新技術(shù)應(yīng)用第一節(jié)、在線看

油氣輸送管道的新技術(shù)應(yīng)用

第一節(jié)

油氣管道輸送的發(fā)展趨勢(shì)一、我國(guó)油氣管道“十一五”回顧·

“十一五”，我國(guó)石油與天然氣管道建設(shè)進(jìn)入了快車道，管線總里程從“十五”末的4萬(wàn)多公里增加到現(xiàn)在的6萬(wàn)多公里，初步形成了橫跨東西、縱貫?zāi)媳?、覆蓋全國(guó)和連通海外的油氣管網(wǎng)體系。1·

在東北，2010年11月2日，中俄原油管道正式投油運(yùn)行。231994年11月，在俄方提議下，中俄雙方就此問(wèn)題開(kāi)始探討。1996年4月，兩國(guó)政府正式確認(rèn)了中俄原油管道項(xiàng)目。2001年9月，中俄兩國(guó)總理簽署了《中俄關(guān)于共同開(kāi)展鋪設(shè)中俄原油管道項(xiàng)目可行性研究的總協(xié)議》。2002年12月初，江澤民主席與來(lái)訪的俄羅斯總統(tǒng)普京共同簽署的聯(lián)合聲明指出中俄原油管道項(xiàng)目將按期實(shí)施。4后俄聯(lián)邦安全會(huì)議決定改變從安加爾斯克至中國(guó)大慶的石油管道路線(安大線)，把該石油管線的終點(diǎn)改建在俄遠(yuǎn)東的納霍德卡(安納線)。這與日本的打算不謀而合。日本從首相到外相，頻繁出動(dòng)，游說(shuō)莫斯科，并誘惑俄羅斯放棄與

中國(guó)的合作，轉(zhuǎn)與日本合作。一時(shí)間，輸油管

道改線問(wèn)題在俄引起軒然大波?！疤┘{線”的一錘定音，既宣告了喧囂一時(shí)的

“安大線”和“安納線”的終結(jié)，也宣告了一場(chǎng)攪動(dòng)整個(gè)東亞地緣政治的遠(yuǎn)東輸油管道之爭(zhēng)落下帷幕。562008年10月28日中國(guó)和俄羅斯簽署了一項(xiàng)期盼已久的協(xié)議，即在西伯利亞鋪設(shè)一條通往中

國(guó)的石油管線。這條管線將從在建的東西伯利亞－太平洋石油管線主干線一直延伸到中國(guó)邊境，每年可向中國(guó)輸送1500萬(wàn)噸石油。2010年8月29日，俄總理普京出席了中俄石油管道俄羅斯段的開(kāi)通儀式，并親手開(kāi)啟閥門。中俄石油管道全長(zhǎng)999公里，設(shè)計(jì)年輸送原油能力為1500萬(wàn)噸。7在西北，2006年7月，我國(guó)首條跨國(guó)原油管道——中哈管道全線貫通。2009年12月14日，橫貫中土哈烏四國(guó)的中亞天然氣管道工程投產(chǎn)。在西南，全長(zhǎng)1631公里的中緬原油管道和全長(zhǎng)1727公里的中緬天然氣管道，2010年9月啟動(dòng)建設(shè)。8·

中緬原油管道設(shè)計(jì)能力為2200萬(wàn)噸/年，中緬天然氣管道年輸氣能力為120億立方米/年，兩條管道均起于緬甸皎漂市，從云南省瑞麗市進(jìn)入我國(guó)。油氣管道入境后，輸油管道經(jīng)貴州安順到達(dá)重慶，輸氣管道經(jīng)貴州安順到達(dá)廣西。境內(nèi)段天然氣管道干線長(zhǎng)1727公里，投資約

420億元；原油管道干線長(zhǎng)1631公里，投資約300億元。油氣管道境內(nèi)段工程預(yù)計(jì)于2013年建成投產(chǎn)。910111213在海上，原油碼頭和LNG項(xiàng)目進(jìn)展順利。至此，東北、西北、西南和海上四大油氣通道戰(zhàn)略布局初步完成。與此同時(shí)，蘭鄭長(zhǎng)成品油管道、西氣東輸二線管道西段、澀寧蘭復(fù)線管道和漠大管道等支干線相繼投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)油氣骨干管網(wǎng)建設(shè)加快推進(jìn)。油氣管道在實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸變革、推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí)，更是擔(dān)負(fù)起保障國(guó)家能源安全的使命。142008年建設(shè)的重點(diǎn)管道工程有川氣東送、西氣東輸二線、永唐秦:(永清—唐山—秦皇島)、榆林一濟(jì)南等天然氣管道；曹妃甸—天津等原油管道；蘭鄭長(zhǎng):鄭州—安陽(yáng)湯陰、長(zhǎng)嶺—株洲等成品油管道。15出于對(duì)中國(guó)能源供應(yīng)的保證，中國(guó)長(zhǎng)距離油氣管道建設(shè)并未因?yàn)榻鹑谖C(jī)而降低速度。到2020年，中國(guó)長(zhǎng)距離油氣管道的建設(shè)里程將至少達(dá)到10萬(wàn)-15萬(wàn)公里，由于中國(guó)的油氣資源分布不均，進(jìn)口油氣量越來(lái)越大，中國(guó)

需要加大投資建設(shè)油氣管道的力度，未來(lái)10年將迎來(lái)中國(guó)修建跨國(guó)油氣管線的高潮。未

來(lái)10～15年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持較高速度，工業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加快，油氣需求還將繼續(xù)

呈高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。16二、原油管道輸送技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1、輸送工藝的多元化目前，世界范圍內(nèi)的高粘、易凝原油的長(zhǎng)距離管道輸送基本上仍是采用加熱和稀釋兩種工藝。針對(duì)在用管道輸量逐漸下降、稠油開(kāi)采日益增多的現(xiàn)狀，以提高管道運(yùn)行安全性、節(jié)能降耗為目的的各種新技術(shù)、多元輸送工藝的研究已成熱點(diǎn)。17如對(duì)高粘、易凝原油的磁處理、振動(dòng)降粘等物理場(chǎng)的處理輸送；液環(huán)、懸浮、乳化等水處理輸送；滑箱、膜袋等器具處理輸送；充氣降粘輸送，多相混合輸送等。有些已進(jìn)入工業(yè)試驗(yàn)與短距離試輸階段。從總體上看，原油管道輸送的工藝正朝著多元化的方向發(fā)展。182、輸送設(shè)備的高效化由于長(zhǎng)距離原油輸送管道裝機(jī)容量大，能耗大，各國(guó)都十分注重輸送設(shè)備效率的提高。國(guó)外先進(jìn)的原油輸送管道普遍采用高效加熱爐和節(jié)能型輸油泵。我國(guó)目前在長(zhǎng)距離原油輸送管道上使用的加熱設(shè)備，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存

在自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用水平不

高，換熱器、爐管等主要部件的耐腐蝕性

能差，余熱回收裝置普遍存在腐蝕、積灰、傳熱效率不高的問(wèn)題。19發(fā)展方向是，大力開(kāi)展燃燒節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備的研究與推廣，尤其是高效燃燒器、余熱回收裝置以及新型燃油添加劑的研究

與推廣，努力提高加熱設(shè)備的運(yùn)行效率。目前，國(guó)外先進(jìn)輸油管道的輸油泵普遍采用電機(jī)調(diào)速控制，節(jié)電率達(dá)40％，節(jié)能效果顯著。我國(guó)很多管道的輸油泵處于不滿

負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，工作流量遠(yuǎn)低于額定流量，工作壓力遠(yuǎn)高于額定壓力，節(jié)能潛力很大。20但由于調(diào)速節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍較窄，使得有些輸油管道的輸油泵仍舊采用傳統(tǒng)的閥門節(jié)流調(diào)節(jié)，造成大量的能源浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)輸油泵的運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低

10％～20％。發(fā)展方向是合理的選擇調(diào)速裝置和調(diào)速范圍。一是根據(jù)泵的不同運(yùn)行規(guī)律（指泵的流量變化范圍和在每種流量下運(yùn)行的時(shí)間）來(lái)選擇調(diào)速裝置。泵的運(yùn)行規(guī)律一般可分為高流量變化型、低流量變化型、全流量變化型和全流量間歇型四種。21建議高流量變化型泵采用晶閘管串級(jí)、液力偶合器等調(diào)速方式；低流量變化型及全流量間歇型泵采用具備低速到全速切換裝置的變頻調(diào)速；對(duì)于全流量變化型泵，當(dāng)?shù)土髁窟\(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，采用變頻調(diào)速方式較合適，若高流量運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，可采用串級(jí)調(diào)速或低效調(diào)速裝置。22二是根據(jù)泵的裝機(jī)容量選擇調(diào)速裝置。對(duì)于100kw以上的大型輸油泵，選擇調(diào)速裝置時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮高效裝置；對(duì)于100kw以下的小容量型輸油泵，則應(yīng)首先考慮調(diào)速裝置的初投資不宜太高。三是適當(dāng)確定調(diào)速范圍，一般在70％～100％之間，最低轉(zhuǎn)速應(yīng)不小于額定轉(zhuǎn)速的50％。因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速低于50％時(shí)，泵自身的效率會(huì)

明顯下降，是不經(jīng)濟(jì)的。233、運(yùn)行管理的高度自動(dòng)化目前，國(guó)外先進(jìn)的輸油管道普遍運(yùn)用高度自動(dòng)化的計(jì)算計(jì)仿真系統(tǒng)模擬管道運(yùn)行和事故工況，進(jìn)行泄漏檢測(cè)，優(yōu)化管道的調(diào)試管理，對(duì)管道

定期進(jìn)行安全檢測(cè)和完整性評(píng)價(jià)等。長(zhǎng)輸管道仿真系統(tǒng)主要分為三種類型，一是用于油氣管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)、方案優(yōu)選；二是用于

對(duì)操作人員的培訓(xùn)；三是管道的在線運(yùn)行管理。仿真技術(shù)在長(zhǎng)輸管道上的應(yīng)用，不僅優(yōu)化了管道的設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理，而且為管道企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。24管道計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要體現(xiàn)在管道測(cè)繪及地理信息系統(tǒng)、管道操作優(yōu)化管理模型和油品運(yùn)銷集成系統(tǒng)三個(gè)方面。如目前比較先進(jìn)的輸油管道地理信息系統(tǒng)（GIS）就是融合了原有的輸油管道計(jì)算機(jī)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)的，實(shí)現(xiàn)了輸油管道的地理信息、數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存和作圖統(tǒng)一作業(yè)的，可為輸油管道的

勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)、運(yùn)行、監(jiān)測(cè)、

防腐等各階段提供資料的高智能自動(dòng)系統(tǒng)。25三、成品油管道輸送技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)美國(guó)的成品油管道輸送處于世界領(lǐng)先地位，其干線管道長(zhǎng)度約占世界成品油管道總長(zhǎng)

度的50％；其次是加拿大、西歐和俄羅斯。這些國(guó)家的成品油管道都是面向消費(fèi)中心和用戶的多批次、多品種、多出口的商業(yè)性運(yùn)營(yíng)管道，自動(dòng)化管理水平高，都實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行參數(shù)、泄漏檢測(cè)、混油濃度監(jiān)測(cè)、界面跟綜和油品切割的自動(dòng)控制。26并且正在向著大口徑、大輸量、多批次、多品種、高度自動(dòng)化運(yùn)行管理的方向發(fā)展，除輸送成品油外，還輸送其他體烴類化合物，輸送計(jì)劃非常飽滿。如目前世界最大的成品油管道系統(tǒng)—美國(guó)的科洛尼爾管道，雙向可順序輸送

118種不同品牌的成品油，一個(gè)順序周期僅為5天。我國(guó)的成品油管道輸送不論是在數(shù)量上，還是在技術(shù)水平上都有較在的差距。目前，我國(guó)成品油的運(yùn)輸仍以鐵路為主，管道運(yùn)輸僅占全部運(yùn)輸量的2％～3％。而且這些管道輸送油品品種少，技術(shù)水平不高。27成品油管道輸送的發(fā)展，將是我國(guó)管道建設(shè)的重點(diǎn)。成品油管道發(fā)展的方向是：結(jié)合原油資源及煉油企業(yè)生產(chǎn)情況，依據(jù)市場(chǎng)需求，按照產(chǎn)運(yùn)銷一體化的原則，貫通煉油廠、商業(yè)油庫(kù)、轉(zhuǎn)運(yùn)站，形成網(wǎng)絡(luò)。據(jù)有關(guān)規(guī)劃，我國(guó)將構(gòu)建北油南調(diào)和西油東送的成品油管道干線框架，預(yù)計(jì)到2010年，我國(guó)將投運(yùn)的成品油輸送管道增加

10000

km以上，使輸送能力達(dá)到9×107t/a以上。28初步構(gòu)建成東北—華北、西北—西南、西北—華中、華南—西南、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、魯蘇皖以及浙閩沿海地區(qū)的成品油管道輸送骨架。中遠(yuǎn)期發(fā)展中短距離管道，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線連接，點(diǎn)、點(diǎn)連接，逐步形成成品油管道輸送網(wǎng)絡(luò)。在加快成品油管道建設(shè)速度的同時(shí)，必須高度重視成品油管道技術(shù)水平的提高，借鑒國(guó)

外先進(jìn)管理方法，引進(jìn)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，盡快我國(guó)成品油管道輸送的技術(shù)水平。29四、天然氣管道輸送技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1、天然氣產(chǎn)—運(yùn)—銷一體化趨勢(shì)·

由天然氣的性質(zhì)決定，從氣田的井口裝置開(kāi)始，經(jīng)礦場(chǎng)集氣、干線輸氣，再通過(guò)配氣管

網(wǎng)到用戶，天然氣所經(jīng)過(guò)的各環(huán)節(jié)構(gòu)成了一

個(gè)連續(xù)的、密閉的水力學(xué)系統(tǒng)。天然氣的產(chǎn)、運(yùn)、銷具有一體化特點(diǎn)。在確定長(zhǎng)距離輸氣

管道的建設(shè)方案時(shí)，必須同時(shí)將上游的氣源

建設(shè)和下游的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)統(tǒng)籌起來(lái)考慮。302、干線管道的大口徑、高壓力、大輸量趨勢(shì)目前，俄羅斯、西歐、北美一些發(fā)達(dá)國(guó)家的天然氣干線管道的直徑一般在1000㎜，輸送壓力大都超過(guò)10MPa以上，其機(jī)組功率和管道輸送能力都較大。如俄羅斯通往歐洲的天然氣干線管道直徑達(dá)1420㎜，阿意輸氣管道的最高出站壓力達(dá)21MPa。我國(guó)西氣東輸管道的直徑為1016㎜，輸送壓力10MPa，設(shè)計(jì)輸送能力

1.2×1010m3/a。該管道在一些方面達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。313、天然氣的計(jì)量、檢測(cè)、減阻技術(shù)計(jì)量在天然氣的管道輸送中占有重要的地位，精確的計(jì)量不僅可以避免天然氣貿(mào)易中上、

中、下游間的諸多矛盾，還可以提高管道的

管理水平。天然氣計(jì)量技術(shù)經(jīng)歷了體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和熱值計(jì)量三個(gè)階段。由于天然氣的成分比較穩(wěn)定，按熱值計(jì)量比較準(zhǔn)確，同時(shí)，按熱值計(jì)價(jià)可以體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，所以，熱值計(jì)量比體積計(jì)量和質(zhì)量計(jì)量更為科學(xué)和公平。32

熱值計(jì)量已成為當(dāng)今天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向。我國(guó)目前還以體積計(jì)量和質(zhì)量計(jì)量為主，為了提高我國(guó)天然氣管道的管理水平，與國(guó)際接軌，推廣應(yīng)用熱值計(jì)量技術(shù)應(yīng)是我們努力的方向。

傳統(tǒng)的管道泄漏檢測(cè)技術(shù)普遍存在誤報(bào)率高、定位平準(zhǔn)、安裝和維修費(fèi)用高的缺點(diǎn)。目前，美國(guó)天然氣研究所（GRI）