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细数输油管道和输气管道的不同

2015-7-31 13:22| 发布者: helloshigy| 查看: 1567| 评论: 0

摘要: 众所周知,原油管道和天然气管道的区别在于一个输油、一个输气。除此之外,两者还有其他十个方面的差异。 动力来源不同 同样需要能量,原油管道与天然气管道动力来源却不同,一个用离心泵、一个用压缩机。离心泵是 ...

       众所周知,原油管道和天然气管道的区别在于一个输油、一个输气。除此之外,两者还有其他十个方面的差异。

       动力来源不同

       同样需要能量,原油管道与天然气管道动力来源却不同,一个用离心泵、一个用压缩机。离心泵是原油管道的心脏,可将油罐来油或管道上游来油增加设计压力输往下游。根据需要可采用多泵串联或多泵并联两种增压方式,多泵串联的工作特性为排量相同、扬程相加,多泵并联的工作特性为扬程相同、排量相加。压缩机是天然气管道的动力源泉,可将上游来气增压后输往管道下游。

       从工作原理来看,可分为离心式压缩机和往复式压缩机,前者进出口压比较低,多用于管道压气站,后者压比较高,多用于储气库。从驱动方式来看,可分为电驱压缩机和燃驱压缩机,前者一般用于外电条件较好的站场,后者一般用于西北地区荒凉的站场。

       温度要求不同

       同样是输送,原油管道与天然气管道对温度要求却不同,一个要加热、一个要冷却。国内原油凝点一般较高,以大庆油田为例,原油凝点约27℃,远高于管道周边土壤温度(冬季一般不高于6℃),为防止输送过程中原油凝固造成管道堵塞,东北地区各原油管道需在管道沿线设置加热设施,将原油加热至70℃出站,确保下游进站温度不低于33°C。天然气管道则不然,天然气温度越低,越利于输送。

       根据工程经验,压气站出口温度50℃工况比60℃工况运行能耗节省近10%。因此,对部分压缩机出口温度较高的压气站,需在出站端设置空冷器,降低天然气温度,以节约运营成本。

       流速要求不同

       同样是流动,原油管道与天然气管道对流速要求却不同,一个要快一个要慢。原油在输送过程中,会通过管壁和周边土壤进行热量交换并逐步向土壤温度靠近,为避免因流速减慢、温度降幅过大而造成凝管事故,高凝原油管道一般设定最低输量。东北地区某原油管道设计输量为750万吨/年,折算日均输量为2.15万吨/天,为防止管内原油凝固,该管道要求冬季最低输量不低于1.47万吨/天,折算流速约为1.085/秒。

       天然气管道不存在低输量相关问题,反而要求流速不宜过快,一般不超过10/秒。如果天然气流速过快,与管璧之间摩阻就会明显增大,许用应力范围内管道震动随之加剧,管道使用寿命和运行安全将会受到影响。

       压降规律不同

       由于摩擦阻力的存在,油气管道输送过程中均有能量损失,随输送距离增加压力都会降低,但原油管道与天然气管道压降规律不同,一个呈直线、一个呈抛物线。原油管道压降幅度较为均匀,与输迭距离成直线比例关系,平均压力处于管道1/2位置处;而天然气管道压降一般表现为先慢后快,压降与输送距离成抛物线规律。

       天然气管道压降先慢后快的主要原因是:相同输量下,起始端气体压力高,天然气处于相对压缩状态,与管壁之间摩擦阻力较小,所以压降较慢;而末端气体压力较低,天然气处于相对膨胀状态,与管壁之间摩擦阻力增大,压降变快。根据工程经验和模拟计算结果,平均压力一般处于距管道起点2/3位置处。

       高程反应不同

       长输油气管道遍布全国各地,所经地形千差万别,有荒漠也有森林,有平原也有山地,对于高程变化较大的山区,油气管道对地势变化的敏感程度不同,一个敏感、一个迟钝。由于原油密度较大,原油管道对高程较为敏感,高程每降低100米管内液体压力增加约0.8兆帕,由高向低输送,管内压力降低较慢,或者不降反升,甚至需在局部落差较大的管段需设置减压站,以确保管内液俸压力不超过管道设计压力。由于天然气密度相对较小,天然气管道对高程的反应较为迟钝,高程变化幅度小于200米时一般不予考虑。

       管存能力不同

       油气管道容量是固定的,由于液体与气体的压缩性能不同,原油管道与天然气管道对应的管存量(即管内流体折算到标准大气压下的体积)不同,一个固定一个变化。原油压缩性能较差,原油管道管存量不随压力变化。而天然气作为气体,压缩性能较好,管道平均压力越高,管存量就会越大。同一管段,2兆帕平均压力管存量约为1兆帕平均压力管存量的2倍。为充分利用天然气的可压缩性,向城市供气的支线天然气管道一般适当提高管道设计压力,并选用较大管径,以提高其储气能力,一定程度上为下游用户解决调峰问题。

       由于气体压缩性能较好,使天然气管道储存能力增强,也正是因为气体的压缩性能,使天然气在管道内传递压力的能力减弱,一旦发生管道事故,如不采取特殊措施,往往会造成几十米、几百米甚至几公里管道被撕裂。相反,由于液体压缩性较差,原油在管道内传递压力的能力较强,管道发生泄漏时,前后管段压力迅速降低,不会造成管道长距离破裂。

       兼容性不同

       原油管道与天然气管道建成之后,对其他资源的兼容性不同,一个挑剔、一个包容。原油管道是根据油品物性进行量身定制的,不同的油源有各自的油品物性,一般在黏度、凝点、密度等方面都有较大差异,不同的油品物性对应各自最优工艺方案。

       所以,原油管道建成之后,对其他资源兼容性较差。一旦油源发生改变,就需要对整个管道系统进行改造或对工艺方案进行调整,低凝油管道输送高凝油需增设加热炉,常规油管道输送稠油需添加化学减阻剂。而天然气管道对不同资源的兼容性较强,不管是国产气还是进口气、塔里木气还是长庆气、煤层气还是煤制气,只要满足相关气质标准,即可进入管道与其他气源混合输送。

       分输形式不同

       管道是连接上游资源地和下游用户的纽带,原油管道与天然气管道对应的资源地基本相似,而下游用户却差别甚远,一个是批发、一个是零售。原油管道将原油从油田输往炼厂,炼厂对不同油品有特殊的加工要求,管道对不同输量、不同的油品物性也有相应的条件,管道在设计阶段已确定对应炼厂和逐年输送规模,投产后基本不变,属于下游用户相对稳定的批发型分输。天然气管道分输地点可在管道沿线任一地市,分输用户可为各行各业,分输时间可根据市场发育情况随时开口,分输规模可根据需要随意调节,属于用户分布散、行业多、变化大的零售型分输。

       穗定性不同

       原油管道和天然气管道输送稳定性不同,一个平稳、一个波动。原油管道上游是油田,下游为炼厂,均不受季节影响,即便在管道和炼厂维检修期间,也会通过上下游大型油罐进行调节,保证管道的稳定输送和炼厂的正常生产,输量较为平稳。天然气管道对应气源较为稳定,而下游市场需求变化较大,一般冬季用气多、夏季用气少,白天用气多、晚上用气少。由于管道沿线气量下载不均匀,下游管道输量就会存在较大波动性。为解决天然气管道输量的忽高忽低,一般在管道下游主要市场周边配备储气库、LNG接收站等储气调峰设施,以保证向下游合同用户平稳供气。

       环境影响不同

       长输油气管道为线性工程,建设过程中难免经过自然保护区、水源地等各种环境敏感区域,但是原油管道和天然气管道对环境影响不同,一个严重、一个轻微。原油管道一旦出现泄漏,轻者会造成污染环境,重者会引起火灾,后果非常严重。而天然气管道即便出现泄漏事故,一般泄漏点两端阀室会自动关断,并将该段管存气快速放空,泄漏点所排放的少量天然气,会快速扩散,对周边环境造成的影响相对较小。

       建议国家相关部门制定和执行环境保护条例时,合理考虑原油管道和天然气管道对环境影响的区别,适当放宽对天然气管遒的要求,促使我国天然气行业的快速发展,将清洁能源送往千家万户,为早日实现“碧水蓝天生态梦”亮一盏绿灯。(原载《石油知识》)

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