同为管道 油气有别

王保群

同为管道 油气有别

王保群

众所周知，原油管道和天然气管道的区别在于一个输油一、个输气。除此之外，两者还有其他十个方面的差异。

动力来源不同

同样需要能量，原油管道与天然气管道动力来源却不同，一个用离心泵、一个用压缩机。离心泵是原油管道的心脏，可将油罐来油或管道上游来油增加设计压力输往下游。根据需要可采用多泵串联或多泵并联两种增压方式，多泵串联的工作特性为排量相同、扬程相加，多泵并联的工作特性为扬程相同、排量相加。压缩机是天然气管道的动力源泉，可将上游来气增压后输往管道下游。从工作原理来看，可分为离心式压缩机和往复式压缩机，前者进出口压比较低，多用于管道压气站，后者压比较高，多用于储气库。从驱动方式来看，可分为电驱压缩机和燃驱压缩机，前者一般用于外电条件较好的站场，后者一般用于西北地区荒凉的站场。

温度要求不同

同样是输送，原油管道与天然气管道对温度要求却不同，一个要加热、一个要冷却。国内原油凝点一般较高，以大庆油田为例，原油凝点约27℃，远高于管道周边土壤温度（冬季一般不高于6℃），为防止输送过程中原油凝固造成管道堵塞，东北地区各原油管道需在管道沿线设置加热设施，将原油加热至70℃出站，确保下游进站温度不低于33℃。天然气管道则不然，天然气温度越低，越利于输送。根据工程经验，压气站出口温度50℃工况比60℃工况运行能耗节省近10%。因此，对部分压缩机出口温度较高的压气站，需在出站端设置空冷器，降低天然气温度，以节约运营成本。

流速要求不同

同样是流动，原油管道与天然气管道对流速要求却不同，一个要快一个要慢。原油在输送过程中，会通过管壁和周边土壤进行热量交换并逐步向土壤温度靠近，为避免因流速减慢、温度降幅过大而造成凝管事故，高凝原油管道一般设定最低输量。东北地区某原油管道设计输量为750万吨/年，折算日均输量为2.15万吨/天，为防止管内原油凝固，该管道要求冬季最低输量不低于1.47万吨/天，折算流速约为1.085米/秒。天然气管道不存在低输量相关问题，反而要求流速不宜过快，一般不超过10米/秒。如果天然气流速过快，与管壁之间摩阻就会明显增大，许用应力范围内管道震动随之加剧，管道使用寿命和运行安全将会受到影响。

压降规律不同

由于摩擦阻力的存在，油气管道输送过程中均有能量损失，随输送距离增加压力都会降低，但原油管道与天然气管道压降规律不同，一个呈直线、一个呈抛物线。原油管道压降幅度较为均匀，与输送距离成直线比例关系，平均压力处于管道1/2位置处；而天然气管道压降一般表现为先慢后快，压降与输送距离成抛物线规律。天然气管道压降先慢后快的主要原因是：相同输量下，起始端气体压力高，天然气处于相对压缩状态，与管壁之间摩擦阻力较小，所以压降较慢；而末端气体压力较低，天然气处于相对膨胀状态，与管壁之间摩擦阻力增大，压降变快。根据工程经验和模拟计算结果，平均压力一般处于距管道起点2/3位置处。

高程反应不同

长输油气管道遍布全国各地，所经地形千差万别，有荒漠也有森林，有平原也有山地，对于高程变化较大的山区，油气管道对地势变化的敏感程度不同，一个敏感、一个迟钝。由于原油密度较大，原油管道对高程较为敏感，高程每降低100米管内液体压力增加约0.8兆帕，由高向低输送，管内压力降低较慢，或者不降反升，甚至需在局部落差较大的管段需设置减压站，以确保管内液体压力不超过管道设计压力。由于天然气密度相对较小，天然气管道对高程的反应较为迟钝，高程变化幅度小于200米时一般不予考虑。

管存能力不同

油气管道容量是固定的，由于液体与气体的压缩性能不同，原油管道与天然气管道对应的管存量（即管内流体折算到标准大气压下的体积）不同，一个固定一个变化。原油压缩性能较差，原油管道管存量不随压力变化。而天然气作为气体，压缩性能较好，管道平均压力越高，管存量就会越大。同一管段，2兆帕平均压力管存量约为1兆帕平均压力管存量的2倍。为充分利用天然气的可压缩性，向城市供气的支线天然气管道一般适当提高管道设计压力，并选用较大管径，以提高其储气能力，一定程度上为下游用户解决调峰问题。

由于气体压缩性能较好，使天然气管道储存能力增强，也正是因为气体的压缩性能，使天然气在管道内传递压力的能力减弱，一旦发生管道事故，如不采取特殊措施，往往会造成几十米、几百米甚至几公里管道被撕裂。相反，由于液体压缩性较差，原油在管道内传递压力的能力较强，管道发生泄漏时，前后管段压力迅速降低，不会造成管道长距离破裂。

兼容性不同

原油管道与天然气管道建成之后，对其他资源的兼容性不同，一个挑剔、一个包容。原油管道是根据油品物性进行量身定制的，不同的油源有各自的油品物性，一般在黏度、凝点、密度等方面都有较大差异，不同的油品物性对应各自最优工艺方案。所以，原油管道建成之后，对其他资源兼容性较差。一旦油源发生改变，就需要对整个管道系统进行改造或对工艺方案进行调整，低凝油管道输送高凝油需增设加热炉，常规油管道输送稠油需添加化学减阻剂。而天然气管道对不同资源的兼容性较强，不管是国产气还是进口气、塔里木气还是长庆气、煤层气还是煤制气，只要满足相关气质标准，即可进入管道与其他气源混合输送。

分输形式不同

管道是连接上游资源地和下游用户的纽带，原油管道与天然气管道对应的资源地基本相似，而下游用户却差别甚远，一个是批发、一个是零售。原油管道将原油从油田输往炼厂，炼厂对不同油品有特殊的加工要求，管道对不同输量、不同的油品物性也有相应的条件，管道在设计阶段已确定对应炼厂和逐年输送规模，投产后基本不变，属于下游用户相对稳定的批发型分输。天然气管道分输地点可在管道沿线任一地市，分输用户可为各行各业，分输时间可根据市场发育情况随时开口，分输规模可根据需要随意调节，属于用户分布散、行业多、变化大的零售型分输。

稳定性不同

原油管道和天然气管道输送稳定性不同，一个平稳、一个波动。原油管道上游是油田，下游为炼厂，均不受季节影响，即便在管道和炼厂维检修期间，也会通过上下游大型油罐进行调节，保证管道的稳定输送和炼厂的正常生产，输量较为平稳。天然气管道对应气源较为稳定，而下游市场需求变化较大，一般冬季用气多、夏季用气少，白天用气多、晚上用气少。由于管道沿线气量下载不均匀，下游管道输量就会存在较大波动性。为解决天然气管道输量的忽高忽低，一般在管道下游主要市场周边配备储气库、LNG接收站等储气调峰设施，以保证向下游合同用户平稳供气。

环境影响不同

长输油气管道为线性工程，建设过程中难免经过自然保护区、水源地等各种环境敏感区域，但是原油管道和天然气管道对环境影响不同，一个严重、一个轻微。原油管道一旦出现泄漏，轻者会造成污染环境，重者会会引起火灾，后果非常严重。而天然气管道即便出现泄漏事故，一般泄漏点两端阀室会自动关断，并将该段管存气快速放空，泄漏点所排放的少量天然气，会快速扩散，对周边环境造成的影响相对较小。建议国家相关部门制定和执行环境保护条例时，合理考虑原油管道和天然气管道对环境影响的区别，适当放宽对天然气管道的要求，促使我国天然气行业的快速发展，将清洁能源送往千家万户，为早日实现“碧水蓝天生态梦”亮一盏绿灯。