技術(shù)人員正在對(duì)于變管徑、混油切割的技術(shù)展開學(xué)術(shù)研究，設(shè)置了方程組。以數(shù)值計(jì)算為依據(jù)深入研究，希望探索出具體的改善辦法，進(jìn)而在提高油品的同時(shí)進(jìn)一步增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 流量自動(dòng)控制技術(shù)

采用流量自動(dòng)控制技術(shù)，通過科學(xué)合理的對(duì)管道的油氣傳輸流量進(jìn)行控制，在保證油氣輸送效率的同時(shí)，能夠有效的控制好管道壓力，起到管道保護(hù)，降低風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到安全運(yùn)行的目的。這一技術(shù)主要是利用溫度來控制石油的粘度，通過調(diào)節(jié)石油粘度來達(dá)到調(diào)節(jié)流動(dòng)量及流動(dòng)速度的目的?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，通過融入科技自動(dòng)化技術(shù)，來改進(jìn)油氣傳輸?shù)目刂七^程，是值得行業(yè)大力推廣的技術(shù)手段和課題研究方向，今后要加大引導(dǎo)和鼓勵(lì)引入自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)一步提高油氣傳輸?shù)目萍妓胶瓦\(yùn)行效率。

4.4 控制防腐的技術(shù)

目前我們采用的防腐技術(shù)比較多，以陰極保護(hù)數(shù)值模擬技術(shù)最為常見。但這項(xiàng)技術(shù)目前還存在一點(diǎn)缺陷，利用雜散電流干擾腐蝕的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程出現(xiàn)一定的問題，目前還沒有成熟的解決方案，所以在選擇具體的防腐技術(shù)時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況而定。國內(nèi)目前加強(qiáng)了對(duì)于管道內(nèi)部防腐以及外部防腐的研究力度，時(shí)變模型以及分布模型的運(yùn)用技術(shù)是目前最有效的形式。

5 結(jié)束語

總的來說，我國目前在油氣儲(chǔ)運(yùn)方面的研究還是取到了顯著的成果，我們還需要對(duì)行業(yè)優(yōu)勢進(jìn)行不斷的總結(jié)，爭取研究出更新更好的科研成果，建立高、精、尖技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，以此來推動(dòng)油氣管道建設(shè)的快速發(fā)展，保障儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭洪龍，黃維和.油氣管道及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施安全保障技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2017，01：1-7.

[2]張勁軍，何利民，宮敬，等.油氣儲(chǔ)運(yùn)理論與技術(shù)進(jìn)展[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，05：151-162.

[3]黃維和，鄭洪龍，吳忠良.管道完整性管理在中國應(yīng)用10年回顧與展望[J].天然氣工業(yè)，2013，12：1-5.

[4]汪金偉.我國頁巖氣資源開發(fā)利用效益評(píng)估與商業(yè)化政策研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)，2016.

[5]霍峰，王瑋，曹永利，等.跨越發(fā)展的中國油氣儲(chǔ)運(yùn)建設(shè)技術(shù)及未來走向[J].石油科技論壇，2016，03：44-51.endprint