石油儲運**

 

　　指石油和天然氣從地下開采到地面以后，經過預加工處理、儲存和輸送到消費地。石油的運輸方式有四種：鐵路油罐車運輸、公路油罐車運輸、水路油輪運輸和管道運輸。鐵路油罐車運輸適用于中小批量的原油中長距離運輸。在油田開發初期，原油產量尚未達到規模時作為輸油管道的建設之前的過渡期，鐵路油罐車應用普遍；長距離輸油管道的轉油站也常設有原油裝車棧橋，用火車罐車將石油運往消費地。公路罐車具有運輸靈活性大，適用于無水路可通和不靠近鐵路的地區，在我國主要用于短途運輸。水路運輸具有成本低、運輸量大的優點，可分為遠洋運輸、沿海運輸、內河運輸、湖泊運輸。沿海運輸指幾個臨近海區間或本海區內的運輸。內河運輸一般為國內運輸。水路運輸的主要運輸工具是油輪和油駁，萬噸以上的油輪一般用于海運原油，如我國大連新港、秦皇島油港、黃島油港等都能夠停靠萬噸級巨輪。萬噸以下的(多以3 000t以下)油輪、油駁是江河內的常用運油工具。管道運輸有兩類：一類是油田內的油氣集輸管道、煉油廠內部的輸油管道，這些屬于企業內部的輸油管道；另一類是用于輸送原油、產品油或天然氣的長距離輸油(氣)管道。

　　長距離輸油(氣)管道 一般把管徑大于150mm，輸送距離大于100km的管道稱為長距離管道。輸油管道又可分為原油管道、成品油管道和液化氣(包括液化天然氣“LNG”和液化石油氣“LPG”)管道。目前國內長距離輸送原油管道干線*大直徑為720mm，總長度1．7×10⁴ km。

　　長距離輸送原油管道由輸油干線和輸油站(庫)組成。干線部分包括管道本身，沿線閥室，穿跨越江河、鐵路、公路、山谷的設施；輸油站(庫)包括管道的起點站(首站)、沿途設置的泵站、加熱站和管道的終點站(末站)。為了保證**運行，沿管道建有專用的微波通訊系統，進行統一的生產調度指揮。長距離輸原油管道概況見下圖。

 

1—進場 2—轉油站 3—來自油田的輸油管 4—首站的罐區和泵房 5—全線調度中心 6—清管器發放室 7—首站的鍋爐房、機修廠等輔助設施 8—微波通訊塔 9—線路閥室 10—管線維修人員住所 11一中間輸油站 12一穿越鐵路 13一穿越河流的彎管 14一跨越工程 15一末站 16一煉廠 17—火車裝油棧橋 18—油輪裝油碼頭

 

　　天然氣管道與輸油管道相比，在建設與運行中有其獨特之處，但總體設計與運行原理方面與輸油管道相似，沿線設有壓氣站、清管站、計量站、配氣站、閥室及氣庫等設施。

　　管道輸送具有其他方式輸送無可比擬的優點：輸送成本低、建造價格低且施工周期短、占地面積少、節省人力、節省能源和**性高。

　　石油的儲存 為確保平穩輸油，在長輸管道的首站和末站都相應建造有儲油罐群，油罐群(也稱之油庫)容量一般按管道日輸量的5～9倍設置。對采取旁接油罐輸油方式的管道中間泵站也建有儲罐，其容量視管輸量大小設計。天然氣一般采用地下儲庫。儲罐可建在地上或地下，以建罐材料不同分為金屬罐、非金屬罐和巖石地下庫。金屬罐多建在地上，原油儲罐常用立式圓柱形儲罐。

　　1．地上金屬罐。根據罐頂結構分為浮頂罐(包括內浮頂)、拱頂罐和懸鏈頂油罐。(1)浮頂罐：罐頂浮在油面上，隨油位變化升降，浮頂的基本形狀是一個緊貼罐內壁的圓盤，周邊與管壁設有密封裝置。因為浮頂與液面間不存在氣體空間，油品不易揮發，儲油時損耗小，減小了對大氣的污染和產生火災的可能性。10000m³以上的油罐多采用浮頂罐，國內*大的浮頂罐容積為100000m³。(2)拱頂罐：罐頂為球缺形，拱頂半徑一般為油罐直徑的0．8～1．2倍。罐頂本身是承重結構，由4～6mm的薄鋼板和加強筋組成，便于施工，相對浮頂罐造價較低，油氣損耗大于浮頂罐。由于罐徑的限制，國內*大容積為10000m³，國外*大容積為50000m³。(3)內浮頂罐：內浮頂罐基本上是在拱頂罐內安裝內浮盤。原油儲運很少采用。(4)懸鏈頂油罐：也稱無力矩罐。容量在100～5 000m³之間，罐頂由罐壁和罐內中心柱支撐，在重力作用下，頂板自然下垂，形成一條懸鏈形曲線。

　　2．鋼筋混凝土非金屬儲罐。多為地下和半地下式建筑結構。因節約鋼材，抗腐蝕能力強，保溫效果好，原在我國油田、長輸管道和煉油廠采用較多。然而鋼筋混凝土油罐防滲漏能力差、防雷擊能力差，年久混凝土脫落或裂縫會導致漏油；另一方面，還會使部分鋼筋裸露在外，建罐施工中保證不了數以千計的鋼筋接頭都能接通導走電荷，因此當遭受直接雷擊時，雷電的電磁感應和靜電感應都可以引起放電，引燃罐內或泄漏在罐外的油氣，造成火災和爆炸事故。我國曾發生過多起鋼筋混凝土油罐雷擊著火爆炸事故。我國已不再建造這類儲罐。

　　3．巖層地下庫。世界上有地下水封石洞庫儲油、山洞庫儲油、鹽穴儲油等多種形式，我國20世紀80年代開始在黃島建有水封石洞油庫。水封儲油是在穩定的地下水位線下開挖洞穴，利用地下水的壓力將油封存于洞穴中，達到儲油的目的。洞罐的結構一般采用直墻拱頂車廂式的形狀，分一排或兩排列于地下，洞罐頂部的埋深應比穩定的地下水位至少低5m。

　　長距離輸油(氣)管道的**運行 管道生產有其自身的特點：管道線路長、站庫多，運送介質易燃、易爆、易凝、輸送壓力高，并且要求連續運行。因此，管道生產需要先進可靠的設備和技術手段，對生產過程進行嚴格管理、精心的維護、準確的監控，確保輸送油、氣過程中**平穩。

　　1．生產運行**。調度人員根據輸油量、輸油所處季節，制定合理的輸油運行方式。通過生產設施上的各類儀表，將系統壓力、溫度、流量參數和工藝流程、設備運行狀態通過通訊訊道傳到調度室顯示或輸入計算機，調度人員將運行工況分析、處理，下達調整或改變運行工況命令。若管理的是成品油順序輸送管道，還要進行品種批量和界面的跟蹤。為了**生產，要求各級調度人員熟悉站庫設備流程，掌握運行狀態，有豐富的經驗和對故障敏感的判別和處理能力。要求全線操作人員掌握現代化設備的操作、維護、保養和事故處理能力。

　　早先建成的輸油管道是旁接油罐的方式。現代化的長輸管道運行是實現“泵到泵”密閉輸送，要求**、平穩和優化運行，提高自動化管理水平。

　　2．管道SCADA系統。我國管道數據采集與監控系統，已經在東營—黃島輸油管線復線和陜西靖邊-北京的輸氣管線上應用，這是利用現代網絡通信技術組成的全自動控制的密閉管輸送系統。該系統由調度中心、遠傳通信信道和監控終端三大部分組成，主要功能是：①從各輸油氣站采集數據、監視各站工作狀態和設備運行情況。②給各站發出指令，自動啟、停設備，切換流程。③對控制參數進行給定值和自動調節。④顯示管道全線工作狀態，向上級調度傳送數據。⑤對管道全線密閉輸送進行水擊保護控制。⑥對管道全線進行隨時工藝計算和優化運行控制。⑦對管道全線進行清管作業控制。⑧對全線設備狀態及工藝參數進行趨勢顯示和歷史趨勢顯示。⑨對系統故障與事件自檢。⑩對于成品油管道不同油品的順序輸送進行界面跟蹤和分輸、分儲控制。

　　3．管道設備。管道輸送設備是指輸油氣站庫的生產設備。輸油站除油罐外，主要還包括以下設備①輸油泵。輸油泵是長輸管道輸送的動力源。輸油泵一般采用電動機拖動，機組功率由管道設計輸送能力選擇匹配。為防止輸油泵原油泄漏引起火災爆炸，輸油泵房內的電機與輸油泵之間設有防爆隔墻。露天裝置的輸油泵機組現已在我國主要輸油管道上廣泛應用。②加熱爐。加熱爐是長輸管道輸油的加熱設備，爐型有方箱式、圓筒式、斜頂式等多種形式，目前我國主要輸油管道為了提高熱效率和原油加熱過程的**，已經逐步改為熱煤間接加熱爐，由熱媒介質通過熱交換器傳熱給原油，避免了火焰直接加熱油管，減少了加熱爐火災事故。除了油罐、機泵和加熱爐以外，主要輸油(氣)設備還有：輸氣壓縮機、鍋爐與壓力容器、清管設施、油罐區固定消防設施、閥門、流量計、控制儀表、工業控制計算機、通信設備、動力設備(電動機、柴油機、燃氣輪機、變壓器、電氣開關等)等。

　　對設備的**管理內容包括：設備運行記錄、分析，故障檢測，維護維修計劃，更新改造，關鍵設備的檢測和事故預測。要求操作者嚴格執行各種設備**運行操作規程、日常精心檢查維護保養設備，使運行和備用設備完好。

　　4．管道干線。從泵站出口(管道陰極保護絕緣法蘭)至下一泵站入口(管道陰極保護絕緣法蘭)之間的線路部分為管道干線。管理工作的對象主要對鋼管的防腐、保溫、絕緣涂層、陰極保護設施、河流穿跨越、線路閥室、水工保護構筑物進行檢查維護。管道干線管理的主要內容有：①巡線檢查，防止人為和自然災害等因素的破壞，保障生產運行暢通。②管道防腐層的檢修和維修。③管道內腐蝕、泄漏的儀器檢測與維修。④線路水工保護等構筑物、穿跨越工程設施的檢查與維修。⑤清管作業和管道沿線的輸送介質排放。⑥管道事故的緊急搶修作業。

　　職業危害 在石油儲油過程中，主要危害是石油和天然氣的泄漏。泄漏不僅造成經濟損失和環境污染，若處理不及時或處理不當，還會引起火災爆炸事故。雷電引發的重大火災爆炸事故在石油儲運系統發生過多起。重大火災爆炸事故往往造成嚴重的經濟損失和人員的傷亡。此外在輸油(氣)管道工程施工、輸油(氣)設施的改造、機械清管、事故搶修中由于方案不落實，措施不當、違反操作規程造成的跑油跑氣、機械損壞、機械傷害、**、高空墜落、石油中毒窒息等人身事故也時有發生。發生火災爆炸事故的原因往往與輸油(氣)管道及其設備的跑、冒、滴、漏，設備故障產生的高溫、雷電引燃、靜電火花、火源及人為操作失誤疏忽有密切的關系。

　　1．管道事故特點：①管道絕大部分埋地敷設。因其隱蔽，管道事故初期階段的腐蝕、裂開造成的泄漏則不易被發現。②長輸管道站間輸油(氣)管道只有一條。若干線一處泄漏或中斷，即造成全線停輸，對于加熱輸送的原油管道若停輸時間過長，管道內原油溫度降低，可能造成重大凝管事故。③站間輸(氣)管道多在野外，若發生管道泄漏事故，尤其是江河穿跨越段發生泄漏，作業環境差、事故處理難度大，另外還會嚴重污染環境。④管道和站庫設施受自然災害(洪水、地震、泥石流、雷擊)容易造成管道沖斷、震毀和火災，破壞性大。例如，1976年唐山大地震使秦京管道斷裂、跨越倒塌；1984年鐵秦管道因上游山洪暴發、石河水庫放水沖斷管道；1997年馬惠管道被洪水沖斷，都造成全線停輸、跑油、環境污染事故。⑤人為的損壞、破壞時有發生，如不法分子在管道上鉆孔盜油盜氣、偷盜跨越管線上的固定件、閥室零部件等。⑥由于埋地管道的土壤含水、堿、磷和微生物，管道通過礦區、城市，穿越鐵路、電車、電氣化鐵路、輸電系統等可能在土壤中產生雜散電流，形成地下化學、電化學和微生物作用腐蝕管道。⑦管輸原油和天然氣含有酸或堿性雜質，可導致管道內壁腐蝕穿孔、開裂，造成漏油事故。⑧埋地鋼管的焊縫或材質缺陷或違章操作超壓造成管壁裂縫引發的泄漏事故等。

　　2．輸油泵機組事故。輸油泵憋壓、噴油、斷軸等故障引起的原油外泄，遇輸油泵軸瓦過熱、研瓦、電動機過載、掃膛、電器設備絕緣**、打火形成火源或人為火源，從而造成輸油泵房著火。

　　3．加熱爐事故：①由于設計不合理、施工砌筑質量不好、原材料耐熱等級不符合規定要求及生產操作中烘爐升降溫過急、頻繁啟停爐、爐體密封不嚴受熱不勻、運行中爐膛產生聲波共振，都可能造成爐墻裂縫、襯里脫落，甚至造成爐體變形破壞。②爐管焊縫有砂眼或腐蝕穿孔造成爐管漏油。③操作原因(主要是偏流、偏燒)使爐管局部過熱，管內原油熱裂解在管內壁上結焦，若采取措施不及時，由于結焦層的熱阻作用使管外壁溫度進一步上升，加劇表面氧化，使爐管厚度減薄、鼓包變形，*后燒穿。④爐子突然熄火發現不及時，燃料繼續噴入爐膛氣化形成可燃氣體，達到一定濃度時發生爆炸。⑤二次點火時爐內有油氣遇明火引起爆噴。⑥燃料霧化燃燒不完全，大量可燃氣體在對流室或煙道內二次燃燒或爆炸。⑦爐管破裂漏油大量原油進入爐膛著火爆炸。⑧設計或操作原因形成爐膛正壓運行造成爆噴。

　　4．油罐事故：①雷擊引起的儲油罐火災爆炸事故。②儲油罐冒頂、跑油。③罐壁或罐底腐蝕穿孔。④油罐浮盤沉沒。⑤檢修清罐不徹底，罐內有殘存油氣，在此情況下進入發生窒息，動火引起爆炸。⑥風雨雪天罐頂作業滑倒或高空墜落。

　　預防措施 各類事故的預防措施如下：

　　1．管道泄漏事故的預防：①在眾多的管道事故中，由于管材或焊縫缺陷引起的管道裂縫比較普遍。因此在管道建設上，選用強度高、韌性和可焊性好的上等鋼材十分重要。施工中要求在搬運、裝卸、焊接、下溝、回填一系列工序中嚴把質量關，防止管道劃痕、壓坑、漏焊、對接偏口。特別是鋼管出廠前的理化檢查、焊接中的質量檢查和每道焊縫的超聲波或X射線探傷。投產前對管道進行強度和嚴密性試壓。試壓值和穩壓時間按有關規范進行。②對管道全部投用陰極保護，要求金屬外壁有良好的絕緣和防腐涂層，避免管道金屬外壁直接與土壤和空氣接觸。對輸送含腐蝕物質的原油和天然氣管道內壁也要采取防腐措施。③易受洪水、地震威脅的特殊地段的輸油(氣)管道，要采用**防護措施。如采用厚壁管、河流穿越段加穿套管、洪水威脅地段加設護坡，穿越河床部分增加埋深、穿越江河管道的兩岸設截斷閥門，易受洪水侵襲的大型河流穿越管段敷設備用管道。④對采用密閉輸送工藝的輸油管道，應注意水擊壓力波對管道及設備的危害。對高壓管道系統，水擊正壓波可能使管道超壓，造成管道強度破壞。水擊負壓波可能破壞下游站離心泵的吸入特性，造成負壓進泵燒毀機械密封。因此應設置管道水擊壓力超前保護設施。⑤長距離輸送天然氣的管道，防火防爆是日常**管理中*重要的工作。投產要作好管道內的空氣置換、有毒氣體監測、天然氣中的氧含量分析等；設備檢修要作好檢修設備與連接設備的隔離、經過惰性氣體的置換、清洗、天然氣和有毒氣體含量分析合格后，才能拆修設備；對進入管道的氣質定期檢驗化驗水、硫化氫、二氧化碳等雜質含量，確保合格，防止形成酸性水溶液腐蝕管道；通球清管時嚴格按照操作規程，尤其是對液體**物的排放要密閉輸送至金屬儲罐內，所有設施都要有可靠的電氣接地，放空的天然氣在放空管采樣分析濃度大于其爆炸極限的上限，確認無爆炸可能時，才能點火燒掉。

　　2．輸油泵機組、輸氣壓縮機組的事故預防：在運行中要嚴密監視機組各種運行參數的變化，包括機組及輔助系統設備的控制壓力、溫度、流量、震動等，嚴格執行電機、燃氣輪機、輸油泵、天然氣壓縮機操作規程。對發生的異常情況要及時發現，及時排除故障。按照規程進行維護保養。

　　3．加熱爐事故的預防：①加熱爐的設計、制造、安裝、修理、運行要符合有關標準要求。②按標準定期對加熱爐進行外部檢查、爐管水壓實驗，確保運行狀態完好。③嚴格按操作規程操作維護。

　　4．金屬油罐事故的預防：①淘汰早先建成的、導電性能差且易遭雷擊的非金屬儲油罐，使用金屬儲油罐。②罐區設計應符合國標《石油庫設計規范》，投產前按標準進行檢查驗收。③定期對油罐的**附件(**閥、呼吸閥、量油孔、阻火器、液位計、防雷防靜電連接、**監測報警儀器等)進行檢查測試，保持完好。④油罐頂部(浮盤、艙)、扶梯應按要求維護保養，做到無積水、無積雪、無結冰、無油污。⑤上罐檢查穿戴防靜電服裝，不穿戴釘鞋，操作使用防爆工器具。⑥油罐內部檢修時，應經過徹底清理，吹掃，分析測試罐內油氣和其他有毒有害氣體含量在**范圍之內，才能允許操作人員進入罐內，以防發生爆炸和中毒事故。

　　管道**防護新技術 為保證管道**運行，根據國內不同長輸管道的特點，采用有效的**防護新技術。①對超役管道、跨越管橋、大型穿越進行**壽命評估。②在原油中添加降凝劑或熱處理降低原油凝固點和粘度，實現含蠟或高黏度原油的常溫輸送；加入緩蝕劑降低內腐蝕。③管道、儲罐上應用新型涂料降低腐蝕。④應用區域性和大氣中管道陰極保護技術，解決輸油站庫的管道設備腐蝕。⑤應用世界上先進的管道不停輸檢修、搶修、封堵、管段設備更換技術。⑥采用Pig(所有依靠管道內流體驅動而在管道內運行的器件)進行管道清管、漏磁法和超聲波法測量管道壁厚、檢漏、成品油順序輸送的界面隔離。⑦重點易燃易爆場所安裝可燃氣體濃度報警、煙霧報警、火光報警、自動消防系統、**監視系統等。