油氣管道及儲運設施安全保障技術發(fā)展現(xiàn)狀及展望

崔娟娟，蘇美玉

（烏魯木齊泰迪安全技術有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

為此，黨和政府專門討論發(fā)布了863、973 等一系列油氣與國家安全能源緊密相關的重點研發(fā)項目。

在圍繞國家能源安全的重大戰(zhàn)略需求上，對石油和天然氣的運輸與儲運設施進行專門的檢驗和保障。因此，針對國家能源安全存在隱患的狀況，本文從四個方面保障油氣及儲運之安全：首先是闡釋石油與天然氣當前在能源安全中的基本狀況；其次是找出油氣管道及其儲運設施的安全隱患和一系列的問題；之后便從不同的角度去提出解決這些隱患問題的手段；最后便在總結(jié)提出預期可能使用的目標策略及設想，并為今后我國油氣安全的保障方針與技術改革提供一定的借鑒價值。

1 油氣運儲設施的研究現(xiàn)狀

世界上大部分的石油和天然氣都是依賴于管道的運輸，其中我國的油氣管道已經(jīng)覆蓋大部分省市，形成了巨型的油氣管道網(wǎng)，同時也成為了我國經(jīng)濟發(fā)展與能源安全的主要動脈[1]。但是，由于管道覆蓋廣，鋪設線長，其不穩(wěn)定因素時刻威脅著油氣安全。而我國在安全的綜合管理方面明顯存在缺陷，并且對安全認知表現(xiàn)出明顯不足，沒有充分完善對可能發(fā)生的隱患進行預防的技術，而且在災害的控制上也需要加強。這些問題，都是造成我國油氣管道頻發(fā)事故的主要原因。而這不僅僅針對當下的石油與天然氣安全儲運，也對油氣的儲運有著更加嚴格的要求與挑戰(zhàn)。為此，在能確保高效的維持油氣管道運輸及其儲存方面，更應該提高相關技術，將油氣管道的安全隱患及時排除，為國家能源再加上一道安全鎖。

1.1 石油與天然氣的儲運發(fā)展

在已知的能源當中，石油與天然氣一直都“身居高位”，因為他們同屬于無法再生能源，因此對其耗用應保持謹慎。目前來說，天然氣的儲運是根據(jù)地區(qū)劃分的，我國有東北、西南和西北三條陸地天然氣通道。并且陸續(xù)建設了“海氣登陸”接收站。天然氣的骨干管網(wǎng)在不斷完善的同時，又新增了西氣東輸、川氣東送項目，架設了東北、西南、頁巖氣外輸、民資跨境等管道[2]。在具體的城市中，天然氣的使用與存儲又分別實施不同的儲運方案，在不同的峰值下又分為民用、商用兩方面，并以不同的情況制定適應的方案。例如在短峰時，是在儲氣庫終端保存可供急需的基本量，并使用氣體管道的運輸方式；長峰時，便利用儲氣庫連接相關管道的方式滿足所需量。而石油的儲運方式則是利用油庫[3]，其油庫類別一般可分為在陸地油庫、海洋油庫與水封庫。前者在考慮隱蔽性的前提下為陸地提供能源供給，后兩者則是就近保存，以減少可能在存儲過程中發(fā)生的隱患。

1.2 油氣的儲運發(fā)展

油氣不僅具有易燃和易爆的特征，而且還是一種高污染的劇毒氣體。而面對占地面積較大的中國而言，其油氣的運輸方式也是豐富多樣。由于油氣在陸運與海運時不僅存在安全隱患，還易造成二次災害，因此油氣的運輸主要以管道運輸為主，其儲存方式也是以隱蔽性較高的地下儲存庫和安全隱患較小的油庫儲存這兩種方式為首選。但是，管道運輸雖然在密封性、持續(xù)性與隱蔽性上有著較為顯著的優(yōu)點，但是無法避免地會出現(xiàn)管道老化以及嚴重破損的現(xiàn)象，而此時的安全隱患反倒加劇了修復處理上的難度。

2 油氣儲運技術發(fā)展的障礙

2.1 油氣儲運技術的浪費

油氣傳輸過程不僅復雜，而且在實際使用中嚴重損耗。在油氣運輸?shù)母鱾€節(jié)點儲存及運輸過程中都會出現(xiàn)容器內(nèi)殘剩，石油、天然氣蒸發(fā)泄漏等資源浪費問題，而且其轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)繁多，不僅與損耗量成正比，還有著許多的安全隱患，在經(jīng)濟上造成巨大損失。而油氣儲運技術中的浪費主要是輕烴燃料。一方面是因為設計運輸管道是沒有考慮輕烴的回收問題，使其難以分類，造成極大的浪費；另一方面則是因為工作人員在沒有合理處理天然氣輕烴的情況下就將之排放，不僅減少了輕烴的合理利用，縮減了經(jīng)濟效益，而且大幅增加了安全隱患。

2.2 油氣儲運管道的老化

油氣儲運在管道上存在顯著的老化現(xiàn)象，不僅在油氣運輸過程中發(fā)生泄漏，并且在降低企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，阻礙著油氣的運輸效率及油氣儲運的發(fā)展。而其中產(chǎn)生的原因主要是管理人員在油氣運輸管道上報以輕視態(tài)度，不僅沒有定期檢查，以至于無法及時發(fā)現(xiàn)管道老化問題，而且在管理上甚至沒有安排人員進行檢查工作。

2.3 油氣儲運管道的鋪設漏洞

油氣儲運管道在鋪設上出現(xiàn)漏洞，會增加油氣在其運輸之中出現(xiàn)的安全隱患。究其原因，其一是因為在管道材料的選擇上出現(xiàn)錯誤，以致所選材料無法適應管道的正常使用，而出現(xiàn)爆裂，進而造成油氣的大量泄漏。其二是沒有考慮周圍的地理環(huán)境。油氣在無法發(fā)揮優(yōu)勢的管道中運輸無異于舍易求難。

3 油氣儲運技術發(fā)展的攻堅

油氣在儲運過程中的損耗將阻礙其儲運技術的發(fā)展，在增加國家經(jīng)濟負擔的同時，嚴重影響著國家的能源安全，因此，提高儲運的技術攻堅，定制完備的應對措施迫在眉睫。

3.1 油氣儲運設施的安全維護

首先，在工作中為了確保油氣儲運設施的安全性，不僅要在油氣儲運設施建設的前期對其嚴格把關，用對油氣管道進行定期的安全審查，避免出現(xiàn)人為破壞或者是管道腐蝕的問題，而且要在油氣管道的施工及后期維護的過程中，提高施工的質(zhì)量，準確及時地更換含有安全隱患工的程質(zhì)量。其次，發(fā)展研究相關技術，并制定應對方案。進行探索研究，努力攻克已出現(xiàn)的技術難題，在油氣儲運技術提高革新能力，在加強其密閉性能的同時，對電路進行全方位防控。并將一些新技術的突破應用于管道上。例如創(chuàng)新采用漏磁、超聲波檢測管道[4]，針對管道的腐蝕原因及抗腐蝕能力而研發(fā)新型的管道材料，對油氣管道的溫度檢測，高壓直流電干擾下周圍土壤的演變過程及腐蝕管道的能力分析，驗證管土耦合的檢測技術等，來實現(xiàn)管道技術的新突破。

3.2 油氣儲運的規(guī)范操作

不斷擴展的油氣管道已經(jīng)編織成一個輔助的油氣管網(wǎng)。因此在其運輸過程應謹防出現(xiàn)任何一次的誤操以避免如同多米諾骨牌一般產(chǎn)生連鎖災害。為此，在對油氣管道的日常操作與維護中抱有極其重視的態(tài)度，通過日常安全培訓去培養(yǎng)責任意識與安全的操作習慣。

3.3 油氣儲運的維護管理

油氣儲運設施的維護管理需要將一切可能對油氣管道造成安全隱患的要素列入管理防范范圍，并在其維護方面加強管道的防腐蝕管理工作，一般采用吸收、膜分離、冷凝壓縮等方法來防止運輸過程中的揮發(fā)狀況。除此之外，還需結(jié)合實際情況，實施強力的回收措施來促進油氣的回收[5]。而其管理機制建立的前提便是架設組織機構(gòu)，并制定具有可行性的應對方案。并對安全隱患的重要程度進行評測，以達到在調(diào)節(jié)之后管理維護人員的技能專業(yè)性與實際可操性。其次便是對維護管理人員進行評測，并為其建立合理的績效考評體制。有功必賞，有過必罰，在加強維護人員的重視程度基礎上強化其工作積極性與責任意識。

4 油氣儲運技術發(fā)展的展望

4.1 管道運輸?shù)恼雇?/h3>

4.1.1 冷熱交替技術

為了防止持續(xù)高、低溫所導致管道的破裂現(xiàn)象，目前管道運輸方式之一冷熱交替技術的研究進度已經(jīng)從建立數(shù)學模型過渡到了模擬輸送冷熱油時，較為精準檢測管道出口的不同距離土壤的溫度變化情況。

4.1.2 多相混輸技術

在解決運輸成品油時所產(chǎn)生的不同油品混雜問題時，研究人員針對混油切割展開了深入探究，在保證油品的前提下設置方程組，以圖最大程度上的增加經(jīng)濟效益。

4.1.3 流量控制技術

為防止石油粘度而導致的管道壓力過大問題，目前的研究點將從自動化的角度，利用溫度控制油氣輸送的流量及流動速度，在確保效率的同時降低安全隱患。也是目前炙手可熱的課題研究。

4.2 管道維護的展望

4.2.1 防腐控制技術

當下在管道維護上所采用最為常見的防腐蝕技術中是通過電流提高管道抗腐蝕能力的陰極保護技術，但是由于此技術并不完善，會使油氣在儲運過程中出現(xiàn)問題，因此國內(nèi)在油氣運輸上一方面完善陰極保護技術，另一方面暫用時變模型以及分布模型去加強對管道抗腐蝕能力。

4.2.2 3D 打印技術

3D 打印與智能化技術地不斷創(chuàng)新，使得油氣管道維護管理上邁入了新層次。在面對油氣管道材料單一、維護工程巨大的問題上，3D 打印將有可能在確保工程量與質(zhì)的前提下，聯(lián)合智能化技術成果，通過智能預判與監(jiān)控來彌補維修人員的疏忽。

5 結(jié)語

總體而言，我國的油氣儲運技術在核心方面與歐美發(fā)達國家相比，仍然有很多我們需要去提高科研水平的部分。現(xiàn)階段，我國在油氣儲運設施的安保科技上，正在逐步結(jié)合相關優(yōu)勢和最新的研究成果，并轉(zhuǎn)向了智能、多樣的發(fā)展時代。