管道运输是继公路、铁路、海运、空运四大运输方式之后的“第五种运输方式”。本文阐述了管道运输的独特优势以及具体表现形式,并对未来10年我国管道建设前景进行了展望。
关键词:管道运输 成品油管道
管道运输概述
管道运输在我国是一种既古老而又年轻的运输方式。早在公元2世纪,我国劳动人民就创造了用竹管送水的方法,后来在四川省中部发明了用竹管输送天然气和卤水,推动了井盐工业的发展。到10世纪末期,四川自流井输送天然气的竹管道就有10多条,总长达二三百公里。新中国成立以后,随着石油和天然气生产的发展,管道运输也得到了发展。20世纪50年代初,首先在甘肃玉门油矿铺设了一些短距离的输油管道。1958年,我国修建了从克拉玛依油田到独子山炼油厂的第一条原油干线管道,揭开了我国长距离管道运输的历史。大规模的油气管道建设是在70年代以来随着石油工业的大发展而修建的。到1990年底,全国已建成长距离输油(气)管道1.60万公里,管道运输量和周转量分别为1.57亿吨和627亿吨公里,大大提高了管道运输在我国运输体系中所占的地位。
现代管道运输是通过铺设在地面下的管道,将石油、天然气等流体及其它散状物由始发地送达目的地的运输方式。与其它运输方式相比,管道运输有着其独特的优势,主要表现在:
(1) 管道运输运量大,能够每天24小时平稳、连续不断地运输,输送能力大,效率高。一条直径1.2m 的原油管道年输送量可达1亿吨。
(2) 管道运输占地少,不受气候的影响,而且安全性较高。管道除了泵站和首尾站占地外,其余管道埋于地下,占用土地少,而且可以在山、河和其他建筑物下通过,不受气候的影响,很少产生噪音污染和漏油污染等。
(3) 管道运输节约劳力和能源。管道运输高度的机械化和自动化,在运输途中所需劳力很少,可以大大提高劳动生产率。管道运输中所消耗的能源也较少。管道可以实现密封输送,同时,可以消除途中装卸、倒装和转运作业,把输送物资从产地直接送到消费地,因此,可
使油类在运送途中的损耗减少到最低限度。
(4) 管道运输投资省、工期短、管理方便、成本低。据计算,建设一条年运输能力为工500万吨煤的铁路,需投资8.6亿美元,而建设一条年运输能力为4500万吨煤输送管道只需1.6亿美元。日常的管理人员也只有铁路运输的1/7。
(5) 管道运输环境效益好。封闭式地下运输不排放废气粉尘,不产生噪声,减少了环境污染。由于长距离输送管道绝大部分都埋设在冰冻层以下,因此不占或少占农田,受气候变化的影响较小,不污染环境,不破坏生态平衡。
但另一方面,管道运输是单向封闭的专用运输,主要缺点是适应性差。管道运输只能输送液态流质物质或气态物质,不能运送旅客或其他货物,输送的品类单一。而且管道的初期建设费用很高,投资大。
管道运输的表现形式
传统的管道运输常见于城市生活和工业生产的自来水输送系统、污水排放系统、煤气或天然气输送系统及工业石油输送系统等。新兴的管道运输主要指用管道来输送煤炭、矿石、邮件、垃圾等固体货物的运输系统。在一些国家里,管道运输己成为一个独立的交通运输部门——管道运输业。
2.1 原油及其制品的管道运输
(1) 常温输送:原油或成品在大气温度下输送,多用于单一的成品油,如汽油、柴油、煤油或低粘度原油。在输送过程中只有压能的消耗。设备、工艺简单,各站只需加压即可。
(2) 加热输送:主要用于一些凝固点高、粘度大、含蜡高的原油。这种油的输送要测定粘度与温度的关系。在输送过程中,既要解决压能平衡,同时还要解决热能平衡,因而要设置泵站与加热站,组成热泵站。
(3) 易燃原油的不加热输送:又包含热处理输送、乳化输送、水悬浮输送、内螺旋管输送、轻油稀释输送等。
2.2 成品油的管道运输
在一条管道中按顺序输送二种或二种以上的油称为交替输送。在两种油之间有一段混油段,可在输送到达目的地后再分馏,也可降格使用。为减少混油段,在两种油的混合段加一个或几个隔离球,隔离球中可加入示踪元素如钻60。分馏时要增加再生装置,这种方式要求工艺自动化程度高。
2.3 固体货物的管道运输
(1) 水力管道运输:把需要运送的粉末状或小块状的固体浸在水里,依靠管内水流,浮流运行。管道沿线设有压力水泵站,维持管内的水压和水速。而管道起点设有调度室,用于控制整个管道运输。同时在终点还设有分离站,把所运输的货物从水中分离出来,并进行入库前的脱水、干燥处理。这种水力管道运输的缺点是固体货物损耗较大,管道磨损严重,一些不能同水接触的货物受到限制。
(2) 水力集装箱管道运输:预先用装料机把货物装在用铝合金或塑料制成的圆柱形集装箱内,然后让集装箱在水流中运行。管道终点设有接收站,用卸料机把货物从箱内卸出,空箱从另一管道回路送回起点站。这种方式的优点是货物和能源消耗以及管道磨损都较小。
(3) 气力集装箱管道运输:用高压气流代替高压水流,推动集装箱在管内运行。由于气流压力较大,集装箱大小和管道直径配合适宜,箱体沿管道壁顺气流运行,运输速度可达每小时20-25公里。管道两端设有调度室、装卸货站,用电子技术自动控制。气力集装箱管道运输除用来运输矿物、建筑材料外,一些国家还用来运送邮包、信件和垃圾。主要缺点是动力消耗太大,集装箱耐压技术要求高。
(4) 电力牵引集装箱管道运输:靠电力传送带或缆索牵引集装箱在管内的水中漂浮前进。
(5) 真空管道气压集装箱运输:在管道两端设立抽气、压气站。抽出集装箱前进方向一端的空气,在集装箱后面送入一定气压的空气,通过一吸一推,使集装箱运行。对箱体和管壁的光滑度、吻合度要求较高,但动力消耗较小。
2.4 气体的管道运输
气体的管道运输是同天然气工业的发展直接相关的,天然气是一种热效高、污染小的优质能源,所以,其输气系统是连续密闭的传输系统,从输送到储存、到用户,其介质都是在带压状态下的天然气。输气管道技术正是同具有上述输送特点的管道设备、施工和输气作业
的全过程联系在一起的。
输气管道由管路,包括管件、阀件、管径、动力、压力站,包括首站、中间站,其主要设备是压气机,用来增压,还有其他一些用于脱硫、脱水、添味、计量、除尘的技术设备;配气站,在管道末端,测量通气量、温度等;储气罐,或钢管储气、地下储气等构成。
我国管道运输的应用及发展
我国传统的管道运输常见于城市生活和工业生产的自来水输送系统、污水排放系统、煤气或天然气输送系统及工业石油输送系统等。新兴的管道运输主要指用管道来输送煤炭、矿石、邮件、垃圾等固体货物的运输系统。
3.1 我国成品油管道建设现状
据统计,目前我国成品油管道共有16条,总长度9033 km,对各地经济发展起到了强劲的推动作用。但是,我国成品油管道建设也存在一些问题。主要有以下几点:
(1) 管道数量少
我国成品油管道起步较晚,发展缓慢。近几年,虽然建设速度加快,但总长度仍不到10000km,约是美国的十五分之一。我国成品油管道现状与优化运输结构的要求不相称,与炼油工业大型化、集中化的趋势不适应,与经济发展速度不同步,与国防战略的需要不相符。
(2) 管道布局不合理
在我国经济发展最快,成品油消耗最多的东部沿海地区成品油管道极少,仅有近几年建的几条管道。如浙江省只有新建的65km的金-嘉-湖管道和193km的镇-杭管道,而福建省的成品油管道几乎是空白。
(3) 技术水平有差距
我国成品油管道与发达国家相比,在管道系统大型化、高压网络化、混油界面跟踪监控 控制与信息化水平等方面还存在一定差距。比如,美国一条管道常常能顺序输送几十种石化产品,而我国对顺序输送技术运用还不够纯熟。
(4) 管道运油比例小
我国成品油运输以铁路为主。管道运油比例只占约4%,这与发达国家管道运油比例差距甚大,如美国管道输送成品油数量占运油总量的47%。