油氣儲運工藝的優(yōu)化策略分析

劉 璐 王 健

國家管網集團東部原油儲運有限公司天津輸油處 天津 300450

1 油氣儲運工藝概述

最早于16 世紀位于北美洲的印第安人，最先發(fā)現了油氣儲運的原理，之后并根據這一原理在都市中建立了許多運輸石油的管線。現在,隨著石油儲存科學技術日益發(fā)達, 在世界各地主要使用的方式為集中運輸和管道運輸二種方法。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,儲存與運輸的難度很大,通過加壓儲運才能夠完成,但由于對氣壓的調節(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。而長距離管線運輸技術目前是石油儲存的重點工藝,同時也是國家重點研發(fā)的關鍵技術之一。隨著中國國內生產力的提升,已經形成了對提高中國石油運輸效能,降低運輸過程中的資源耗費和控制生產成本的要求, 因此圍繞中國石油儲存工藝優(yōu)勢進行科學研究已成為必要的手段工作。

2 油氣儲運過程中常見的問題分析

2.1 安全問題

雖然我國當下的油氣運輸技術已有很大進步，且還正在對油氣運輸過程中的各種問題尋找突破，由于在計算機發(fā)展與普及速度的提高后，在石油儲存技術和管線建設等現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，萬一泄露在室內空氣中，同火星碰撞，所產生的重大安全事故結果將嚴重預見。而煤氣一經排入到大氣環(huán)境中，就會引起室內空氣中的有毒化學氣體增多，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，使得原油和燃氣的貯存與儲運面臨更大的困難，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，同時也必須采用勤加檢測來防止漏油問題出現。

2.2 現代計算機網絡信息技術在油氣儲運過程中，并沒有得到充分的使用

進入21 世紀之后，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與油氣運輸技術接軌，可能在之后會利用信息技術網絡密切合作和一體化，以確保石油和天然氣的儲存和運輸進程取得真正進展和長期發(fā)展。但目前在這方面的工作非常不足，例如在油氣儲存運輸過程中，計算機網絡技術中的數據模擬技術、化工設計軟件等，可以對它產生很大的影響。正是由于這些原因，石油和天然氣儲存和運輸想要從本質上發(fā)生改變變得非常艱難。

2.3 油氣儲運的管道問題分析

在研究與管線相關的問題時,金屬管線更常見,由無縫鋼管及相關材質所構成, 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送過程中可能產生化學反應,從而引起嚴重的腐蝕問題。如果銹蝕,金屬管道和燃氣管線也可能會受到外形、色彩等反面的影響。大幅度縮短了壽命、儲存和運輸質量。一旦管線遭到更嚴重的損傷,將會造成原油泄露,對人們生活環(huán)境造成破壞。

2.4 規(guī)劃設計不科學

總體規(guī)劃設計影響到石油運輸管線布局的協調性和管線的運輸效益。由于工程設計人員在管線規(guī)劃設計的環(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

市場經濟的發(fā)達, 給人類的生存實現與優(yōu)化發(fā)展帶來了保證。而為提高人類的生存品質,各種資源也被大量的開發(fā)利用, 與之相關的產業(yè)鏈條也衍生的產品日益豐富。通過考察中國當前的石油資源儲量, 人們可以看到,其在儲運過程中產生的最大問題之一, 便是供應量愈來愈大。這就要求管理工作必須更加精細, 更加科學合理,提高了技術含量,確保安全管理措施必須科學落實。在當前的石油運送流程中,大部分是采用管線運送方法,直接輸送到需要單元。而運輸網絡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

這也是中國石油運輸工作中產生重大安全問題的主因所在。而通過觀察,人們也可以看到,生產地往往與主要利用地相距比較遠。橫跨東西的生產地與利用地之間,就產生了供應與要求極不均勻。因此對于怎樣保證能源的供應安全與可靠性,就變成了一個石油儲運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,勢必需要配備相應的人員設備來提高自身的供應安全技術含量,必須依靠現代的科學管理技術。

3 油氣儲運工藝的優(yōu)化策略

3.1 做好前期的油氣管道工程建設

在油氣儲運工作中，最重要的一點，便是處理好對石油運輸管道的建立，石油的運輸管道是確保油氣運輸過程穩(wěn)固、高效的關鍵所在。在管道工程建造中,必須基于經濟效益為最佳目標,而制訂出重要的計劃。例如,在選定含蠟高黏易凝石油管道的管徑時,考慮到當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行第二條的建造,因為這樣就可以適應實際需要,并且節(jié)省建設經費。天然氣的輸氣管道也是同理,但如果一直難以達到所設計的總輸量,致使經營成本增加時,可先行建立幾條口徑較小的管線,在輸量上升時增設壓氣站,在獲得較良好的經濟性要求時再建設新的交通線。在選線方面也要特別重視,合理選線更加關鍵。石油地和煉鋼企業(yè)間的石油運輸管線,應當合理調節(jié)其線總長和線距總長度的比例。在現實狀況中,由于石油管線通常是市場性質的,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濟,這也就決定了石油管線的選線往往是非常復雜的。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,設計出幾種方法并加以對比,兼顧經濟效益與可靠性,擇優(yōu)選用。最后是重要參數的選擇。當確定了輸量以后,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計,輸氣管道中還必須確定了壓力比。由于石油儲運工程的管子施工屬大規(guī)模建設工程,需要人工、機具量較多,用時較長,成本也較高,施工區(qū)域跨度也較大,而且對精確性的設計要求也極高。

3.2 對原油儲運工藝流程的優(yōu)化

原油管道運輸通常是遠距離運輸的一部分，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，滿足了原油遠距離運輸的技術要求。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。當對恒溫運輸或高溫運輸兩種運輸方式進行選擇時，要事先仔細考慮好兩種運輸方式的優(yōu)缺點。恒溫運輸在運輸過程中不需要使用加熱設備，只需要保持石油在正常情況下流動的溫度就可以進行運輸，且這種運輸方式非常適用于那些自身具有很高的凝固點粘度差的石油。而高溫運輸指的是，在石油的運輸過程中利用特定加熱裝備對石油進行加熱，從而提高石油在流動狀態(tài)下的溫度，以確保石油在運輸過程中的溫度使用高于凝固點。值得一提的是，我國對石油運輸的加熱方式，大多為對石油進行電流循環(huán)。

3.3 做好油氣儲運管道的維護和保養(yǎng)

管道的腐蝕是油氣儲運中非常普遍的問題，石油在多次運輸過程中會經常在管道上有部分殘留，再加上空氣對管道內部的影響，久而久之，管道內便會出現腐蝕的情況，并且，這種現象的出現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，加強運輸管理等手段來進行檢測的。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輸的安全。管道出現腐蝕的原因多數為管道內長時間無人打理和多次對石油的運輸。所以這種情況下，化工企業(yè)應自身做好管道的維護和強制極陰保護，對管道防腐絕緣層要定期檢查，發(fā)現損壞和漏電現象要及時修補，防止腐蝕穿孔。

3.4 規(guī)范管道安裝

管線安裝是石油運輸管線施工當中的一項重要部分,也是影響管線實際工作效益的一項重要環(huán)節(jié)。在管線的安裝操作方面,需要挑選合格的施工技術人員,對整個施工流程當中必須遵守的準則加以合理掌握。管線施工技術人員需要圍繞流程進行全面把握, 既需要注意管線材料配置與連接的實際條件, 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,進行管線的封閉管理。部分管線安裝技術人員在施工當中出現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)技能開展綜合訓練,以提高其對設備安裝等有關工藝的熟悉水平,并按照工藝作業(yè)規(guī)范進行,同時,還應當培養(yǎng)安全意識和社會責任意識。

3.5 做好自動化技術在油氣儲運中的應用

應當培養(yǎng)安全意識和社會責任意識智能化信息技術在石油運輸工程中的廣泛運用,不但可以實現對石油運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)生產與交通運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,因此需要在調節(jié)石油管道流速的基礎上對加熱爐裝置實施有效管理以保持石油的黏性,當石油黏性上升時石油儲存運輸量減少,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,在石油運輸中應用智能化技術可自動實現對石油黏度、運輸量等參數的即時檢測與智能化管理。

4 結語

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