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24油气田环境保护19 9 6年第6卷第2期环境管理输油管道对环境的影响及其环境保护措施苗承武(中国 石 油天然气总 公 司石油 规 划 设计总院)摘要使用管道长距离输送原油和成品油(管输)是石 油 工业一种现代文明的 生产手段,它具有 密闭、效率 高、成本低和安 全可靠等优点.在油品输送方面占据着主导地位。我国应用长距离输油管线始 于5 0年代 末期,在七、八十年代有了较快 的发展。在 管道建设的施工期会对地表造成破坏,管输油品的首 站、中间 泵 站、末站及沿途 管线由 于腐蚀、事故等 产生漏失油品而造成环境污染。本文介绍了几种漏失检测 方 法。主题词输油管道施工原油成品油漏失检测环境保护Influenc eof011transPortatio nP IPelin eo nenvironme ntanditse nvironmental Prote ctio nme a su re sMiaoC he ngwu(h CinaPeto rle umP lanninga ndEngin e eringInstituteCNPC)A BSTR A C TLo ngdista n e etransportingerude011a nd011produetbypipelineisakindofmodernproduetio nme an,whiehha sadvantagesofse al,highef fieieney,lowe ost,s afetyandreliablityandoe eupie sale adingpositioninthefieldof011tr a n spo rta-tio n.Ap plie ationof lo ngdistane e011pipelin einC hinastartedthelastofthe505andin-erea s edr apid lyinthe705and805.Lands urfa e ewillbedestroyedintheperiodoflayingplpelin e s.Oeeurringinthehe ad,inte rmediate,finalpumpstationsandallalongthepipeline s,le akageof011e a usedbytheeor rosiona nda e eide ntsw illpollutetheenviron-ment.Thispaperintrodueess e veraldete etio nmethodsof011le akage.SUBJECTH E A n ING011pipeline,eo nstr u etion,erude011,011pr oduet,le ak,dete e-t一o n,environmentalProte etion一、输油管线对环境的影响长 距 离输油 管 线 在石油 工 业 中 起 着 重 要 的 作 用,目前 全国长 距 离 输 油 管线已超 过11o o ok m,管 输原 油 占全国原油总运输 量的9 0%以上,长输 管 线已遍 布全国 1 5个 省、市、自治区,已经成 为石油 工业建设 的重要 组成 部分。在研究 长输管 线建设和设 计时,必须注 意研究其对环境 的苗承武,教授级高级工程师,现任石 油规划设计总院院长。通讯地址:北京市学院路93 8信箱.邮编:1。8 3第6卷第2期苗承武:输油管道对 环境 的影响及其环境保护措施影 响。输 油管线对环境的影响主要表现 在:()1管线 施工、建 造 阶段对沿 途环境 的破 坏,包 括开挖 管沟、施工 工作带的平整和施工人 员 的活动对生 态 的影 响等。(2)输油管线投产后运 行期间,首 站、末 站、中间泵站等各种站场 操作中产生的污染物对 周 围环境的污染,如储油罐、旁接油 罐散 发 的烃类 物 质对大气的污染,机泵、阀 门等设备漏 油污染,输油设备冷却水等含油污水 对环境的污染等。输油管 线 的破裂产生的漏油会 对沿途环境(土壤、水体等)造成 严重污染。由于管线的 泄漏污染具有 突然性、难于预测等 特点,因此更应 引起我们重视。正常运行情况下,输油管线对 环境 的污染 明显小于其它运输方式。由表1可见:单位空间截面表1各种运油方式比较运油方式速度V(km/h)占据空间截面单位截面流量相对单位截面流量F(mZ)K一Q/F(铁路10 0%)管输(以笋7 11管线为例)铁路罐车(双轨)公路槽车(上 下双车道)河道油船(上下单行道)7.28050l 2流量Q(m3/h)2 850200 00145006 2500.3 9537115470720054012613.31 33010 0232.5的流量,管输是 铁路运油 的 1 3.3倍,是公路 运油 的5 8倍。这只是从 所 占空间位 置的大 小来比较,而管线埋 地敷设,对环境的影 响则更 小了。根据 生产运行测 试实验,长距 离输油管 线输送 原油 时烃蒸汽 的散失 量一般 为。.5漪以下,采用旁接油罐操作时也只有0.6汤一0.8瓜,“泵到泵”密闭流 程时可降到。.2瓜;而铁路油罐车运 油则 高达1.0漪一1.5汤,汽 车槽 车要超过1.5瓜。在含油污水污染方面,输 油管线 各种 站场所 产生的含 油污水 很少,远 不如油 轮、油 船所产生的压 舱水 或洗舱 水对河 流、海洋造 成 的污染那 样严重。对于输油管线来说,它所 产生的严重 油污染往往是 由于输油管线破裂造成 的溢油污染。因此,在输油管 线设计中,无论从安 全角度还是从 环保角度考 虑,都应采取 适 当的措施 防止管 线破 裂漏 油。二、漏油类型及形成原因输油管 道漏油按 其形 成 的原因可分 为以下四类:(1)腐蚀穿孔由于管壁腐蚀 形成穿孔 引起 漏 油,腐蚀孔 洞一般较小,其漏 油规模一般也比较小,但有 时持续时 间较 长。根 据西 欧石油 公司资源节约国际研究组(CONCAWE)8 0年代对西 欧的190 0 0km输油管线(总输 油量 为 6 36 00万m3)的调研,腐蚀穿孔事故的次数占各种漏 油事故总数的13/以上,其漏 油量 约占各种事故漏油 量总和的1 5写左右,平均漏 油量 约为总输油 量 的0.0 15%。0.030%。在 我国,腐蚀穿 孔也是 管道 输油 常见 的漏油 事故。早期 建设的大庆至铁岭等输油管 道,在运 行 1 0余年后曾经每年都有腐蚀 穿孔 发生,近几 年趋于稳 定。而近几 年建设 的中洛线、花格线、阿赛线等因防腐绝 缘层质 量 问题,腐蚀穿 孔发生较多,有时影 响管道正常运 行。估 计我国管道腐蚀穿孔 的漏 油量为总 输油量 的0.0 5%。一。.10%。(2)人为事故管道沿线施工作业或其它 活动造 成管 道破裂,管道操作人员 的误操作引起管道破裂,一般形 成管道 较大 的裂 缝甚至断裂 时,所 引起 的漏油 量较大。据西欧统计研究,人为事故次数油气田环境 保护6199年为事故性漏 油 总 数 的1/3以上,引起的总 漏 油 量 占总 事故漏 油总量 的 4 0%,达到输送 总量 的0.04%。(3)自然灾害事故由于地 震、洪水等自然灾害造 成管 道断裂,引起 的漏油 量一般比较大,事故的次数一般占事故总数1/1 0 左 右。例如1 9 7 6年唐山地震 时,秦京 线在滦河跨越、潮白河穿越等处断裂,其中滦河跨越断裂造 成大量 漏 油(估计有数百 吨,约 为 当时 管线日输油 量的5%),使西部滦河河段受到污染。(4)机 械性 损害事故阀门、管件是管线系统的薄弱环 节,由于误操作或机 械质量 问题很容易造成破损而漏 油。据西欧管线调查统计,机 械 损坏 约 占管线事故的15/,其溢油量 约 占总事故溢油量 的 3 0%。三、漏 失检测方法为 防止管 线事 故漏油污染,除在设计中严格 设备、材 料 的选择、配备有力 的巡 线通信系统等措施外,还应 配置 漏油检测 系统,在生产操作中要 及 时检测 漏油位 置,以便及 时采取措施制止漏油,防止大规模漏油 污染。管 线漏失 检测方法可分 为“大漏 失”检测法和“小漏 失”检 测法,前 者可检测出漏失 水平 为 管输量 的1%一2%,后者可检测到10L/h的漏 油。(一)“大漏失”检测 法1,流,增加或压 力降低检测法原 理是 在稳定输 量 的操作条件下,一旦发生 漏油将引起漏失点上游 流量 的增加和泵排出压力的降低,通过分析 检测 出全线流 量或泵压 力变 化情况可获得 漏失位置和漏 失量。2,压 力梯 度法大漏 失会在漏失点产生额外的压力损失,使其上游 有较 陡 的压力梯度,下游有较平缓的压 力梯度,通过分析检测 出的数据,可确定 漏失 的发生 及其位置。3,负 压力 波法突 发 的漏 失产生负 压力 波动(负水击),使压 力波 由漏失 点 向其 上游和下游以相等于声音在 油流中的速度传播,用专用仪器检 测和分析这 种压力 波 动即可确定漏 失发生。但是,应 注意排 除操作中因改变操作条件(如泵 的启、停,阀 门的开、闭)引起的压力 波动。4,在 线平衡法正常情况下进人 管线与流 出管线的油量是 平衡的,漏失发生时,可通 过比较 流量 的不平衡情况确定 漏失 的存在。需 沿管线 安装足够精度的 流量计和相应 的温度压 力校正、数传系统和计算机 处理系统,进行在线检测和分析,可及时发现 漏失 及其位置。5,动力模型 法将管 线特性 数 据模拟 在实 时计算机 系统 中,运行 中的瞬 间特性 随时 与事先设定的管线模型进行比较,如实体运行特性 与模型参数偏 离 即指示 漏 失发生。该法 也需要 安装相 当数量 的在线仪表且这些仪表有较好 的重现性,并 有快速 的遥 测系统和计算机 系统 与之配套。(二)“小 漏失”检测方法由腐蚀穿孔或小型裂缝引起的漏失属 于“小 漏失”,对于原油管线来说,由于原油 本身的凝堵作用,一般“小漏失”不会持续太久。运行经 验表 明:小于2 5Lh/的漏失在 数小 时 内即趋于凝堵,检测第6卷第2期苗承武:输油管道对环境的影响及其环境保护措施“小漏失”有 两种基本 方法:1,差压实验法将管线分成若干段并分别 测定其压差,各 段间 压力差 的异 常如果不能用别 的原因来解释(例如管线沿线环境不同使多管段冷却速率不 同)则表明漏失。由于漏 失量 小,压力差变化不大,为准 确起见,需 要将管线调整到一定 时间 内的均衡操作状态,压差测试才有意义。2,智 能清管器具有自动检 测管线 壁厚和漏失 的智能清管 器可准确 地测 定管 线 极小 的穿 孔,并通过记 录 由于漏失产生 的声音来 确定穿孔 在继续漏 油,是 一 种预 测和检 测管 线漏失的经济、有 效的方法。四、结论随着国家对环境保护的重视,输油管线的 环保措 施应 得到更 大 的关注。从设计和建设上保证管线的可靠性是首要 问题,配备有效 的漏油 检测 系统是 防止油污染的第二道 防线。本文介 绍的一些漏失 检测方法各有其优、缺点,应根据环境的敏感程度及其他实际情况 进行选 择。无论选 用哪类 检测系统,都应结合整个管线 的监控及数据采集系统(即SCADA)统一考 虑 软、硬 件 的设置,使管线的环境问题与总体安全运行、生产管 理相结 合,以节约投资和提高环境 效益。(收稿日期19 96一02一2 8)(编辑彭贤安)必诵心即泛客闷如是阳自睿自心侧奋嘴川反沂赴 曰心侧是。宙吩及,奋心,闻月.分心题题里里田田田)霭鳃瑟田田民里里1 1 1、n闷 只 曰1 1 1一一一一一一一黔男芍芍戛戛彝;加加加加加加加加加加加哑哑哑哑哑哑哑哑哑咸咸柯柯枷枷枷九嗯诱臼叹乙哭J哭再,理再产月几哭再脚乙,几介神乙“乙备乙二乙朋再甲几,几即砂再,再哭刀甲乙卿乙哭左吧乙哭乙哭乙哭再卿压卿乙契西哭再哭王臾乙哭再,办苗