油氣儲(chǔ)運(yùn)安全節(jié)能發(fā)展探析

孟楊

【摘 要】在我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)體制改革的逐漸的深化，不斷轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的前提之下，應(yīng)該建立起資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)則就變成當(dāng)前以及未來我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要方向。石油化工企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的開發(fā)以及應(yīng)用，應(yīng)該注重提高節(jié)能技術(shù)的水平，這樣才可以不斷促進(jìn)和推動(dòng)油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)做到安全、節(jié)能、高效、環(huán)保的方向而發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】油氣儲(chǔ)運(yùn)；輸油管道的建設(shè)和節(jié)能措施建議

隨著我國油氣資源需求的持續(xù)增長，構(gòu)建安全、節(jié)能的油氣儲(chǔ)運(yùn)體系顯得非常重要。當(dāng)前，我們應(yīng)該結(jié)合油氣儲(chǔ)運(yùn)的實(shí)際情況開展相關(guān)研究，不斷提高技術(shù)改革及創(chuàng)新能力，這樣才能推動(dòng)油氣儲(chǔ)運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)油氣資源的安全高效使用。

一、油氣儲(chǔ)運(yùn)事故發(fā)生的原因

通常發(fā)生油氣儲(chǔ)運(yùn)事故的原因不外以下幾個(gè)，即人為因素、設(shè)備因素以及環(huán)境因素，其中人為因素與設(shè)備因素具有較強(qiáng)的可控制，而環(huán)境因素包括第三方損傷與自然災(zāi)害，具有不可控性。

1. 人為因素

包括以下幾個(gè)方面：首先是人的不安全行為，即誤操作，由于操作人員對(duì)相關(guān)操作規(guī)程不夠熟悉，或者工作思想懈怠而造成事故的發(fā)生；其次是違章指揮，即生產(chǎn)調(diào)度協(xié)調(diào)不合理造成事故的發(fā)生；最后一個(gè)方面是由于出現(xiàn)緊急狀況后操作失誤造成，比如發(fā)生緊急事故后操作人員心理素質(zhì)不過硬慌亂中出現(xiàn)誤操作，最終造成事故的擴(kuò)大。

2. 設(shè)備因素

設(shè)備因素是導(dǎo)致油氣儲(chǔ)運(yùn)事故發(fā)生的最重要的原因，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，設(shè)計(jì)施工存在缺陷，在設(shè)計(jì)過程中，選線、選址要保證其合理性，采取科學(xué)的工藝流程，保證材料、設(shè)備的合理性。此外，施工質(zhì)量對(duì)管道的安全性與可靠性會(huì)產(chǎn)生直接的影響，因此要注意施工工藝與質(zhì)量控制。第二，腐蝕的危害，這也是導(dǎo)致油罐以及長輸管道出現(xiàn)事故的主要原因，由于腐蝕會(huì)造成儲(chǔ)罐大面積變薄，管道的壁厚也會(huì)受到影響，最終造成過度變形或者破裂，如果嚴(yán)重還有可能造成罐壁或者管道穿孔等事故。第三，防靜電措施不合理，在油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中很容易忽視防靜電措施，油氣在管道或者設(shè)備中流動(dòng)時(shí)，會(huì)由于摩擦產(chǎn)生靜電，如果靜電無法及時(shí)導(dǎo)除會(huì)發(fā)生電荷積累，造成火花放電，最終引起火災(zāi)或者爆炸事故等。

3. 環(huán)境因素

由于環(huán)境因素造成油氣儲(chǔ)運(yùn)事故主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是第三方損傷，即儲(chǔ)運(yùn)管道所經(jīng)過的區(qū)域如果有工程施工，就可能會(huì)出現(xiàn)儲(chǔ)運(yùn)管道被破壞的現(xiàn)象；而河床上挖沙或者取土，以及航道清淤等工程，如果忽略了管線的安全，同樣有可能破壞管道等。此外一些自然因素，比如地震、雷雨或者雷擊等自然災(zāi)害，也會(huì)造成油氣儲(chǔ)運(yùn)事故等。

二、我國油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中主要問題分析

在我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中，主要遇到的問題為油氣回收的問題。在儲(chǔ)運(yùn)輕質(zhì)油氣的過程中，部分油氣會(huì)不可避免的揮發(fā)到大氣中，從而對(duì)環(huán)境造成破壞和污染，嚴(yán)重的會(huì)影響到生產(chǎn)的安全。當(dāng)然針對(duì)揮發(fā)的情況我們也采取了相應(yīng)的解決辦法，那就是利用浸沒式的腋下裝車手段，通過這種改進(jìn)的措施使得油氣的揮發(fā)與先前的噴濺式工藝相比降低了很多，但是揮發(fā)的狀況沒有得到根除，想要徹底的解決則需要從節(jié)能環(huán)保和安全兩方面進(jìn)行考慮，對(duì)油氣進(jìn)行更加有效的處理。當(dāng)下存在的處理方法主要有：吸附、冷凝壓縮、吸收和膜分離等方法。

1.吸附法，這種方法的原理就是通過利用各種吸附劑將油氣中的烴吸附，然后在最后經(jīng)過三個(gè)單元再進(jìn)行回收工作，這三個(gè)單元主要是吸收塔、吸附單元和分離罐。油氣首先經(jīng)由密閉的管線到達(dá)變壓的吸附單元，在此完成吸附和脫附工作，然后油氣經(jīng)過脫附之后從分離塔到達(dá)吸收塔，吸收液自塔頂噴淋下來，與自下而上的純烴氣混合，由此實(shí)現(xiàn)烴在吸收液中的吸收。目前，常用的吸收液有汽油、柴油。實(shí)際上，吸附法油氣回收裝置是吸附法與吸收法的組合。其次，介紹的就是吸收的方法，這種方法就是將氣體排入吸收塔，利用有機(jī)溶劑、汽油等吸收劑吸收掉其中的輕烴，再排放掉含有少量烴的尾氣，而吸收劑經(jīng)過吸收輕烴之后可以進(jìn)行循環(huán)的使用。

2.冷凝法，這種方法就是利用有機(jī)化合物的露點(diǎn)溫度比空氣的露點(diǎn)溫度低，而在其發(fā)生冷凝的時(shí)候，空氣仍為氣體狀態(tài)的這種特點(diǎn)，在空氣和蒸汽的混合物一起通過冷凝的器時(shí)，有機(jī)物會(huì)成為液體而留在體內(nèi)，空氣則經(jīng)過通風(fēng)口排出，從而使得二者得到分離，這種方法安全可靠，但是投資較大，消耗的費(fèi)用較高。

3.膜分離法，這種方法利用的原理就是不同種類的氣體在速度不同的情況下，會(huì)存在溶解度和擴(kuò)散率等方面的差異性，這樣會(huì)使得空氣在通過薄膜之后經(jīng)過高壓區(qū)到達(dá)低壓區(qū)時(shí)可以順利的分離。這種分離的效率受到很多因素的影響，例如：薄膜的材料、氣體的成分、分離的系數(shù)、溫度和壓差等。這種分離是一種動(dòng)力學(xué)的過程，可以應(yīng)用在各類的混合氣體的分離。膜的種類從材料來看有無機(jī)材料膜和高分子膜兩類，可以根據(jù)分離過程與分離對(duì)象的不同選擇合適的膜材料。

三、提高油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的安全節(jié)能技術(shù)

要提高當(dāng)前石油化工業(yè)油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，首先要分析油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)能耗量大的原因，再結(jié)合當(dāng)前油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的組成以及系統(tǒng)自身的能耗特點(diǎn)，探討降低油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)技能措施的技術(shù)關(guān)鍵。

1.在加熱蒸汽方面降低能源損耗

占油氣儲(chǔ)運(yùn)損耗高達(dá)百分之八十的加熱蒸汽損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電損耗和水損耗更加能引起人們的重視。而產(chǎn)生蒸汽損耗的原因主要有兩大方面，一是油氣儲(chǔ)存溫度在偏高的情況下，油氣粘度相應(yīng)降低。因此，油氣輸送功率相應(yīng)減少，在此過程中，減少油氣輸送功率所節(jié)省的能耗少于提高油氣存儲(chǔ)溫度而增加的熱能，導(dǎo)致蒸汽損耗的總量相應(yīng)增加；二是罐壁與油氣接觸部分的熱量損失，增加了蒸汽能耗。

基于上述兩大原因，我們?yōu)榱私档陀蜌鈨?chǔ)運(yùn)過程的蒸汽能耗，一方面要嚴(yán)格控制油氣的存儲(chǔ)溫度，保證其最低溫度比凝固點(diǎn)高出10℃-15℃，保證隨時(shí)需要傳輸?shù)挠蜌馄漭斔凸β逝c熱消耗量兩者之間的和最小，同時(shí)，還要滿足高粘度潤滑油成品的調(diào)和操作要求；另一方面要確定油罐的保溫材料和保溫層厚度，如當(dāng)保溫層的平均溫度小于等于350℃時(shí)，要保證保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0.12W/（m.℃）、抗壓強(qiáng)度大于等于0.3MPa，同時(shí)還要注意保證保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及施工。此外，要降低油氣儲(chǔ)運(yùn)的蒸汽能耗，儲(chǔ)罐的日常清潔工作也必不可少。

2.輸油泵機(jī)組變頻調(diào)速安全節(jié)能技術(shù)

油氣儲(chǔ)運(yùn)的輸油泵的變頻調(diào)速主要是利用離心泵的離心特性來進(jìn)行流體輸送流量的控制。我們?cè)诳刂戚斔土髁康倪^程中，可以采取改變輸送泵出口閘門開度或者是通過設(shè)置離心泵轉(zhuǎn)速兩種不同的方式，前一種方式雖然調(diào)節(jié)的方式十分簡便，但是很容易造成消耗能源的浪費(fèi)，后面一種是控制輸油泵電機(jī)變頻的調(diào)速，既能夠在油氣輸送過程中進(jìn)行輸油泵效率的自由的調(diào)控，還可以較好的實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)的技術(shù)要求，達(dá)到節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)。

輸油泵機(jī)組的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)油儲(chǔ)運(yùn)的節(jié)能目標(biāo)，在實(shí)際的操作過程中可以通過進(jìn)行閘門節(jié)流的方式來減少輸油泵出口的節(jié)流能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的功能效果，同時(shí)還能夠進(jìn)一步減少油氣運(yùn)輸過程中輸油泵機(jī)組本身的機(jī)械壓力、噪音等無效能耗，提高輸油泵的使用效率和使用壽命等。

3.油、水、氣三種介質(zhì)混輸

直接用混輸泵，在尚未將井門物流中的油、水、氣三種介質(zhì)進(jìn)行分離狀態(tài)下，從海底管道泵輸送到油、水、氣的處理終端，再由處理終端將三種介質(zhì)進(jìn)行綜合處理。油氣混輸技術(shù)，取代了過去需用三相分離器、天然氣壓縮機(jī)、原油外輸泵和兩條獨(dú)立的海底分輸管道等復(fù)雜的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)過程只需一臺(tái)混輸泵和一條混輸管道，大大增加了單井的油氣采收率，為油氣企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高起到重要的作用。在實(shí)施過程中，要實(shí)現(xiàn)油水氣混輸達(dá)到降低油氣損耗的效果，最常用的混輸泵是SH型3、根據(jù)離心泵的特性，對(duì)輸油泵的機(jī)組進(jìn)行變頻調(diào)速，達(dá)到油氣儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能的效果。在已知的調(diào)節(jié)輸油泵流量的方法中，通過調(diào)節(jié)離心泵出口閥的開度這一方案雖然操作方便，然而卻可能會(huì)帶來巨大能源浪費(fèi)，所以人們大多數(shù)選擇通過變更輸油泵頻率的方法改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸油泵流量的效果。

四、結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷變革，石油化工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，同時(shí)，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的要求也越來越高。然而由于我國在油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域方面與發(fā)達(dá)國家還存在著明顯的差距，這就需要我們時(shí)刻關(guān)注國際油氣儲(chǔ)運(yùn)新技術(shù)，從中探尋既節(jié)能經(jīng)濟(jì)又有安全保障的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。

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（作者單位：中國石油天然氣股份有限公司撫順石化分公司烯烴廠）