油氣儲運(yùn)工藝的優(yōu)化策略分析

劉 璐 王 健

國家管網(wǎng)集團(tuán)東部原油儲運(yùn)有限公司天津輸油處 天津 300450

1 油氣儲運(yùn)工藝概述

最早于16 世紀(jì)位于北美洲的印第安人，最先發(fā)現(xiàn)了油氣儲運(yùn)的原理，之后并根據(jù)這一原理在都市中建立了許多運(yùn)輸石油的管線?，F(xiàn)在,隨著石油儲存科學(xué)技術(shù)日益發(fā)達(dá), 在世界各地主要使用的方式為集中運(yùn)輸和管道運(yùn)輸二種方法。而石油儲存則主要指對石油和天然氣的貯存與運(yùn)輸,由于石油在液體形式下貯存很簡單,而天然氣以氣態(tài)形式存在,儲存與運(yùn)輸?shù)碾y度很大,通過加壓儲運(yùn)才能夠完成,但由于對氣壓的調(diào)節(jié)需要非常精確,所以目前都是通過液化的方法使氣態(tài)的天然氣液化, 以便于貯存。而長距離管線運(yùn)輸技術(shù)目前是石油儲存的重點(diǎn)工藝,同時也是國家重點(diǎn)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著中國國內(nèi)生產(chǎn)力的提升,已經(jīng)形成了對提高中國石油運(yùn)輸效能,降低運(yùn)輸過程中的資源耗費(fèi)和控制生產(chǎn)成本的要求, 因此圍繞中國石油儲存工藝優(yōu)勢進(jìn)行科學(xué)研究已成為必要的手段工作。

2 油氣儲運(yùn)過程中常見的問題分析

2.1 安全問題

雖然我國當(dāng)下的油氣運(yùn)輸技術(shù)已有很大進(jìn)步，且還正在對油氣運(yùn)輸過程中的各種問題尋找突破，由于在計(jì)算機(jī)發(fā)展與普及速度的提高后，在石油儲存技術(shù)和管線建設(shè)等現(xiàn)代管理工作中也開始大量投入使用，但目前石油管線的智能化程度還處在比較低下的水平,而且石油儲存也時刻面臨安全性危險。由于原油屬于高度危險的易燃易爆物料，萬一泄露在室內(nèi)空氣中，同火星碰撞，所產(chǎn)生的重大安全事故結(jié)果將嚴(yán)重預(yù)見。而煤氣一經(jīng)排入到大氣環(huán)境中，就會引起室內(nèi)空氣中的有毒化學(xué)氣體增多，對人類的身體健康和人身安全帶來了很大的危險。但就是由于這一原因，使得原油和燃?xì)獾馁A存與儲運(yùn)面臨更大的困難，改善石油儲存的穩(wěn)定性將成為工藝優(yōu)化研究的首個重點(diǎn)，同時也必須采用勤加檢測來防止漏油問題出現(xiàn)。

2.2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在油氣儲運(yùn)過程中，并沒有得到充分的使用

進(jìn)入21 世紀(jì)之后，我國在電子信息方面的腳步逐漸加快，正試同電子信息技術(shù)與油氣運(yùn)輸技術(shù)接軌，可能在之后會利用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)密切合作和一體化，以確保石油和天然氣的儲存和運(yùn)輸進(jìn)程取得真正進(jìn)展和長期發(fā)展。但目前在這方面的工作非常不足，例如在油氣儲存運(yùn)輸過程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的數(shù)據(jù)模擬技術(shù)、化工設(shè)計(jì)軟件等，可以對它產(chǎn)生很大的影響。正是由于這些原因，石油和天然氣儲存和運(yùn)輸想要從本質(zhì)上發(fā)生改變變得非常艱難。

2.3 油氣儲運(yùn)的管道問題分析

在研究與管線相關(guān)的問題時,金屬管線更常見,由無縫鋼管及相關(guān)材質(zhì)所構(gòu)成, 并且鋼管與金屬管道有效的對接。金屬管子在原油和天然氣運(yùn)送過程中可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而引起嚴(yán)重的腐蝕問題。如果銹蝕,金屬管道和燃?xì)夤芫€也可能會受到外形、色彩等反面的影響。大幅度縮短了壽命、儲存和運(yùn)輸質(zhì)量。一旦管線遭到更嚴(yán)重的損傷,將會造成原油泄露,對人們生活環(huán)境造成破壞。

2.4 規(guī)劃設(shè)計(jì)不科學(xué)

總體規(guī)劃設(shè)計(jì)影響到石油運(yùn)輸管線布局的協(xié)調(diào)性和管線的運(yùn)輸效益。由于工程設(shè)計(jì)人員在管線規(guī)劃設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中沒有全面考慮環(huán)境影響, 從而造成了管線的總體布局并不科學(xué)合理, 從而引起了既有建筑物或其他管線的干擾。

2.5 需求量越來越大

市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá), 給人類的生存實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化發(fā)展帶來了保證。而為提高人類的生存品質(zhì),各種資源也被大量的開發(fā)利用, 與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈條也衍生的產(chǎn)品日益豐富。通過考察中國當(dāng)前的石油資源儲量, 人們可以看到,其在儲運(yùn)過程中產(chǎn)生的最大問題之一, 便是供應(yīng)量愈來愈大。這就要求管理工作必須更加精細(xì), 更加科學(xué)合理,提高了技術(shù)含量,確保安全管理措施必須科學(xué)落實(shí)。在當(dāng)前的石油運(yùn)送流程中,大部分是采用管線運(yùn)送方法,直接輸送到需要單元。而運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積愈來愈大,也就一定會給我們的管理工作從量與質(zhì)上都帶來了極高的困難要求。

2.6 分布不均衡

這也是中國石油運(yùn)輸工作中產(chǎn)生重大安全問題的主因所在。而通過觀察,人們也可以看到,生產(chǎn)地往往與主要利用地相距比較遠(yuǎn)。橫跨東西的生產(chǎn)地與利用地之間,就產(chǎn)生了供應(yīng)與要求極不均勻。因此對于怎樣保證能源的供應(yīng)安全與可靠性,就變成了一個石油儲運(yùn)工作者們需要主動面臨的問題。在解決這一問題的過程中,必然會面臨著諸多的障礙和問題, 勢必需要投資巨大的人力與物力,勢必需要配備相應(yīng)的人員設(shè)備來提高自身的供應(yīng)安全技術(shù)含量,必須依靠現(xiàn)代的科學(xué)管理技術(shù)。

3 油氣儲運(yùn)工藝的優(yōu)化策略

3.1 做好前期的油氣管道工程建設(shè)

在油氣儲運(yùn)工作中，最重要的一點(diǎn)，便是處理好對石油運(yùn)輸管道的建立，石油的運(yùn)輸管道是確保油氣運(yùn)輸過程穩(wěn)固、高效的關(guān)鍵所在。在管道工程建造中,必須基于經(jīng)濟(jì)效益為最佳目標(biāo),而制訂出重要的計(jì)劃。例如,在選定含蠟高黏易凝石油管道的管徑時,考慮到當(dāng)石油的流量在靠近層流區(qū)時,混油段將會迅速增大,為盡快地在建設(shè)后使用,通常都會選用口徑較小的管徑,在必要情形下也可以再進(jìn)行第二條的建造,因?yàn)檫@樣就可以適應(yīng)實(shí)際需要,并且節(jié)省建設(shè)經(jīng)費(fèi)。天然氣的輸氣管道也是同理,但如果一直難以達(dá)到所設(shè)計(jì)的總輸量,致使經(jīng)營成本增加時,可先行建立幾條口徑較小的管線,在輸量上升時增設(shè)壓氣站,在獲得較良好的經(jīng)濟(jì)性要求時再建設(shè)新的交通線。在選線方面也要特別重視,合理選線更加關(guān)鍵。石油地和煉鋼企業(yè)間的石油運(yùn)輸管線,應(yīng)當(dāng)合理調(diào)節(jié)其線總長和線距總長度的比例。在現(xiàn)實(shí)狀況中,由于石油管線通常是市場性質(zhì)的,新干線往往需要更多饒路奔向市場,這和再建線路比較顯然更加經(jīng)濟(jì),這也就決定了石油管線的選線往往是非常復(fù)雜的。另外, 在選線中還必須盡量把高震級的活動區(qū)、采空區(qū)、河流等避開,設(shè)計(jì)出幾種方法并加以對比,兼顧經(jīng)濟(jì)效益與可靠性,擇優(yōu)選用。最后是重要參數(shù)的選擇。當(dāng)確定了輸量以后,還必須對管子口徑、壓力、管子壁厚、所使用鋼材的等級等方面作出合理性設(shè)計(jì),輸氣管道中還必須確定了壓力比。由于石油儲運(yùn)工程的管子施工屬大規(guī)模建設(shè)工程,需要人工、機(jī)具量較多,用時較長,成本也較高,施工區(qū)域跨度也較大,而且對精確性的設(shè)計(jì)要求也極高。

3.2 對原油儲運(yùn)工藝流程的優(yōu)化

原油管道運(yùn)輸通常是遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)囊徊糠?，大口徑管道系統(tǒng)通過合并控制和管理一級、中間和終端站以及許多閥門室，滿足了原油遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)要求。原油輸送管道必須能夠滿足正損失和反向損失的要求，即管道內(nèi)的流體是優(yōu)選的定期輸送到終端站的過程。反損失方向是將油從最后一站輸送到第一站的方向，通常由于熱油管道預(yù)加熱或事故處理，采用反損失方法。在正常情況下，這是減少損失的最優(yōu)方法。當(dāng)對恒溫運(yùn)輸或高溫運(yùn)輸兩種運(yùn)輸方式進(jìn)行選擇時，要事先仔細(xì)考慮好兩種運(yùn)輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)。恒溫運(yùn)輸在運(yùn)輸過程中不需要使用加熱設(shè)備，只需要保持石油在正常情況下流動的溫度就可以進(jìn)行運(yùn)輸，且這種運(yùn)輸方式非常適用于那些自身具有很高的凝固點(diǎn)粘度差的石油。而高溫運(yùn)輸指的是，在石油的運(yùn)輸過程中利用特定加熱裝備對石油進(jìn)行加熱，從而提高石油在流動狀態(tài)下的溫度，以確保石油在運(yùn)輸過程中的溫度使用高于凝固點(diǎn)。值得一提的是，我國對石油運(yùn)輸?shù)募訜岱绞?，大多為對石油進(jìn)行電流循環(huán)。

3.3 做好油氣儲運(yùn)管道的維護(hù)和保養(yǎng)

管道的腐蝕是油氣儲運(yùn)中非常普遍的問題，石油在多次運(yùn)輸過程中會經(jīng)常在管道上有部分殘留，再加上空氣對管道內(nèi)部的影響，久而久之，管道內(nèi)便會出現(xiàn)腐蝕的情況，并且，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會大幅度縮短管道的使用時間，且在很大程度上還會降低石油的運(yùn)輸效率，最重要的是很容易造成石油泄漏等重大安全事故的發(fā)生。一般這些問題都是可以利用日常對管道維護(hù)，加強(qiáng)運(yùn)輸管理等手段來進(jìn)行檢測的。所以，最重要的是查清楚影響管道腐蝕的因素，在源頭上保證石油運(yùn)輸?shù)陌踩９艿莱霈F(xiàn)腐蝕的原因多數(shù)為管道內(nèi)長時間無人打理和多次對石油的運(yùn)輸。所以這種情況下，化工企業(yè)應(yīng)自身做好管道的維護(hù)和強(qiáng)制極陰保護(hù)，對管道防腐絕緣層要定期檢查，發(fā)現(xiàn)損壞和漏電現(xiàn)象要及時修補(bǔ)，防止腐蝕穿孔。

3.4 規(guī)范管道安裝

管線安裝是石油運(yùn)輸管線施工當(dāng)中的一項(xiàng)重要部分,也是影響管線實(shí)際工作效益的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。在管線的安裝操作方面,需要挑選合格的施工技術(shù)人員,對整個施工流程當(dāng)中必須遵守的準(zhǔn)則加以合理掌握。管線施工技術(shù)人員需要圍繞流程進(jìn)行全面把握, 既需要注意管線材料配置與連接的實(shí)際條件, 還需要著重就溝槽施工和后期回填等操作加以管理, 從而對管線系統(tǒng)的工作效益加以優(yōu)化。在管線的連接管理方面,必須把控好焊接施工規(guī)范,進(jìn)行管線的封閉管理。部分管線安裝技術(shù)人員在施工當(dāng)中出現(xiàn)擅自動作或僥幸心理,這都將提高操作問題發(fā)生率與安全隱患。因此,要對安裝工程工作人員的專業(yè)技能開展綜合訓(xùn)練,以提高其對設(shè)備安裝等有關(guān)工藝的熟悉水平,并按照工藝作業(yè)規(guī)范進(jìn)行,同時,還應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)安全意識和社會責(zé)任意識。

3.5 做好自動化技術(shù)在油氣儲運(yùn)中的應(yīng)用

應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)安全意識和社會責(zé)任意識智能化信息技術(shù)在石油運(yùn)輸工程中的廣泛運(yùn)用,不但可以實(shí)現(xiàn)對石油運(yùn)輸工程全過程的動態(tài)監(jiān)測與智能管理,還能夠及時發(fā)現(xiàn)工程異常問題并自動報警解決,同時也大幅度提高了工業(yè)生產(chǎn)與交通運(yùn)輸過程的安全和效率,從而有效降低了對人力資源的要求。石油黏性降低以后石油儲存輸送量將會上升,因此需要在調(diào)節(jié)石油管道流速的基礎(chǔ)上對加熱爐裝置實(shí)施有效管理以保持石油的黏性,當(dāng)石油黏性上升時石油儲存運(yùn)輸量減少,這時基本要求的工作溫度會迅速提高。為了減少對石油黏度的影響,在石油運(yùn)輸中應(yīng)用智能化技術(shù)可自動實(shí)現(xiàn)對石油黏度、運(yùn)輸量等參數(shù)的即時檢測與智能化管理。

4 結(jié)語

當(dāng)下，如何能最大效率的對油氣進(jìn)行運(yùn)輸，并保證運(yùn)輸過程的安全一直是難題，本文通過分析油氣儲運(yùn)工藝，對油氣儲運(yùn)工藝進(jìn)行概述指出油氣儲運(yùn)過程中的幾項(xiàng)常見問題，并對油氣儲運(yùn)工藝提出了一些優(yōu)化建議，希望能為我國石油儲運(yùn)工作提供幫助。