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關(guān)鍵詞:天然氣;石油;管道建設(shè);技術(shù)
中圖分類號(hào):F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,是我國(guó)石油天然氣管道運(yùn)輸業(yè)實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)的根本性保證。在當(dāng)今世界石油天然氣管道技術(shù)的科研及專利領(lǐng)域存在壟斷的情況下,我們應(yīng)該結(jié)合我們自己的當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展需求,實(shí)事求是的研究我國(guó)石油天然氣管道技術(shù)開發(fā)應(yīng)該采取的戰(zhàn)略措施。
1 我國(guó)石油管道技術(shù)基本現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)長(zhǎng)輸管道的技術(shù)隨著原油長(zhǎng)輸管道的不斷建設(shè)而不斷發(fā)展。主要表現(xiàn)在:密封輸油工藝、原油加劑綜合處理技術(shù)、大落差地段輸油技術(shù)、輸油管道節(jié)能改造技術(shù)、油氣管道自控技術(shù)。
1.1 我國(guó)密封輸油工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
鐵大、鐵秦、秦京線通過使用我國(guó)改造過的大口徑原油管道的開式輸送流程技術(shù)后,實(shí)現(xiàn)了密閉輸送;常溫密閉運(yùn)輸?shù)囊苍趲鞝柪諏?shí)現(xiàn)了。
1.2 大落差地段輸油技術(shù)
對(duì)于那些落差比較大的地段,我國(guó)采用了設(shè)置減壓站的方法來解決落差大的輸油問題。
1.3 輸油管道自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信等技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)的管道自動(dòng)化技術(shù)也在不斷的發(fā)展著。我國(guó)通過不斷的借鑒引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),再通過自身的不斷研發(fā),成熟的掌握了輸油管道自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)。
1.4 節(jié)能減耗在輸油管道上的應(yīng)用
通過對(duì)輸送工藝和工藝流程的改造,在采用密閉輸油的同時(shí),根據(jù)管道輸量的變化來改變加熱輸送,從而達(dá)到了經(jīng)濟(jì)安全輸油的目的。
1.5我國(guó)成品油管道技術(shù)基本現(xiàn)狀
我國(guó)對(duì)于成品油的運(yùn)輸以柴油和汽油為主。主要是通過鐵路、水路和公路等傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式將成品油提供給消費(fèi)市場(chǎng)和用戶,從而形成了以鐵路沿線為主要骨架的成品油運(yùn)銷體系。這種運(yùn)輸方式不但輸送的品種少,不環(huán)保,還浪費(fèi)了很多資源。但是長(zhǎng)期以來,我國(guó)成品油管道的輸送量很少。在90年代后,隨著我國(guó)科技說平的不斷提高,我國(guó)也在不斷加強(qiáng)對(duì)成品油管道運(yùn)輸技術(shù)與跟蹤管理方面的研究。
我國(guó)成品油管道一般都是采用密閉順序輸送的工藝進(jìn)行運(yùn)輸。目前,我國(guó)最先進(jìn)的成品油運(yùn)輸管線是采用大口徑、高壓力、長(zhǎng)距離、多油品、多出口、全自動(dòng)化管理的商用成品油管線。
2我國(guó)天然氣管道技術(shù)基本現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
2.1我國(guó)大規(guī)模生產(chǎn)和消費(fèi)天然氣時(shí)代的到來是從西氣東輸工程的建成投產(chǎn)開始的。我國(guó)西氣東輸工程的特點(diǎn)主要包括:
第一:工程復(fù)雜。目前,西氣東輸工程是我國(guó)最長(zhǎng)的天然氣管道工程,經(jīng)過了沙漠、戈壁、黃土丘陵、沼澤、山地、水網(wǎng)等很多種地域單元,穿越了很多不同形態(tài)地質(zhì)的地域。
第二:管理自動(dòng)化。全線集中采用了SCADA系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)以及衛(wèi)星通信等先進(jìn)技術(shù),對(duì)全線進(jìn)行了系統(tǒng)的管理,實(shí)現(xiàn)了管理自動(dòng)化。
第三:氣源多、用戶多,在地下還建立了很多配套的儲(chǔ)氣庫,實(shí)現(xiàn)了安全供氣,合理運(yùn)營(yíng)。
2.2 我國(guó)現(xiàn)在的天然氣管道技術(shù)水平主要具有一下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。
第一:采用了與國(guó)際水平相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
第二:在管道路線的優(yōu)化及選擇上,采用了衛(wèi)星遙感技術(shù)以及GPS等系統(tǒng)。
第三:在管理上,采用了自動(dòng)化管理;在通信上,采用了多種方式并存的方法。
第四:通過采用對(duì)管道外面涂上煤焦油瓷漆、單層環(huán)氧粉末等,來防止管道內(nèi)部的腐蝕。對(duì)于管道內(nèi)部的防腐蝕,主要采用了涂抹液體環(huán)氧涂料的方法。
第五:采用超聲波技術(shù)進(jìn)行管道天然氣計(jì)量。
3我國(guó)石油天然氣管道技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略
由于我國(guó)石油天然氣管道運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展起步比較晚,所以與國(guó)外先進(jìn)的石油天然氣管道技術(shù)相比還有一段差距。所以,我們?cè)谧约哼M(jìn)行研發(fā)石油天然氣管道技術(shù)的同時(shí),要不斷的借鑒外國(guó)先進(jìn)的石油天然氣管道技術(shù),對(duì)國(guó)外的管道技術(shù)進(jìn)行改造創(chuàng)新等,使其符合我國(guó)石油天然氣管道技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。不斷促進(jìn)我國(guó)石油天然氣管道運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)我國(guó)石油天然氣管道運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展。
目前我們主要的發(fā)展目標(biāo)就是在大幅度降低管道運(yùn)輸綜合能耗,響應(yīng)我國(guó)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召的同時(shí),確保我國(guó)現(xiàn)在正在使用的石油天然氣管道網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行,不斷提高我國(guó)大型石油天然氣管道網(wǎng)絡(luò)安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。對(duì)于那些需要建設(shè)的管道,爭(zhēng)取在建設(shè)管理中達(dá)到世界先進(jìn)水平。形成我們自己的完整的石油天然氣管道技術(shù),為實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益而不斷努力。
加大對(duì)石油天然氣管道技術(shù)人才培養(yǎng)的重視程度,為我國(guó)培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的技術(shù)管理人員。
4結(jié)論
石油天然氣管道是我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施。我國(guó)在建設(shè)管道時(shí),要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在提高管道安全運(yùn)行的情況下,加大對(duì)環(huán)境的保護(hù),實(shí)現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。
由于我國(guó)的石油天然氣管道技術(shù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距,所以我們要采用開放式的科研模式,積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù),加大對(duì)新技術(shù)的開發(fā)與推廣應(yīng)用,使更多的科技創(chuàng)新應(yīng)用到實(shí)際的建設(shè)中來。
石油天然氣管道技術(shù)的不斷完善和發(fā)展為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們生活水平的不斷提高提供了有力的保障。石油天然氣管道技術(shù)不單單是國(guó)家的一項(xiàng)工程,也是國(guó)家的一項(xiàng)民生工程。
參考文獻(xiàn)
[1]蒲明.中國(guó)油氣管道發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].國(guó)際石油經(jīng)濟(jì),2009(03).
天然氣管道即將天然氣(包括油田生產(chǎn)的伴生氣)從開采地或處理廠輸送到城市配氣中心或工業(yè)企業(yè)用戶的管道,又稱輸氣管道。利用天然氣管道輸送天然氣,是陸地上大量輸送天然氣的唯一方式。在世界管道總長(zhǎng)中,天然氣管道約占一半。
天然氣管道標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)代的集氣管道和輸氣管道是由鋼管經(jīng)電焊連接而成。鋼管有無縫管、螺旋縫管、直縫管多種,無縫管適用于管徑為529毫米以下的管道,螺旋縫管和直縫管適用于大口徑管道。集輸管道的管子橫斷面結(jié)構(gòu),復(fù)雜的為內(nèi)涂層-鋼管-外絕緣層-保溫(保冷)層;簡(jiǎn)單的則只有鋼管和外絕緣層,而內(nèi)壁涂層及保溫(保冷)層均視輸氣工藝再加確定。
管材方面:鋼管是管道的主要材料。天然氣輸送鋼管是板(帶)經(jīng)過深加工而形成的較特殊的冶金產(chǎn)品。管道鋼的組織形態(tài),由于工藝技術(shù)的差別,各廠商生產(chǎn)的管道鋼存在一定的差異。對(duì)于天然氣管道的管材來說,強(qiáng)度、韌性和可焊性是三項(xiàng)最基本的質(zhì)量控制指標(biāo)。
天然氣管道發(fā)展前景
中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展僅是一個(gè)新階段的開始。從整個(gè)天然氣上下游一體化的系統(tǒng)工程來看,中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)依然年輕。與其他成熟天然氣市場(chǎng)相比,中國(guó)發(fā)展成為成熟天然氣市場(chǎng)的用時(shí)將更短。
中國(guó)的環(huán)境壓力和快速的城市化極大的擴(kuò)大了天然氣市場(chǎng)。中國(guó)天然氣需求未來十幾年將高速增長(zhǎng),2010-2020年需求量將達(dá)到1400億立方米。這樣,供需缺口大約在500億立方米左右。中國(guó)規(guī)劃到2020年天然氣的使用量在一次性能源中所占的比例達(dá)到10%。
江陰臨港開發(fā)區(qū)鋼管生產(chǎn)加工市場(chǎng)
江陰擁有全國(guó)最大的鋼管銷售網(wǎng)絡(luò)。臨港開發(fā)區(qū)境內(nèi)江陰市長(zhǎng)江鋼管有限公司,是全國(guó)最大的鋼管銷售公司。公司以以江陰市無縫鋼管總廠、金屬制管廠、長(zhǎng)鋼制管有限公司、長(zhǎng)江石油專用管制造有限公司生產(chǎn)的各類無縫鋼管為基礎(chǔ),長(zhǎng)期與國(guó)內(nèi)大型鋼企成鋼、天鋼、包鋼以及中石化、中石油、中海油等石化企業(yè)緊密合作,既經(jīng)銷自產(chǎn)各類無縫鋼管,也國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口無縫鋼管。常年儲(chǔ)備各類合金鋼管現(xiàn)貨資源達(dá)8萬余噸。連續(xù)三年列全國(guó)服務(wù)業(yè)500強(qiáng),2012年銷量達(dá)80萬噸銷售額達(dá)40億元。
其中江陰市無縫鋼管總廠、江陰市金屬制管廠、江陰長(zhǎng)鋼制管有限公司等都有生產(chǎn)天然氣管道的生產(chǎn),每年銷量約有30萬噸,供應(yīng)中石油、中石化等各大能源類企業(yè)。
因此,我們開發(fā)區(qū)已經(jīng)具備生產(chǎn)發(fā)展天然氣管道的基礎(chǔ)和條件,在開發(fā)區(qū)的天然氣管網(wǎng)管道的發(fā)展可以從培育本地企業(yè)出發(fā),做大做強(qiáng)本地企業(yè)。
LNG運(yùn)輸企業(yè)招引分析
目前國(guó)內(nèi)LNG物流公司發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)LNG市場(chǎng)的發(fā)展,LNG物流公司逐漸發(fā)展壯大起來。目前貼近氣源但管網(wǎng)不能覆蓋的區(qū)域基本上都需要LNG物流企業(yè)進(jìn)行公路運(yùn)輸。由于LNG運(yùn)輸車造價(jià)昂貴,造價(jià)都在200萬左右,這使得其購置成本較高。很少物流企業(yè)能夠大批量采購。以武漢市綠能天然氣運(yùn)輸有限公司為例擁有上百臺(tái)各類LNG運(yùn)輸車的企業(yè)已經(jīng)是十分少見的大型LNG物流企業(yè)了。很多物流公司旗下僅有十?dāng)?shù)臺(tái)LNG運(yùn)輸車而且掛靠方式的很多。相當(dāng)一部分LNG運(yùn)輸車是生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自身需要配置的,運(yùn)輸業(yè)務(wù)由燃?xì)夤咀越ǖ奈锪鞴净蛘咝刨嚨奈锪鞣?wù)商統(tǒng)一管理。
某專業(yè)公司做過調(diào)研,我國(guó)LNG物流公司構(gòu)成中,企業(yè)自主物流公司占61.4%,小型第三方物流公司占比21.6%,掛靠物流服務(wù)公司占10.3%,大型第三方物流公司占4.2%,個(gè)人服務(wù)占2.5%。以上各類型物流公司所占的市場(chǎng)份額分別是:企業(yè)自主物流公司占57.4%,小型第三方物流公司占比18.7%,掛靠物流服務(wù)公司占8.6%,大型第三方物流公司占12.5%,個(gè)人服務(wù)占2.8%。
由上可以看到,我國(guó)LNG物流產(chǎn)業(yè)目前整體實(shí)力還不強(qiáng),大型企業(yè)較少。絕大部分企業(yè)是小型物流企業(yè)和個(gè)人LNG車掛靠服務(wù)企業(yè)。但從市場(chǎng)份額看,由于大型LNG物流公司物流業(yè)務(wù)關(guān)系穩(wěn)定,服務(wù)收益規(guī)模要比小型企業(yè)及掛靠類公司高,其市場(chǎng)份額達(dá)到12.5%。由此可以看到,我國(guó)LNG物流公司向大型專業(yè)化發(fā)展將是一個(gè)典型趨勢(shì)。
經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)資料搜集和企業(yè)走訪中了解到,我國(guó)大型的LNG運(yùn)輸車的物流公司很少,主要是武漢綠能、新疆廣匯等。
我國(guó)LNG物流公司發(fā)展現(xiàn)狀呈現(xiàn)以下特點(diǎn):大型企業(yè)較少但產(chǎn)值較高、車輛成本制約物流企業(yè)發(fā)展速度、物流企業(yè)一般附屬于燃?xì)夤?yīng)公司、單車掛靠方式更適合LNG不定期零散運(yùn)輸、LNG物流公司業(yè)務(wù)依賴性強(qiáng),跨省區(qū)能力差。
[關(guān)鍵詞]油氣儲(chǔ)運(yùn);現(xiàn)狀;分析
中圖分類號(hào):TE82;TE83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)15-0383-01
石油和天然氣目前是我國(guó)主要能源之一,其運(yùn)輸方式主要是管道運(yùn)輸。由于我國(guó)早年經(jīng)濟(jì)和科技較為落后,管道運(yùn)輸技術(shù)起步較晚。但改革開放以來,我國(guó)管道運(yùn)輸技術(shù)得到飛速發(fā)展。東北、華東、華中等地區(qū)管道建設(shè)已形成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀系統(tǒng),而且新材料、新技術(shù)的應(yīng)用已成為趨勢(shì)。
一、油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀
雖然我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)雖然得到較大的發(fā)展,但由于地勢(shì)復(fù)雜等客觀條件因素的限制,以管道運(yùn)輸為主的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)仍然暴露出不少問題。以下根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn),作簡(jiǎn)要分析。
(一)多蠟原油問題
我國(guó)盛產(chǎn)最多的是多蠟原油。但是,多蠟原油有個(gè)缺陷就是,在儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)必須要加熱,否則會(huì)出現(xiàn)凝固而堵塞管道的現(xiàn)象。目前采用沿途建設(shè)多個(gè)大爐,對(duì)管道維持加熱的方法,并進(jìn)行正反兩方面交替運(yùn)輸?shù)姆绞絹韺?shí)現(xiàn)對(duì)原油的運(yùn)輸。但這種方法投入成本大,能源消耗高,至今還沒有找到徹底的解決方法。而且,熱力不足時(shí),原油凝固塞管,就難再實(shí)行啟動(dòng)。為此,筆者建議.必須對(duì)運(yùn)輸原油管道的技術(shù)進(jìn)行改善,并減少能耗投入。
(二)蒸汽回收問題
煉油廠的蒸汽回收,是當(dāng)前油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)迫切需要解決的問題。煉油時(shí)的蒸汽對(duì)人體不健康,排放到空氣中,不僅對(duì)空氣造成污染,而且還會(huì)危及油氣儲(chǔ)運(yùn)工作人員的生命健康。在我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)中,煉油蒸汽的回收是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)?;厥赵O(shè)備設(shè)施和技術(shù)都不夠成熟。因此,提高煉油蒸汽的回收,不僅能減少浪費(fèi),使資源得到充分利用,還能減少對(duì)空氣環(huán)境的污染。
(三)管道儲(chǔ)運(yùn)單一
油氣管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)雖然發(fā)展迅猛,許多地區(qū)已形成巨大的縱橫交錯(cuò)網(wǎng)站運(yùn)輸系統(tǒng),但每種管道運(yùn)輸油氣比較單調(diào),通常為一種。目前來說,一管多油的運(yùn)輸技術(shù)還不成熟,或者根據(jù)所儲(chǔ)運(yùn)燃油的性質(zhì)特征出于安全因素的考慮,根本不適合和其他油一同運(yùn)輸。然而,在錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管道,優(yōu)化組合,盡可能使管道格局精簡(jiǎn),以發(fā)揮更大儲(chǔ)運(yùn)效率,也是管道運(yùn)輸技術(shù)改進(jìn)需要考慮的一方面。
(四)管道維護(hù)技術(shù)問題
管道維護(hù)主要是防止管道爆裂、防腐、凝塞等常見管道問題。我國(guó)管道網(wǎng)較為復(fù)雜,相互交錯(cuò),一旦出現(xiàn)故障,將會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。所以,加強(qiáng)管道運(yùn)輸?shù)臋z測(cè)和排查工作,至關(guān)重要。排查一定要定時(shí)定候,認(rèn)真仔細(xì),一旦發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)異常,必須立刻進(jìn)行搶修。發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重的管道,必須要迅速更換。管道的建設(shè),必須要選用質(zhì)量有保證的材料,根據(jù)不同地形地勢(shì)合理設(shè)計(jì),方便工作人員檢查。
二、油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著新材料和新興科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn),我國(guó)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)將會(huì)迎來一個(gè)新臺(tái)階。管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)將更加多樣,并能應(yīng)用上先進(jìn)的各種科學(xué)技術(shù),更趨數(shù)字化和信息化。
(一)數(shù)字化管道
數(shù)字化管道技術(shù)是一種新興起的油氣管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。它主要在管道監(jiān)控室應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng),通過數(shù)字信息技術(shù),對(duì)管道全線實(shí)行精密監(jiān)測(cè)的一種方法。這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能根據(jù)管道運(yùn)輸時(shí)的具體狀態(tài),以及管道所處的地理環(huán)境情況,把它們以數(shù)字的表現(xiàn)形式整合,傳達(dá)給監(jiān)控室。當(dāng)管道一旦出現(xiàn)問題,檢測(cè)系統(tǒng)就能迅速發(fā)現(xiàn),并且能分析出具體原因,立刻派出工作人員進(jìn)行修復(fù),避免故障發(fā)生。
(二)堵漏技術(shù)
堵漏是管道搶修的一項(xiàng)常見工作。目前,我國(guó)通常采用以下一些方法:檢查管道時(shí),只對(duì)可能發(fā)生泄漏或者被腐蝕嚴(yán)重的位置進(jìn)行修復(fù).主要通過打卡孔,焊接加固或者換管道;堵漏時(shí),不中斷燃油繼續(xù)運(yùn)輸,堵漏的材料一般采用碳纖維復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂等。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,堵漏進(jìn)入到不必在地面開挖大口甚至不用開挖也可實(shí)現(xiàn)修復(fù)的技術(shù)階段。主要是在合適的位置.掘開一小孔,在遠(yuǎn)距離操作,利用微型機(jī)器人和漲套技術(shù),對(duì)管道泄漏的地方進(jìn)行填補(bǔ)修復(fù)。主要是通過增加管道內(nèi)襯或者新油氣管道。對(duì)于毛病較多的油氣管道,通常也利用此方法,利用特殊材料進(jìn)行加厚,形成管中套管的結(jié)構(gòu)。
(三)管道開設(shè)技術(shù)
油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)中,管道的開設(shè)也是一個(gè)難點(diǎn)。我國(guó)地形地勢(shì)較為復(fù)雜,管道開設(shè)時(shí)要考慮自然災(zāi)因素的影響,如地震、冰封和高溫等情況;另外,開挖時(shí)線路的設(shè)計(jì)也必須要考慮合理,要避開復(fù)雜地形,如果應(yīng)用傳統(tǒng)的開設(shè)技術(shù),這樣的工程將會(huì)變得特別困難。目前,我國(guó)已應(yīng)用了衛(wèi)星遙感勘察和監(jiān)測(cè)的技術(shù),大大方便了儲(chǔ)油管道的開挖。衛(wèi)星遙感主要是采用衛(wèi)星技術(shù)對(duì)地形地勢(shì)進(jìn)行全方位的勘測(cè),收集數(shù)據(jù),經(jīng)過處理分析,得出最優(yōu)路線。采用先進(jìn)遙感技術(shù),可以繪制出仿真三維管道輸送地形位置.圖片清晰,能預(yù)測(cè)管道網(wǎng)絡(luò)建成后的具體情況。通過衛(wèi)星遙感.能為施工人員開設(shè)管道減少不必要的麻煩。
(四)管道仿真技術(shù)
管道仿真技術(shù),即利用現(xiàn)行的模擬仿真技術(shù),模仿管道儲(chǔ)油運(yùn)輸具體情形的操作技術(shù)。通過這種技術(shù),能掌握管道運(yùn)行時(shí)的具體數(shù)據(jù),如高峰期油氣的運(yùn)行狀態(tài)。通過研發(fā)這種管道仿真系統(tǒng),能對(duì)油氣運(yùn)輸時(shí)瞬間狀態(tài)的把握,有助于對(duì)高峰期油氣運(yùn)輸緊張的調(diào)節(jié).實(shí)習(xí)對(duì)用戶油氣調(diào)配輸送。在我國(guó),許多管道仿真軟件已經(jīng)問世了。
關(guān)鍵詞:管道流體;發(fā)電;節(jié)能
引言
面對(duì)能源緊缺、環(huán)境污染的現(xiàn)狀,節(jié)能環(huán)保成為當(dāng)今科技發(fā)展的一大主題。其中,利用排水管道、輸油管道等各類管道流體發(fā)電,便是其中的一種。長(zhǎng)輸送管道用來輸送流體介質(zhì),必然存在管道異物阻塞,出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象,由于管道一般為埋地敷設(shè),只能在管道內(nèi)部裝設(shè)自行清理、檢查的裝置,并要求此裝置具有持續(xù)的電能供應(yīng),于是,管道流體自發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí),在提倡發(fā)展多種能源的今天,也可以作為一種分布式電源,為供電緊缺地區(qū)提供一定的電能。
1 管道流體發(fā)電技術(shù)定義
管道流體發(fā)電技術(shù)是指在輸油管道或下水管道中,利用一定的裝置,將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并加以利用的一種技術(shù)。該技術(shù)目前主要應(yīng)用于各類運(yùn)輸管道的自動(dòng)清理、檢測(cè)裝置的供電系統(tǒng)中。能源自給式管道機(jī)器人就是其中的一類,利用該技術(shù)產(chǎn)生的電能給這種機(jī)器人充電,管道機(jī)器人長(zhǎng)期浸潤(rùn)在流動(dòng)介質(zhì)中,在不需要自帶能源的條件下進(jìn)行檢測(cè)裂縫、清理異物等工作,從而對(duì)管道進(jìn)行低成本高效率的檢測(cè)和維護(hù)。同時(shí),管道流體發(fā)電技術(shù)也成為一種新型的分布式發(fā)電技術(shù),為供電缺乏地區(qū)提供電能。例如在城市污水運(yùn)輸管道中應(yīng)用流體發(fā)電技術(shù),就可以形成相當(dāng)規(guī)模的流體發(fā)電系統(tǒng)。
2 管道流體發(fā)電技術(shù)背景
2.1 流體力學(xué)分析
對(duì)于一般運(yùn)輸流體介質(zhì)的管道而言,其入口處的壓力P和流量u是由壓力供給系統(tǒng)所決定。(在此假定長(zhǎng)輸送管道內(nèi)的流體是連續(xù)穩(wěn)定不可壓縮的。)從物理角度分析,Z為位置水頭,■為靜壓水頭,而■為動(dòng)壓水頭,稱為管道內(nèi)的總水頭,反映的是管道中沿流動(dòng)方向任意斷面的高度Z、壓力P和流速u,三個(gè)變量之間的關(guān)系。由受力分析可知,作用于管道中流體的外力主要有流體動(dòng)壓力、重力,由于流體沿管道流動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,以及管道中一些裝置(發(fā)電裝置、清理檢測(cè)裝置等)引起流體擾動(dòng)的干擾阻力,所以流體沿流動(dòng)方向的總機(jī)械能逐漸減少,我們把這部分損耗的機(jī)械能稱為水頭損失Z水。為了克服水頭損失,工程上采取的辦法是提高長(zhǎng)輸送管入口處的靜壓力,使之在管道出口處變?yōu)榱黧w的動(dòng)能。如果我們?cè)谳^長(zhǎng)的輸送管道中增加發(fā)電裝置,相當(dāng)于增加流體所受阻力Z阻,將會(huì)引起流場(chǎng)力學(xué)條件的變化,此時(shí)管道內(nèi)部實(shí)際流體的伯努利方程為:
(1)
式中,Pl-管道進(jìn)口處計(jì)算截面1處的壓力;u1-管道進(jìn)口處計(jì)算截面1處的流量;P2-管道出口處計(jì)算截面2處的壓力;u2-管道出口處計(jì)算截面2處的流量;Z水-水頭損失;Z阻-管內(nèi)增加的額外阻力。其中,下標(biāo)1和2的數(shù)值分別代表在長(zhǎng)輸送管道上進(jìn)口處計(jì)算截面1和發(fā)電裝置以后計(jì)算截面2上的流體力學(xué)參數(shù)值。當(dāng)發(fā)電裝置的重量和體積都比較大時(shí),則意味著Z阻增加很多,此時(shí)管道內(nèi)的流體力學(xué)條件會(huì)發(fā)生較大的變化;在水平等直徑管道情況下,可以認(rèn)為Z阻遠(yuǎn)大于Z水,u1=u2=u,z1=z2,由(1)式得:
(2)
式(2)表明,在一定條件下,如果在發(fā)電裝置前后形成靜壓差P1和P2,同時(shí)出現(xiàn)足夠的流量流過發(fā)電裝置的橫截面,定會(huì)產(chǎn)生克服 Z阻所需要的驅(qū)動(dòng)力。
2.2 發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成
管道流體發(fā)電系統(tǒng)主要由以下三部分組成:葉輪,發(fā)電機(jī),蓄電池。
2.2.1 葉輪
葉輪接收流體動(dòng)能,并將之傳遞給同軸旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī),是流體發(fā)電的關(guān)鍵元件。在不同的發(fā)電裝置與流體介質(zhì)中,葉輪的設(shè)計(jì)稍有不同。綜合考慮其功率系數(shù),發(fā)電效率,葉片共振等因素下,一般選用的葉片數(shù)為3??紤]到其工作環(huán)境,一般選用具有較高耐壓比強(qiáng)度和極限抗張強(qiáng)度的材料。而葉輪直徑、形狀的設(shè)計(jì)則與流體介質(zhì)的流速、種類、溫度等有關(guān)。
2.2.2 發(fā)電機(jī)是管道流體發(fā)電的核心器件,由于流體介質(zhì)一般具有較大的粘稠度,不能達(dá)到像水輪發(fā)電機(jī)那樣的高速旋轉(zhuǎn),故一般考慮其流體介質(zhì)種類,相應(yīng)采用低速發(fā)電機(jī)。另外,發(fā)電機(jī)的主軸和葉輪相連,還要考慮其連接的可靠性與振動(dòng)問題。
2.2.3 蓄電池
由于管道流體發(fā)電受流體流速影響較大,輸出功率不夠穩(wěn)定,,而實(shí)際要求的電能則是持續(xù)穩(wěn)定的電能,所以一般用將所發(fā)電能儲(chǔ)存起來加以利用。一般采用鋰離子電池,該類電池能量密度大,平均輸出電壓高。自放電小,且沒有記憶效應(yīng),循環(huán)性能優(yōu)越。而且輸出功率大,使用壽命長(zhǎng),不含有毒有害物質(zhì)。有利于管道內(nèi)發(fā)電系統(tǒng)的長(zhǎng)期使用,電池不易泄露有害物質(zhì)和氣體,對(duì)與流體介質(zhì)影響較小,具有一定的可靠性。
3 管道流體發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況與應(yīng)用前景
目前,管道流體發(fā)電技術(shù)主要用于對(duì)管道機(jī)器人供電和一些小型的管道流體發(fā)電系統(tǒng)。管道機(jī)器人的發(fā)電模塊將管道流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,進(jìn)而給管道機(jī)器人的行走與工作提供持續(xù)電能。其中,在不同機(jī)器人的設(shè)計(jì)中,流體發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)調(diào)整。如今市場(chǎng)上已經(jīng)投入使用一些能量自給式管道機(jī)器人。對(duì)于小型的管道流體發(fā)電系統(tǒng),目前還處于實(shí)驗(yàn)階段,并沒有大規(guī)模應(yīng)用。管道流體發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)主要在于其發(fā)電裝置的優(yōu)化,解決了早期的流體發(fā)電機(jī)由于管道內(nèi)結(jié)構(gòu)龐大、安裝復(fù)雜、流體腐蝕與沖擊導(dǎo)致設(shè)備壽命短、對(duì)流體阻力過大、易阻塞管道等問題,提高了發(fā)電效率與輸出電能的穩(wěn)定性。管道流體發(fā)電是一種節(jié)能環(huán)保的發(fā)電方式,隨著能源的進(jìn)一步緊缺,管道流體發(fā)電技術(shù)也必將受到越來越多的關(guān)注。隨著我國(guó)石油運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展,自給式管道機(jī)器人的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。
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關(guān)鍵詞:成品油;管道計(jì)量管理;計(jì)量器具檢定;輸送損耗
本文就提升成品油管道計(jì)量管理的重要性進(jìn)行闡述,通過探討注入站計(jì)量交接、管道下載站計(jì)量交接及計(jì)量器具檢定等措施,分析其對(duì)管道輸送損耗的降低作用。
1 提升成品油管道計(jì)量管理的重要性
成品油的運(yùn)輸方法不只管道運(yùn)輸一種,還有鐵路輸送、公路輸送和水路輸送三種,而這四種運(yùn)輸方式對(duì)比來看,管道運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用率比較高,因?yàn)橄鄬?duì)來說它比較經(jīng)濟(jì)安全、受外界因素干擾率低,而且運(yùn)輸消耗量較其他少。在管道運(yùn)輸過程中計(jì)量管理工作是比較基本的一項(xiàng)工作內(nèi)容,對(duì)石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的綜合效率中占有關(guān)鍵性作用。近年來,統(tǒng)計(jì)顯示成品油管道運(yùn)輸?shù)膿p耗率大約在0.2%左右,嚴(yán)重的則大于0.5%,不僅造成了大量成品油的浪費(fèi),也影響石油產(chǎn)業(yè)的濟(jì)效率。因此,提升成品油管道計(jì)量的管理工作,是降低管道輸送損耗的重要措施,對(duì)我國(guó)石油能源與石油企業(yè)的長(zhǎng)久、穩(wěn)定發(fā)展有重要的促進(jìn)作用。
2 科學(xué)開展成品油管道計(jì)量管理工作,有效降低管道輸送損耗
2.1 注入站計(jì)量交接措施
注入站是成品油管道運(yùn)輸工作的起始點(diǎn),它的計(jì)量交接工作對(duì)整個(gè)成品油運(yùn)輸都有一定的依據(jù)作用,是關(guān)鍵性的一個(gè)環(huán)節(jié)。在成品油未運(yùn)輸前,煉油廠需要石油企業(yè)簽訂各項(xiàng)協(xié)議,包括成品油的交接量、交接點(diǎn)、遇到經(jīng)濟(jì)或其他問題時(shí)的解決方法等,并簽訂成品油交接守則、計(jì)量器具管理原則或其他全面性的管理原則等,并應(yīng)注明在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的因空氣浮力或壓力補(bǔ)償所引起的問題,煉油廠無須負(fù)相關(guān)責(zé)任。在成品油運(yùn)輸?shù)倪^程中,計(jì)量工作人員需對(duì)整個(gè)投入與運(yùn)輸過程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)和對(duì)比,記錄成品油每個(gè)階段的油量,確保其到達(dá)目的地后的數(shù)量并與注入站的計(jì)量進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)成品油輸送的油量可根據(jù)油庫檢尺數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量,當(dāng)罐支量與流量計(jì)的對(duì)比率低于0.1%的時(shí)候可將流量計(jì)置入,確保成品油運(yùn)輸?shù)慕唤恿俊?/p>
2.2 管道下載站計(jì)量交接措施
管道下載站計(jì)量工作是指油庫和石油企業(yè)成品油管道下載點(diǎn)之間的計(jì)量交接工作,石油企業(yè)應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),與石油分點(diǎn)之間建立相應(yīng)的管理規(guī)章與原則,制定的內(nèi)容除了包括成品油的交接量、交接點(diǎn)外,還要包含雙方的糾紛處理方式、權(quán)責(zé)劃分、經(jīng)濟(jì)效率劃分標(biāo)準(zhǔn)、季度效率標(biāo)準(zhǔn)、油耗計(jì)量劃分情況等,可以為成品油管道運(yùn)輸增加一份保障。成品油輸送至下載點(diǎn)后,各自派出檢驗(yàn)員對(duì)成品油的計(jì)量、流量計(jì)表數(shù)、油罐檢尺等進(jìn)行檢測(cè)和記錄并進(jìn)行對(duì)比。最終確定成品油下載計(jì)量,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)下載點(diǎn)每月成品油計(jì)量的檢查和油罐監(jiān)督,確保成品油管道輸運(yùn)計(jì)量交接工作的準(zhǔn)確性。
2.3 計(jì)量器具檢定措施
在成品油管道運(yùn)輸中確保計(jì)量準(zhǔn)確性的前提條件就是計(jì)量器具,包含質(zhì)量流量計(jì)、油罐和其他輔助檢測(cè)器具等,計(jì)量器具在成品油運(yùn)輸交接過程中有重要的檢測(cè)、檢定和依據(jù)作用,因此應(yīng)保持其準(zhǔn)確性和使用性。對(duì)計(jì)量器具應(yīng)加強(qiáng)定期檢查和校對(duì),提高其準(zhǔn)確度并減少檢測(cè)時(shí)的誤差。工作人員還需要加強(qiáng)每天交接班的交接工作,將計(jì)量器具校準(zhǔn)后交接,將記錄工作表、油庫的計(jì)量數(shù)據(jù)等當(dāng)面交接清楚,雙方并需進(jìn)行簽字確認(rèn)交接內(nèi)容,這樣可以在發(fā)生數(shù)據(jù)差異時(shí)找到根源所在,并具體到個(gè)人責(zé)任等。同時(shí)工作人員可在校對(duì)準(zhǔn)確的流量計(jì)計(jì)數(shù)下,觀察并了解外界因素對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)的干擾和影響,從而采取措施盡量減少外界因素造成的損耗。
對(duì)于流量計(jì)來說,調(diào)零是確保其正常進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查的一個(gè)參照數(shù)據(jù),因此在日常使用及維護(hù)中,工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)流量計(jì)調(diào)零的注意。在成品油計(jì)量交接時(shí),流量計(jì)的應(yīng)用也需進(jìn)行校準(zhǔn)計(jì)數(shù),對(duì)油罐檢尺的計(jì)數(shù)資料需定期進(jìn)行整合對(duì)比分析,以此來確保管道運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性。在交接計(jì)量過程中,雙方均需派遣專業(yè)檢定人員進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和對(duì)比,從而確保成品油管道運(yùn)輸計(jì)量的準(zhǔn)確性。同時(shí),在石油產(chǎn)業(yè)成品油管道運(yùn)輸檢定中,國(guó)家對(duì)檢定計(jì)量器具是有要求的,有專門的檢定部門進(jìn)行專業(yè)器具檢定,合格的產(chǎn)品才可投入石油成品油計(jì)量交接中應(yīng)用;檢定人員需相關(guān)部門授權(quán)后才可進(jìn)行檢定工作,以此確保成品油計(jì)量交接的真實(shí)、有效和準(zhǔn)確性,并提高工作人員的專業(yè)性。而且我國(guó)對(duì)成品油的損耗與回收都是有一定規(guī)則規(guī)范的,對(duì)污染的油需將其灌注到指定的污油罐中。
3 結(jié)束語
從探討和分析結(jié)果來看,科學(xué)合理的提升注入站計(jì)量交接、管道下載站計(jì)量交接與計(jì)量器具檢定等工作措施,可有效降低成品油管道輸送的損耗。同時(shí),隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步,石油產(chǎn)業(yè)也定會(huì)逐步完善成品油管道計(jì)量的管理工作,并進(jìn)一步完善管道輸送方式的不足,從而有效地降低成品油在輸送中的損耗,提高成品油的使用效率和石油產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。
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