国外油气管道技术近几年发展比较快,有许多新技术、新工艺、新材料、新设备被不断用于新管道的建设和老管道的改造,有效地降低了工程造价,提高了施工质量,保证了新建管道的顺利投产。由于国外管道建设时间比较长,安全隐患严重,因此,围绕节能降耗和安全运营,国外管道公司大力开展技术革新,对老管道定期进行检测和完整性评价,采用计算机系统优化运行管理。我们跟踪国外管道技术最新发展动态,旨在找出差距,明确方向,为我国油气管道下一步的科研立题提供参考和借鉴。
1928年,苏联建成格罗兹内至图阿普赛焊接式钢制长输原油管道,揭开了现代管道工业发展的序幕。至今,经过70多年的发展,世界管道工业,尤其是工业发达的欧美国家,无论是从制管、设计、施工,还是从输送工艺、管道自动控制、运行管理等方面都得到了长足的发展,油气管道在世界运输业中发挥着越来越重要的作用。与此同时,与管道输送有关的各种新工艺、新技术、新材料、新设备和新产品层出不穷,特别是从20世纪60年代开始,管道工业进入了快速发展时期,各国的油气管道公司非常注重各种先进技术的研究与开发,很多管道在设计建设时就大量采用最新的一些研究成果。高度自动化技术的应用,不仅保证了管道运行的安全可靠性,而且减少了操作人员,大大降低了运行费用,使企业处于较好的盈利水平。本文归纳了国外原油、成品油和天然气管道的输送技术的主要发展趋势。
一、国外原油管道输送技术的发展趋势
目前,世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和稀释两种工艺。针对现役管道输量逐年下降、稠油开采日益增多的现状,以提高管道运行安全性、节能降耗为目的的各种新技术、组合工艺的研究已成为热点,像物理场处理(磁处理、振动降粘)、水输(液环、悬浮、乳化)、器输(滑箱、膜袋)、充气降粘(充饱和气增加输量)、混输和顺序输送等等多种工艺的研究,有些已进入工业试验与短距离试输阶段。总体上,国外原油管道的输送工艺正朝着多元化和新型化的方向发展。对特定品质的原油而言,一种输油工艺只有在特定的环境下才有效。也就是说,对于不同种类的原油和不同的地理环境,采用的输送工艺是不同的。尽管目前世界各国的管道工业发展水平存在着差距,但评价一种输送工艺优劣的标准应该是一致的,主要有以下几点:
(1)有效性。有显著的降粘、减阻效果或对某一类粘凝油有效。
(2)适应性。适用范围广,对油品性质、站间距、输量及输送环境有较高的适应性。
(3)简易性。工艺设备简单,使用及维护简易,自动化程度高,易于实现集中控制与管理。
(4)经济性。能耗少,成本低,效益高。
国外先进的原油管道普遍采用密闭输送工艺、高效加热炉和节能型输油泵;运用高度自动化的计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况,进行泄漏检测,优化管道的调度管理;对现役管道定期进行安全检测和完整性评价。例如,美国的全美管道就是世界上最先进的一条热输原油管道,全长2715km,管径760mm,全线采用计算机监控和管理系统(SCSS),在控制中心的调度人员通过计算机可实现管道流量、压力及泵、炉、阀等设备的自动控制,仿真系统软件可完成泄漏检测、定位、设备优化配置、运行模拟、培训模拟等功能。
目前,我国与美国、苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺,就工艺方法本身而言,我国与国外的水平相当,但在管道的运行管理和主要输送设备的有效利用方面还存在着一定的差距。