油气管道及储运设施安全保障技术发展现状及展望
2019-02-28崔娟娟苏美玉
崔娟娟,苏美玉
(乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000)
为此,党和政府专门讨论发布了863、973 等一系列油气与国家安全能源紧密相关的重点研发项目。
在围绕国家能源安全的重大战略需求上,对石油和天然气的运输与储运设施进行专门的检验和保障。因此,针对国家能源安全存在隐患的状况,本文从四个方面保障油气及储运之安全:首先是阐释石油与天然气当前在能源安全中的基本状况;其次是找出油气管道及其储运设施的安全隐患和一系列的问题;之后便从不同的角度去提出解决这些隐患问题的手段;最后便在总结提出预期可能使用的目标策略及设想,并为今后我国油气安全的保障方针与技术改革提供一定的借鉴价值。
1 油气运储设施的研究现状
世界上大部分的石油和天然气都是依赖于管道的运输,其中我国的油气管道已经覆盖大部分省市,形成了巨型的油气管道网,同时也成为了我国经济发展与能源安全的主要动脉[1]。但是,由于管道覆盖广,铺设线长,其不稳定因素时刻威胁着油气安全。而我国在安全的综合管理方面明显存在缺陷,并且对安全认知表现出明显不足,没有充分完善对可能发生的隐患进行预防的技术,而且在灾害的控制上也需要加强。这些问题,都是造成我国油气管道频发事故的主要原因。而这不仅仅针对当下的石油与天然气安全储运,也对油气的储运有着更加严格的要求与挑战。为此,在能确保高效的维持油气管道运输及其储存方面,更应该提高相关技术,将油气管道的安全隐患及时排除,为国家能源再加上一道安全锁。
1.1 石油与天然气的储运发展
在已知的能源当中,石油与天然气一直都“身居高位”,因为他们同属于无法再生能源,因此对其耗用应保持谨慎。目前来说,天然气的储运是根据地区划分的,我国有东北、西南和西北三条陆地天然气通道。并且陆续建设了“海气登陆”接收站。天然气的骨干管网在不断完善的同时,又新增了西气东输、川气东送项目,架设了东北、西南、页岩气外输、民资跨境等管道[2]。在具体的城市中,天然气的使用与存储又分别实施不同的储运方案,在不同的峰值下又分为民用、商用两方面,并以不同的情况制定适应的方案。例如在短峰时,是在储气库终端保存可供急需的基本量,并使用气体管道的运输方式;长峰时,便利用储气库连接相关管道的方式满足所需量。而石油的储运方式则是利用油库[3],其油库类别一般可分为在陆地油库、海洋油库与水封库。前者在考虑隐蔽性的前提下为陆地提供能源供给,后两者则是就近保存,以减少可能在存储过程中发生的隐患。
1.2 油气的储运发展
油气不仅具有易燃和易爆的特征,而且还是一种高污染的剧毒气体。而面对占地面积较大的中国而言,其油气的运输方式也是丰富多样。由于油气在陆运与海运时不仅存在安全隐患,还易造成二次灾害,因此油气的运输主要以管道运输为主,其储存方式也是以隐蔽性较高的地下储存库和安全隐患较小的油库储存这两种方式为首选。但是,管道运输虽然在密封性、持续性与隐蔽性上有着较为显著的优点,但是无法避免地会出现管道老化以及严重破损的现象,而此时的安全隐患反倒加剧了修复处理上的难度。
2 油气储运技术发展的障碍
2.1 油气储运技术的浪费
油气传输过程不仅复杂,而且在实际使用中严重损耗。在油气运输的各个节点储存及运输过程中都会出现容器内残剩,石油、天然气蒸发泄漏等资源浪费问题,而且其转运环节繁多,不仅与损耗量成正比,还有着许多的安全隐患,在经济上造成巨大损失。而油气储运技术中的浪费主要是轻烃燃料。一方面是因为设计运输管道是没有考虑轻烃的回收问题,使其难以分类,造成极大的浪费;另一方面则是因为工作人员在没有合理处理天然气轻烃的情况下就将之排放,不仅减少了轻烃的合理利用,缩减了经济效益,而且大幅增加了安全隐患。
2.2 油气储运管道的老化
油气储运在管道上存在显著的老化现象,不仅在油气运输过程中发生泄漏,并且在降低企业经济效益的同时,阻碍着油气的运输效率及油气储运的发展。而其中产生的原因主要是管理人员在油气运输管道上报以轻视态度,不仅没有定期检查,以至于无法及时发现管道老化问题,而且在管理上甚至没有安排人员进行检查工作。
2.3 油气储运管道的铺设漏洞
油气储运管道在铺设上出现漏洞,会增加油气在其运输之中出现的安全隐患。究其原因,其一是因为在管道材料的选择上出现错误,以致所选材料无法适应管道的正常使用,而出现爆裂,进而造成油气的大量泄漏。其二是没有考虑周围的地理环境。油气在无法发挥优势的管道中运输无异于舍易求难。
3 油气储运技术发展的攻坚
油气在储运过程中的损耗将阻碍其储运技术的发展,在增加国家经济负担的同时,严重影响着国家的能源安全,因此,提高储运的技术攻坚,定制完备的应对措施迫在眉睫。
3.1 油气储运设施的安全维护
首先,在工作中为了确保油气储运设施的安全性,不仅要在油气储运设施建设的前期对其严格把关,用对油气管道进行定期的安全审查,避免出现人为破坏或者是管道腐蚀的问题,而且要在油气管道的施工及后期维护的过程中,提高施工的质量,准确及时地更换含有安全隐患工的程质量。其次,发展研究相关技术,并制定应对方案。进行探索研究,努力攻克已出现的技术难题,在油气储运技术提高革新能力,在加强其密闭性能的同时,对电路进行全方位防控。并将一些新技术的突破应用于管道上。例如创新采用漏磁、超声波检测管道[4],针对管道的腐蚀原因及抗腐蚀能力而研发新型的管道材料,对油气管道的温度检测,高压直流电干扰下周围土壤的演变过程及腐蚀管道的能力分析,验证管土耦合的检测技术等,来实现管道技术的新突破。
3.2 油气储运的规范操作
不断扩展的油气管道已经编织成一个辅助的油气管网。因此在其运输过程应谨防出现任何一次的误操以避免如同多米诺骨牌一般产生连锁灾害。为此,在对油气管道的日常操作与维护中抱有极其重视的态度,通过日常安全培训去培养责任意识与安全的操作习惯。
3.3 油气储运的维护管理
油气储运设施的维护管理需要将一切可能对油气管道造成安全隐患的要素列入管理防范范围,并在其维护方面加强管道的防腐蚀管理工作,一般采用吸收、膜分离、冷凝压缩等方法来防止运输过程中的挥发状况。除此之外,还需结合实际情况,实施强力的回收措施来促进油气的回收[5]。而其管理机制建立的前提便是架设组织机构,并制定具有可行性的应对方案。并对安全隐患的重要程度进行评测,以达到在调节之后管理维护人员的技能专业性与实际可操性。其次便是对维护管理人员进行评测,并为其建立合理的绩效考评体制。有功必赏,有过必罚,在加强维护人员的重视程度基础上强化其工作积极性与责任意识。
4 油气储运技术发展的展望
4.1 管道运输的展望
4.1.1 冷热交替技术
为了防止持续高、低温所导致管道的破裂现象,目前管道运输方式之一冷热交替技术的研究进度已经从建立数学模型过渡到了模拟输送冷热油时,较为精准检测管道出口的不同距离土壤的温度变化情况。
4.1.2 多相混输技术
在解决运输成品油时所产生的不同油品混杂问题时,研究人员针对混油切割展开了深入探究,在保证油品的前提下设置方程组,以图最大程度上的增加经济效益。
4.1.3 流量控制技术
为防止石油粘度而导致的管道压力过大问题,目前的研究点将从自动化的角度,利用温度控制油气输送的流量及流动速度,在确保效率的同时降低安全隐患。也是目前炙手可热的课题研究。
4.2 管道维护的展望
4.2.1 防腐控制技术
当下在管道维护上所采用最为常见的防腐蚀技术中是通过电流提高管道抗腐蚀能力的阴极保护技术,但是由于此技术并不完善,会使油气在储运过程中出现问题,因此国内在油气运输上一方面完善阴极保护技术,另一方面暂用时变模型以及分布模型去加强对管道抗腐蚀能力。
4.2.2 3D 打印技术
3D 打印与智能化技术地不断创新,使得油气管道维护管理上迈入了新层次。在面对油气管道材料单一、维护工程巨大的问题上,3D 打印将有可能在确保工程量与质的前提下,联合智能化技术成果,通过智能预判与监控来弥补维修人员的疏忽。
5 结语
总体而言,我国的油气储运技术在核心方面与欧美发达国家相比,仍然有很多我们需要去提高科研水平的部分。现阶段,我国在油气储运设施的安保科技上,正在逐步结合相关优势和最新的研究成果,并转向了智能、多样的发展时代。