油氣儲運安全節能的發展

孫生俊（青海油田管道輸油處）

1 油氣儲運安全節能及其重要性

1.1 油氣儲運與安全節能

油氣儲運作為石油產業鏈中的一個環節起著紐帶性質的作用，從礦場油氣集輸及處埋、油氣的長距離運輸、各轉運樞紐的儲存和裝卸到終點分配油庫（或配氣站）的營銷，這一連串的石油生產、運輸、銷售環節，都少不了儲運在其中穿針引線。

安全問題向來是油氣儲運工程最為關注的話題，由于油氣易燃的特點，一旦發生泄漏，對環境、對人員都會造成極大的危害。近年來也發生了不少油儲安全事故，從美國墨西哥灣原油泄漏到2013年黃島中國石化輸油儲運公司輸油管線破裂爆炸事故，儲運環節的脫節，勢必造成環境污染和經濟損失，甚至引發國內外的恐慌。因此，解決油氣儲運安全性問題成為該項工程的重中之重[1]。

1.2 油氣儲運設施安全與節能的重要性

油氣儲運可以分為存儲和運輸兩部分。天然氣的存儲設備主要用作供應和調峰。對于短期調峰而言，目前采用較多的是輸氣管道末端儲氣或者儲氣罐；對于中長期調峰，常常使用地下儲氣庫和LNG設施等。石油的存儲用到的是油庫，根據不同的標準油庫可以分為不同的類型，如按照運輸方式的不同，油庫可以分為水運油庫、陸運油庫和水陸聯運油庫；按照油品種類的不同，油庫可以分為原油庫、潤滑油庫、成品油庫等。油氣的運輸有鐵路、公路、水運、管道等形式，但目前采用最多而且成本最低廉的當屬管道運輸[2]。

長輸管道由于距離長，沿途經過的地質人文環境復雜，由此引發的自然破壞和人為因素破壞的概率較高，這對管道運輸的安全性提出了較大的考驗。同時，從油氣本身來說，它們都屬于危險化學品，為易燃易爆物質，當遭遇火源極易發生爆炸事故。除此之外，原油和成品油易揮發，一旦泄露，將會擴散、彌漫到周邊，聚集在低洼地表附近，這也增大了發生火災的概率。

2 油氣儲運安全及相關技術的發展

不管是為了個人與他人的安全還是為了保證油儲工程的正常運行，保護油氣資源，油儲安全知識的學習和應用都是至關重要的。

2.1 油氣庫電氣安全

由于油氣遇明火或者靜電都會產生燃燒甚至爆炸，因此對油氣庫電氣安全知識的普及相當有必要。這里的電氣安全主要指包括絕緣、屏障防護，導線接地接零和漏電保護等在內相關技術。以絕緣防護為例，在石油庫中儲油設備之間及與其他帶電體之間的絕緣性能有明確的數值規定，即必須大于1MΩ，否則就不能視為安全。

此外鑒于油氣的特殊性質，當它與空氣或其它氣體呈一定比例混合，有可能在存儲設備內發生不同程度的爆炸。為此，我們需要做好設備的防爆安全防護，避免爆炸傳遞到周邊設備中，引發更大程度的危險。

2.2 油氣存儲安全技術

1）使用浮頂和內浮頂油罐，這樣做的目的是減少油氣的揮發，一旦空氣中油氣含量達到一定閾值，其發生燃燒的概率將大大增加，選用浮頂罐可以降低蒸發帶來的油氣損耗，使得存儲油罐空間內的油氣含量降到最低。

2）裝設避雷裝置、防感應電阻、防靜電電阻，以此達到隔斷油氣設備與靜電的交流。

3）控制油氣存儲區的溫度，為了防止油氣溫度過高發生自爆，需要進行定期的降溫隔熱；對于寒冷地區而言，尤其是外界溫度降至零下20℃以下時，則要做好防凍工作，避免過分地敲打和振動使儲油設備出現裂痕或破裂[3]。

2.3 天然氣的防火與滅火

天然氣相比于液態石油有它的特殊性，除了具有燃燒和爆炸性之外，天然氣極易擴散，且會產生腐蝕、毒害等安全隱患。天然氣發生爆炸主要是由于設備密封性能降低導致大量天然氣泄漏、擴散，當遭遇火源或達到一定濃度發生自燃時，便釀成災難。1972年發生的四川天然氣輸氣管道爆炸案，就是由于天然氣中含有的硫化氫腐蝕管道，造成天然氣泄漏引起的。因此對于天然氣安全運輸工程來說，保證管道質量，做好天然氣的凈化與管道的防腐措施是至關重要的。一旦發生火災，可采取物理冷卻、稀釋或者化學抑制等方法進行滅火。

3 油氣儲運節能技術

3.1 降低加熱蒸汽能耗

從結構上看，油氣儲運的能耗有三部分構成：蒸汽、水、電。這其中，僅蒸汽這一項就占去了將近80%的能耗，因此降低加熱蒸汽的能耗也成為降低油氣儲運整體能耗的關鍵。油氣的粘度隨著溫度的升高而降低，黏度越小，油氣運輸所需功率越小，因此，為了降低運輸能耗，往往在油氣存儲時，通過蒸汽加熱升高油氣溫度來降低其黏度。但是很多時候加熱蒸汽耗費的能量反而高于減小運輸功率節省的能量，這樣最終結果反而是總體能耗增加了。為了防止這種情況的出現我們需要控制油氣存儲溫度，使蒸汽加熱和功率兩者所需能量之和最小，這樣才真正地減少能耗。

另一方面，要選擇合適的油罐保溫材料，減少運輸過程或存儲期間熱量的散失，從而減少蒸汽的耗損量。

3.2 不加熱集輸技術

所謂不加熱就是在常溫下直接進行運輸，當然這需要一定的條件，即油氣產出時的溫度高于允許集輸的溫度值下限（否則油氣在運輸過程中發生凝固現象堵塞輸油管）。目前這種集輸技術有單管常溫集油、雙管不加熱集油、摻低溫水環狀不加熱集油等。由于它省去了加熱保溫存儲過程及相關系統設施，這就使得設備、工藝、管理等方面的投入減少，顯著降低了運營成本，這也使得該項技術得以廣泛運用。

3.3 輸油泵機組變頻調速節能技術

傳統的離心泵通過調節出口開度或者改變離心泵轉速來調節流量，但往往耗能巨大，輸油泵機組變頻調速技術沿用了離心泵的原理，不同的是它采用變頻的方式來調節，在避免節流損失，降低能耗的同時，還可以減少輸油泵機組的機械摩擦，延長其使用壽命，既節能，又經濟。

3.4 油氣混輸技術

油氣混輸就是在不分離油氣水的情況下，直接用混輸泵和海底管道將油氣輸送至終端。與傳統的采用三相分離器分離油氣水分開運輸相比，混輸技術不僅在工藝上占優，更重要的是避免了采用多項技術、多項設施帶來的能源消耗，在節能減排層面帶來了可觀的生態和經濟效益[4]。

3.5 對油氣儲運節能技術發展的幾點思考

與國外領先國家相比，我國在油氣儲運安全節能領域還存在不小的差距，這不僅是技術上的落后，還有行業、企業標準化程度不高帶來的不足。為此我們需要因地制宜，建立國家和民間兩級儲備體系，完善油儲設施建設標準體系；加大對油氣管網的監測力度，增強意外情況對輸油管道的搶修能力；增加科研投入，對油儲溫度控制、輸油泵流量調節、油氣混輸等工程領域的關鍵技術進行深入的探究，積極研發新技術。

[1]潘家華.全面提高我國油氣儲運事業的整體水平[J].油氣儲運,2004（5）:12-14.

[2]劉敏,時微微.油氣儲運安全節能發展深析[J].科技論壇,2012（2）:21-22.

[3]王平.關于油氣儲運安全節能發展的幾點思考[J].中國石油和化工標準與質量,2012（9）:7-9.

[4]黨爭光.油氣儲運中的安全問題與預防措施[J].廣東化工,2013（12）:34-37.