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随着我国石油和天然气等能源产业的快速发展,管道运输以其特有的优势与水路运输、铁路运输、公路运输、航空运输形成了我国五大运输体系,对我国能源的开发与运输起着至关重要的作用。目前管道运输已成为陆上油、气的主要运输方式。作为提供特殊运输服务的管道运输企业相对于其他企业来说,其运输量和运输价格往往受政府严格管控,其利润空间不能完全由自己掌控,因此管道运输企业为获得更大的盈利空间,成本管理问题就成为管道运输企业的核心问题,企业要获得更多利润就需要做好成本控制工作。
一、管道运输的特点及其影响因素
管道运输的特点包括技术经济特点和成本特点。所谓技术经济特点是指运输方式所表现出来的优势或不足,管道运输的技术经济特点表现在:在优势方面,管道运输建设速度快、占地面积小、运输成本低且效益高以及运输过程不产生噪音等;在劣势方面,无法提供“门到门”运输、合理运输量范围较窄、服务缺乏弹性(仅限于液体或气体的单向运输)以及需要面临油田干枯管道报废的风险等。另一方面,相对于工农业生产行业,管道运输的成本特点包括:管道运输提供的是运输服务,其不会像工农业生产部门那样消耗原材料,而是消耗燃料、能源和动力等;管道运输是资本密集型行业,固定成本大;相对于一般企业生产成本与产品数量直接相关,管道运输企业成本主要取决于运输的距离而非运输量;管道运输行业是一个高耗能行业。
管道运输的总成本主要由建设成本和运行成本组成,其中建设成本属于固定成本,由于管道基础建设投资额大,其固定成本在总成本中的比例也很大。目前,影响管道运输成本的主要因素包括运输量、运输距离、单位能耗和折旧等,同时人员工资、管道使用年限等对管道运输成本也有一定程度的影响。
二、我国管道运输企业成本控制现状与问题
(一)管道运输企业成本控制现状
管道运输是石油、成品油和天然气的主要运输手段,与其他几种运输方式相比,具有成本低、安全性高和环保等特点。管道运输的主营业务成本包括燃料费、动力费、管道维修费、输油气损耗和人工费等,它是管道运输成本的主要构成部分,是管道运输企业成本控制的主要着力点。由于管道运输行业的特殊性,其产品的运输价格和输油量往往由国家决定,因此管道运输企业更多的是进行成本控制以求增加利润。调查研究显示,与国外管道运输企业相比,我国管道运输企业的经营状况和成本控制仍存在很大的不足之处。从运输成本构成来看,由于我国人工成本较低,我国管道运输企业除了人工费用和管道维修费低于国外管道运输企业外,其他各项费用均要高于国外企业。因此,可以知道,我国管道运输行业的成本控制仍不够成熟,可以吸收和借鉴国外管道运输企业的先进技术和管理经验,进一步加强管道运输的成本控制。
(二)管道运输企业成本控制现存问题分析
1、成本管理意识存在偏差
虽然我国大多管道运输企业都重视成本管理,但在成本管理的观念、范围和手段等方面仍存在不足。首先,缺乏成本效益观念,部分管道运输企业更多的认为成本控制就是降低成本,较少从油气输送的市场效益角度分析成本问题;其次,成本管理范畴过于狭隘,成本管理范围仅限于管道运输企业内部,不重视对上下游企业等相关领域的成本管理;再次,成本控制手段更多的是依赖节约的方式,未能有效发挥成本效益原则,通过发生成本实现更大的收益,缺乏先进的成本控制方法。
2、管道运输企业预算方法问题
我国管道运输企业大多时候采用增量预算方法,它是以上一年度的预算为基数,根据下一年度的预计情况对之进行加减调整,以形成计划年度的预算指标。在这种预算法下,有时有些主管为了保持现有的预算水平或希望获得更多的资金会想尽办法用完所有资源,这就使得很多浪费和无效的行为被长期保持下来,增加了企业成本。另一方面,管道运输企业为加强成本控制,通常会有硬性的成本消减要求,使得很多管理者将目光集中在管道维修费用这一弹性较大的可控成本上,导致管道维修费用被大大消减,管道质量没有充分的保障,管道使用年限降低,日积月累形成安全隐患,一旦事故发生,最终也将会导致企业利益受损、成本巨增。
3、成本效益纵深活动的深化大大增加了成本控制的难度
管道运输企业的一些部门的职工出现潜力枯竭、指标到顶的畏难情绪,同时部分员工认为成本管理是企业财务部门和财务人员直属的责任,这种情况下各部门各自为政,成本控制工作的开展必然会受到阻碍,使得企业成本管理的广度和深度难以推行。
4、冗员过多带来的企业成本控制问题
我国有些管道运输企业存在冗员问题,冗员过多造成企业负担过大,增加了企业进一步推行现代化和信息化的难度。管道运输企业有时存在“三个人做两个人的事”的“隐性失业”现象,这不仅增加了企业的成本负担,同时也降低了劳动生产率和经营效益。另一方面,当前管道运输企业正在大力实施现代化和信息化战略,其目的是节省劳动力,降低人工成本,但实际情况却是钱花了但人工成本却减降得不理想,其主要原因往往也是企业的冗员问题。
三、加强对管道运输企业的成本控制
目前,我国管道运输企业处于加速发展的阶段,各种问题和薄弱点也会迅速暴露出来。因此,各管道运输企业为了更好的适应当前的发展趋势和提高企业的经济效益,都在逐渐加强对成本的管理控制,通过尽可能降低各环节成本来提高企业在行业中的竞争力,保证企业实现更快更好的发展。
1、树立目标成本管理的全局观念
目标成本管理是企业以确定的目标成本为中心,结合先进的管理方法,对生产经营产生的成本与费用进行严格管理和控制的过程,为企业进行成本预测与计划下达、成本控制与考核提供重要依据和手段。管道运输企业作为新兴企业,管理思想和管理方法都应与时俱进,树立目标成本管理的全局观念。在国家宏观经济环境的大背景下,企业管理者应根据国家宏观经济政策,及时调整规划企业的微观活动,适度进行管道运输网络体系的建设。在全局观念的指导下,转变事后控制传统,形成健全的事前预测、事中控制以及事后管理的全面成本控制体系,保证企业重大经济决策的最优化选择,及时发现生产经营过程中的问题,将各种损失减小到最低,为管道运输企业的全面发展提供有力保障。
2、做好节能减耗工作
管道运输行业不生产有形产品,而是提供运输劳务的服务,在这个过程中要消耗大量的燃料、能源和动力,因此是一个高耗能的行业,而燃料费用和动力费用是其输油成本的主要组成部分,企业每发生1元钱的运输收入需要消耗燃料原油0.07千克,电量0.23千瓦/时。因此减少能源消耗是管道运输企业控制运输成本的关键。首先,做好事前预测、科学规划,选择最优运行方案。根据项目的可行性分析报告,明确各备选方案的经济预算和实施条件,结合企业的实际情况来科学选择最优方案,尽量减少点炉数,控制输油泵的启动量。同时做到试验阶段的严谨与规范,为后期实施提供有力依据。其次,管道运输企业应结合现代先进技术,更新节能减耗的新设备,提高运输效率,降低燃料与能源的损耗。同时,要提高企业全体员工的节能减耗意识,在员工绩效考核中加入对节能减耗工作指标的考核,将员工个人利益与节能减耗效率相结合,保障全员参与节能减耗工作。
3、完善全面预算管理体系
预算管理是成本管理与控制的重要环节,全面预算管理是有效实现成本控制的有力手段,因此,管道运输企业应不断完善全面预算管理体系,为企业的成本管理奠定坚实的基础。首先,管道运输企业应建立全面预算的管理机构,通常由预算管理委员会、预算执行与控制部门和各责任中心构成,该机构主要负责预算编制、调整、执行、分析和考核,是保证全面预算管理实施的基础。同时,在实际中也应让管道运输企业其他部门参与预算的编制过程;其次,采用科学预算方法,保证预算的准确性和科学性。为提高全面预算的准确性,在进行预算编制时可将零基预算、弹性预算、滚动预算等多种预算方法相结合,将预算涉及的主要生产任务、设备运用效率与收入、支出有机联系起来,保证工作量变动与预算费用的联动,切实维护预算的科学性;再次,完善全面预算管理绩效考核体系,管道运输企业应将全面预算管理的实施效果纳入企业绩效考评体系,通过合理程序进行考评充分发挥预算的激励和约束作用。因此,需要确立相应的预算考评指标以及预算考评的结果和用途等,考评指标的制定应与企业整体预算目标一致。通过完善全面预算管理绩效考核体系,形成长效的考核机制,将管道运输企业的全面预算管理推向一个更高的台阶。最后,加强全面预算管理的过程监督。全面预算管理是一个系统的工程,因此监督环节必不可少的。管道运输企业内审部门应根据需要采用定期或不定期的方式对全面预算过程实行动态监督,防止监管不力,弄虚作假的情况发生。
4、加强人工成本的控制
人工成本在输油成本中的比例较大,因此,管道运输企业要加强对人工成本的控制与管理。企业应结合管道长度、输油量、自动化程度来确定项目所需员工数,并根据津贴、补贴和非工作时间的工资标准编制工资计划。人事部门应结合企业实际情况制定科学有效的绩效考核制度,实行定期考核,对于考核结果不达标的员工要有明确记录,并给予一定惩罚。在一定条件下,管道运输企业可以通过减员、分流来提高组织绩效。同时,财务部门要加强对工资、奖金发放的监督工作,防止津贴和奖金的多发重发,严格控制加班费的审批环节。
5、加强管道建设成本的控制
管道建设成本是在管道建设或更新改造时形成,管道运行后它将是管道运营成本的重要组成部分,反映在输油成本的折旧项下,加强管道建设成本控制不仅可以控制目前的资本性支出,进而也有限控制了未来的管道运行成本,具有双重意义。对于管道建设的成本控制主要从材料成本与现场管理费用两方面来实现。首先,在施工阶段材料成本在整个工程成本中占有高达70%的比例,具有较大的控制空间。施工材料分为主要材料与辅助材料。成本控制重点是对主要材料的控制,如管材、水泥,应实行限量发料,将用料效率与施工队利益挂钩,在结算中扣除超额部分成本。其次,是节约现场管理费用。施工项目要根据工程周期、工程规模适度精简施工人员队伍,同时对于不能按期完成的项目要严格遵循规章制度,合理调整,循序渐进,最大限度将现场管理费控制到预期计划内。
总之,成本控制是管道运输企业提高企业竞争力,实现预期经济效益的重要途径。通过树立目标成本管理的全局观念,不断完善成本管理制度,加强节能减耗工作的实施,才能从根本上实现对管道运输的成本控制,提高管道运输企业的成本管理水平,促进企业持续稳定的发展。
参考文献:
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关键词:十三五;管线市场;前景;预测
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.197
0 引言
虽然近年来油气输送管线项目进程有所放缓,但是,从中长期来看,油气依然是世界经济中举足轻重的产业,石油、天然气工业呈现出向“深、特、海、非”领域发展的新趋势,钢管行业将呈现新一轮发展。“十三五”期间,国内大型项目正在重启:一是能源消费升级,内需强劲,天然气产业将提速;海底管道建设成三桶油布局重点,释放油气管线高需求;老旧管线改造,国内结构性需求将加快释放。二是很多大型项目获批,例如中俄380亿立方米/年天燃气项目、中俄300万吨/年LNG供应项目、中亚天燃气管道D段获批或动工等。三是近年来我国增加了各行业如清洁能源产业、交通运输业等基础设施项目的投资力度,加快转型升级下游工业产业,这些都将刺激钢管需求量保持一定量的增长。
本文将从油气输送行业、电工行业、煤炭行业、钢结构行业、城市给排水和供热行业、海洋工程行业、交通运输行业等区域,分析和预测“十三五”期间我国管线市场前景和展望。
1 油气输送管市场前景与预测
根据国家发改委“十三五”期间的发展规划,国家能源安全问题已被纳入国务院重要议事日程,要求开展专项研究,提出保障能源安全的措施和方法。 国家发改委已经组织油气等领域专家从战略高度研究能源安全和可持续发展问题,完善国家能源安全政策框架。
据了解,管道输送是石油、天然气最经济和合理的运输方式,未来五年天然气消费量的大幅增长将带动油气输送管行业的大发展。未来几年,大型油气输送管道如西气东输三线、西气东输四线、西气东输五线、中俄天然气管道东线、陕京四线、新粤浙管道、鄂安沧管道等,将是我国重点开发与建设的对象。这些国家重点油气主干管网和地区分支管线网络的建成,将对未来实现国产气与进口气、常规气与非常规气等不同属地、不同气源间的联通起到重要作用。
2 电工行业用钢管市场前景与预测
在风电方面,“十三五”期间我国将重点规划建设酒泉、冀北、吉林、山东等9个大型现代风电基地和配套工程,大力发展分散式风电和海上风电。未来几年将要建设44个海上风电站。
在水电方面,重点有序推进大型水电站建O,五凌电力白市水电站工程调概和雅砻江两河口水电站建设工程已获批复,投资额分别为39.49亿和664.57亿元。在核电方面,2015年3月10日国家批准在辽宁省建设核电项目。在火电方面,在2020年以前,鄂尔多斯、晋中、陕北等9个千万千瓦大型煤电基地将是我国火电方面的重点建设对象。 近几年电工行业用钢管量预测在700万吨左右。
3 煤炭行业用钢管市场前景与预测
煤炭行业用钢管主要是矿井支柱用管和煤机用管两大类,前一类有液压支柱管和液压支架管,后一类有刮板运输机托辊管。资料显示,近年煤矿液压支架的市场需求达到24万架。煤炭用钢量约3000万吨,按钢管占比例约20%,则用钢管600万吨左右。
4 钢结构行业用钢管市场前景与预测
目前,钢结构广泛应用于民用及工业建筑,如高层钢结构住宅、大型场馆、大型桥梁、电视塔、观景塔等,其中大量采用钢管。已批复了机场项目13个,其中有锦州湾民用机场、库尔勒机场改扩建、林芝机场航站区改扩建、内蒙古扎兰屯民用机场等。预计“十三五”期间,我国钢结构行业用钢管市场需求约为600万吨。
5 城市给排水和供热行业用钢管市场前景与预测
我国新城镇化和农业现代化,旧有管道的改造、更新在各个大中城市已提上议事日程,“十三五”期间,重点规划与开发的有北京市顺义区供热中心煤改气工程、朝阳区热力管网工程与吉林省集安市清河镇集中供热工程等。国内外城市供水、供热管网选用管型多用焊管,螺旋埋弧焊管、直缝焊管在这块的需求量都较大,预测“十三五”期间我国在城市给排水、供热用管的市场需求约为350万吨。
6 海洋工程行业用钢管市场前景与预测
据规划,“十三五”期间,我国在石油钻探(井)平台方面的建设目标为80个左右.海洋工程中很多地方需要用到钢管,如导管架、钻井架、水下钢桩、隔水套管等。钻管、套管和油管等石油专用管可用于海洋勘探。根据发改委规划文件,预计“十三五”期间我国海洋工程用管需求量约为100万吨。
7 交通运输行业用钢管市场前景与预测
铁路:预计“十三五”期间我国铁路建设里程将达到9500公里左右,铁路建设的发展将带动钢材需求,预计“十三五”期间我国铁路用钢管需求量约为300万吨。城市轨道:昆明、西安和东莞的城市轨道项目,计划2018-2019年建成投入运营;此外,贵阳、重庆、武汉、石家庄也在建轨交线。经过前期的开发和基础建设,我国城市地铁、轨交线路工程迎来了建设的黄金时期,预计每年城市地铁,轨交线用钢管60万吨。港口:主要需求的钢管种类为打桩管、钢板桩、输水管等,根据国家发改委文件,“十三五”期间一大批沿岸港口的建设已提上日程,预计这方面的钢管需求量约为350万吨。
8 结论
“十三五”期间,我国将加强基础设施建设,增加铁路、公路、民航、水运方面的投资和开发,建设一批骨干水利工程和重点水利枢纽,加快推进油气管道和主要输电通道及联网工程。我国在油气输送行业、电工行业、煤炭行业、钢结构行业、城市给排水和供热行业、海洋工程行业、交通运输行业将有较大的举措和发展,这些行业的发展,对钢管的需求依然比较强劲,钢管行业市场前景广阔,将迎来新一轮的蓬勃发展。
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关键词:油气管道运输;工艺设备;自动化控制
油气管道的运输距离较长,运行环境更为恶劣。在油气管道上部需要安装脱水站、油水井、油库工艺设备。因这些设备种类复杂,功能多样,还应当在原有基础上配备自动化控制装置,发现与解决存在于油气管道运输设备中的故障问题,并对此设备进行自动化管控,确保油气运输工作能够始终处于安全高效的开展范围内。
1油气管道运输特征
随着社会经济发展速度的不断加快,石油及天然气领域迎来了崭新发展机遇,在现有能源总体系中占据的地位进一步强化。石油及天然气能源具备显著的高压、高温特征,在实际运输期间还具备易燃、易爆、有害及有毒等风险因素,对油气管道运输工作提出了更高要求。由于相关工作人员没有严格遵照既定规范开展作业,故障隐患排查任务没有得到充分落实,导致油气管道运输期间的安全风险发生概率进一步提升,严重影响企业及社会综合效益,阻碍了油气行业的发展进程。因此,为保障油气管道运输工作始终处于安全高效范围内开展,还需要加强运输期间的管控力度,最大限度消除各设备运行过程中的安全隐患,保障各设备平稳运行。油气运输实则就是天然气与石油的运输环节,天然气与石油性质特殊,管道运输较长,现有我国油气运输管道约10万公里,与多个海外国家相连,成为第五大运输形式。相较其他油气运输手段而言,利用管道运输油气的能源消耗量较低,能够适应各类复杂的地形地貌。但由于管道以及其他设备长时间处于恶劣环境下运行,极容易出现腐蚀问题,实际安全隐患较多,需要着重开展关于油气管道运输自动化系统的研发及推广工作,从根本上保障油气管道运输环节的安全性。
2自动化控制技术在油气管道运输中的应用重要作用
2.1提升各资源利用率
通过细致分析现阶段油气管道运输行业生产经营建设流程,发现因生产环境环节过于复杂,管道及其他附属设备管理仍需要做好定期巡检工作,对人力资源与物力资源的需求度更高。通过将重点开发自动化控制系统,能够有效控制工作人员强度,辅助工作人员对油气管道运输工艺及设备进行全面监测,及时发现与解决生产现场设备问题,确保生产设施能够始终处于高效安全的运行环境。当前信息技术更加完善,为自动化控制系统的运行提供了更加安全可靠的平台,进一步提升了人力与物力资源成本利用率,使油气管道运输期间的经济效益能够尽早实现最大化目标。
2.2加快生产效率
通过将自动化控制技术应用在油气管道运输环节,还可以从根本上提高石油运输生产效率,确保设备运行故障问题能够得到及时发现与解决。同时,运用自动化管控技术,还可以将各类设备运行技术参数输送到计算机系统内部,运用自动化管控设备,对石油管道运输全过程进行结果。由于工作人员可以直接利用计算机设备输送指令,节省了较多不必要工作衔接,使石油管道运输工作效率能够得到根本提升。
2.3增强系统可操作性能
在石油管道运输配合使用先进的自动化控制技术,还能够从根本上提高石油管道运输设备的可操作性能。具体而言,自动化控制技术的逻辑性较强,操作较为便捷。配合使用自动化控制系统中的诊断功能,能够及时发现存在于设备运行期间的异常问题,分析导致设备异常问题出现原因,并及时向运维人员汇报,降低了石油管道运输期间到安全事故发生概率。通过设立生产信息化管理系统,能够将系统获得的数据作为石油管道运输工程重大事项决策制定依据,综合评估生产工程阶段性成本效益,保障生产环节科学高效开展。
3石油管道运输自动化管控方式
3.1工艺设备特征分析
通过分析油气运输环节,对工艺设备运行特征进行细致判别,不断优化自动化管控系统功能。具体而言,油气运输管道系统内部包括输油干线、中间分输站、穿越站、油田集输管道。在油气运输管道系统内,各设备均肩负起重要的运行职责,并直接影响油气运输的安全性与可靠性。油气运输管道种类较多,不同管道适用的运行环境及运行要求不同。如油田集输管道主要用于输送石油,属于原油管道类型;长距离输送油气管道主要用于输送天然气,属于成品管道类型。通常情况下,石油运输管道的运输距离较长、运输量巨大、管径多样且存储时间较长。天然气运输管道则为连续密封系统,要求在天然气运输期间必须始终处于带压状态。天然气运输管道故障发生时能够释放出的能量巨大,并伴有爆炸或明火现象,造成的经济损失巨大,因此,需要着重加强天然气管道安全管控力度。
3.2油气管道运输事故成因
结合油气管道运输设备的运行特征以及油气管道运输安全事故案例,理清油气管道运输事故成因,并构建事故成因关系链,为后续设计自动化控制系统功能指明方向。导致油气管道运输事故的原因主要为管体缺陷与焊缝缺陷两大方面。其中,管体缺陷可表现为腐蚀缺陷、环境缺陷、制造缺陷以及施工缺陷。由于油气管道设备安装及后期运维过程中没有严格落实相关职责,导致管道结构极易出现腐蚀或开裂情况。焊缝缺陷可表现为气孔、裂缝、错边等情况。因在焊接期间,焊接工艺及焊接参数管控不当,导致油气运输管道运营寿命缩短,后期运维难度进一步增长。
3.3选择自动化监测硬件
结合油气管道运输工程实施特征与实施过程中的安全管控要求,需要在设计自动化控制系统期间选择适宜的自动化监测硬件设备,并对自动化监测硬件设备进行科学部署。现有自动化监测系统主要包括传感器、微处理器等装置,结合油气管道运输特征,通过各类传感器获取油气管道运输期间的参数数值,为后续自动化控制程序以及控制参数的设定提供重要依据。不同种类传感器间肩负的运行职能不同,运行要求存在较大差异。如温度传感器需要保障其应用期间的适用性及灵活性,压力传感器需要具备温度补偿功能。流量传感器的计算精准度需保持在较高水平,并可实现集中控制目标。视频传感器需要在复杂环境下也能够保持光感细腻,获取更细致的影像资料。借助TinyOS操作系统将自动化控制系统中的传感器与组件设备连接在一起。自动化控制程序设计初始阶段,还需要加入申请网络数据帧,并依照一定周期利用传感器采集油气运输数据。如果采集数据发生变化,还需将变化后的数据实时发送到射频模块。因传感器数据采集期间会受到环境及温度等因素影响,导致数据出现误差,使后续自动化控制效果与预期目标存在一定差距,因此,还应当选择合理方式对传感器信号进行科学处理。由于油气管道运输期间对数据的实质性要求较为严格,应当合理设计数据采集时间间隔,结合具体运输情况,对传感器的采集参数进行调试。微处理器在自动化控制系统中是硬件构架的汇聚节点,肩负起数据存储与处理任务。在微处理器初始化时会进入发送模式,并向其他节点发送信号,接收来自不同传感器的数据帧。在接收数据帧后,还需要对数据进行统一处理,通过串行口将数据发送到管理节点。微处理器需要在油气运输管道自动化控制系统中循环运行,直到数据采集任务终止。为有效控制自动化控制系统建设与运行成本,设计人员还可使用三边测量方式选择适宜的传感器位置,对传感器布置结构进行科学优化及部署。
3.4油气运输自动化控制实现
通过选择出更合理的自动化监测硬件设备,配合使用PID控制原理设计油气管道运输自动化控制程序,从根本上保障油气管道运输工作的安全性与有序性。PID控制原理主要就是一种线型控制形式,需要由实际输出值与给定差值计算获得,配合使用比例、积分及微分运算计算出最终控制输出量。在油气石油运输自动化控制程序设计期间,应当首先做好PID参数取值工作,结合油气运输自动化控制目标,对PID参数进行实时调整,最大限度满足油气运输安全管控要求。配合使用实验测试方式,对设计出的自动化控制系统进行闭环模拟运行,获取控制器响应数据,以曲线方式将数据直观展现出来,评估PID控制器性能影响,使PID自动化控制程序中的油气运输管道温度、压力、流量以及管壁应力等参数数值均符合油气运输实际要求。
4自动化控制技术在油气管道运输工程中的应用
4.1数据传输与采集
在油气管道运输工程实施过程中,管道运输期间的各项参数数值也可作为管道设备管控重要依据,因此,为从根本上提升油气管道运输监管力度,还是要做好数据采集与传输工作,相较传统油气管道运输工程电缆而言,自动化技术下的光纤信号传输稳定性更为显著,传输效率高,将光纤作为传统传输介质的代替已经成为油气管道运输工程自动化的重要发展趋势。光纤可从根本上提高油气管道运输工程电气自动化设备的智能化水平,使油气管道运输工程生产期间的数据利用率进一步增长。为保障数据传输效果,加强自动化设备运营水平还需要借助高级智能终端及间隔层开展数据采集工作,着重关注程序接口标准化及软硬件产品中的数据交换,确保油气管道运输工程自动化生产期间的数据传输水平稳定提升。
4.2在设备状态管控中的应用
通过在油气管道运输工程生产各设备中安装自动化系统,可以对设备运行状态进行全程化管控。如发现设备内存在异常状态,管控系统可以将数据分析结果直接反馈给监控系统中,确保油气管道运输工程生产内部运行正常区域能够与故障设备快速分割,保障油气管道运输工程生产能够始终处于正常高效的运行状态。具体来说,应用自动化控制技术可加强管道泄漏预防力度,促进油气管道工程运输工作安全开展。研发并应用管道模拟仿真软件、GPS技术、可编程逻辑控制系统,对管道实际运行情况展开全面监测,及时发现存在于管道运行过程中的泄漏风险问题,并由此对油气运输管道展开专项运维,从根本上提升运维质量效率,控制管道运维成本。
4.3在设备参数调整中的应用
配合使用功能完善的自动化化管控计算机设备,能够对油气管道运输工程生产内部及外部运行数据进行全面收集,以便能够切实反馈出油气管道运输工程生产内部各机组运行状态,对机组内部数据参数进行进一步控制。结合油气管道运输工程生产实际要求,设置自动化设备的开启关闭环节。确保油气管道运输工程生产设施能够依据设计好的技术参数,及时调节频率与电压,从根本上提升实际生产水平。自动化技术进一步增强了油气管道运输工程电气自动化中的程序化水平,借助自动化化系统,将油气管道运输工程生产流程、实际操作方式及自动化技术等内容输入电气自动化计算机系统内,切实增强系统及设备流程管控水平,使油气管道运输工程设备始终处于长效平稳的运行状态。
5结语
总而言之,通过将自动化控制技术应用在油气运输管道工程中,能够及时发现存在于油气运输设备期间的各类安全隐患问题,对设备运行参数进行自动化管控,切实保障油气运输设备高质高效运行。为充分发挥出自动化控制技术的应用重要性,还需要结合现有油气运输要求,不断优化自动化控制系统功能,最大限度缩短参数调节时间,为促进我国油气生产行业自动化、现代化发展奠定坚实技术基础。
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【关键词】液化天然气 特点 运输
天然气是一种被公认为地球上最干净能源的可燃气体,主要成分为甲烷,无色、无味、无毒且无腐蚀性,具有清洁、安全的特点,降温至-162℃,便凝结成液体。目前,液化天然气已经成为世界各国的重要能源产业,形成了一个技术密集的包括开采、液化、储存、运输和装卸、再气化、销售等环节的完整链系。运输作为液化天然气供应链中的重要环节,对天然气供应和消费的经济性产生了直接的影响。本文在分析液化天然气特点及其贸易现状的基础上,探讨了液化天然气的长距离管道运输、公路运输和海上运输三种方式及其特点。
1 液化天然气的贸易现状
作为一种环保高效的优质基础性燃料,在工业、农业生产和日常生活领域得到了普遍的应用,成为全球贸易量增长较快的一次性能源。据卡塔尔国家银行有关能源行业分析报告指出,液化天然气贸易在近十年的时间里取得重大发展,液化天然气贸易额年均增长8.8%,相当于全球能源消耗增长幅度的3倍。截至2011年年末,全球液化天然气厂有24家左右,年产量达2.78亿吨。液化天然气的实际贸易量达2.409亿吨,其中1/3的增长源自卡塔尔,其余则分别源自也门和秘鲁。亚洲2011年是最大的液化天然气进口市场,占全球总出口的64%,日本、韩国、印度、中国及中东地区天然气进口量增幅最大,欧洲国家需求量增幅较小。据海外媒体报道,2012年液化天然气的全球贸易量受整体天然气产量下降的影响,贸易量却减少250万吨,同比下降1.9%。今后15年,全球液化天然气需求量可望每年增长4.6%,高于整个燃气市场2.5%的年增长率。随着我国能源战略的调整及各地液化天然气项目的建设,我国液化天然气产业走上了良性的发展轨道。
2 液化天然气的管道运输特点
具有现代意义的液化天然气管道发展历史已有一百多年,全球输气管道总长度超过140×104km,欧洲、北美、俄罗斯等国家的管道已经建成地区性、全国性乃至跨国性大型供气系统,我国的西气东输工程管道全长4000km,实际输气能力达200亿立方米。天然气本身的固有特性决定了管道是其最合适的运输方式,表现出“一长两高”的特点。
长距离输送。液化天然气是一种液态产品,进行长距离管道输送无论是在理论上还是在技术上都是可行的。一条长距离输气管道一般由输气管段、首站、压气站、中间气体接收站、中间气体分输站、末站、清管站、干线截断阀室、线路上各种障碍的穿跨越段等部分组成。选择低温耐热的管道材料和新工艺技术,是长距离管道输送天然气的前提条件,已为实践所证明。
成本高。液化天然气的管道输送要求在温度低、密相区的环境下进行,选用的材料必须具有低温隔热的特性,还需建立天然气加压站、冷却站等主要辅助设施,以防止液化天然气流动摩擦和过泵剪切时产生的温度升高现象,因此,投资成本较高。但随着技术的进步和贸易总量的增长,输送综合成本会下降。
技术标准高。由于液化天然气在管道材质、低温输送工艺方面的要求严格,对技术标准的要求也高。为实现管道低温“密相区”的环境,管材通常选用9%或3.5%的镍钢,并运用成熟的管道内涂层减损技术和保护技术对材质进行保护。管线铺设之后,输气之前,还需运用先进的技术处理降温、压力、冷能再利用等问题,实现安全高效的运输,防止安全事故发生。
3 液化天然气的公路运输特点
运输供应链条化。相比管道运输,液化天然气公路运输显得更为复杂些承担液化天然气公路运输任务的工具是低温液化天然气罐车,罐体目前主要采用全容封闭罐体,由一个带一次液体密封的敞顶式内储罐和混凝土外置储罐组成。外置储罐经过一次蒸气密封和二次液体密封,防止发生泄漏和控制蒸气释放。天然气液化站将液态的天然气注入低温液化天然气罐车,运送到消费地的供气站,再注入液化天然气储罐加以储存,一方面满足市场的需求,一方面解决输气管网故障的供气问题。从液化天然气液化、运输到供应全过程,形成了“运输供应链条化”的特点。
存储技术复杂化。液化天然气的公路运输,需要有三种技术的支撑:安全技术、流程技术和支撑技术。流程技术主要因液化天然气作为一种易燃易爆的低温液体,工艺流程中需要配备安全阀、放空阀、紧急截止阀、阻火器等设备以及设置充液、排液、压力液面检测等功能。安全技术是指在液化天然气储运中应确保安全性,完善流程与结构的没计,控制好储罐的布局、储罐与罐车的预冷、蒸气压的控制、储罐及管路的惰化与钝化、分层的消除等。支撑技术主要指液化天然气槽车储罐的支撑,必须解决在公路运输条件下由于冲击、振动及冷补偿等的影响,提供形成组合支撑结构的先进技术。从某种意义上讲,公路运输的存储技术显得更为复杂。
4 液化天然气的海上运输特点
海上运输是液化天然气运输的重要方式,需要具备的核心要素之一是专用运输船。它一般双层壳结构设计,用惰性气体充填夹层,而且安装了防爆监测系统。由于液态的液化气发生泄漏瞬间气化,相比原油和成品油泄漏的污染要小很多。但我们同时看到,液化天然气海上运输是一种高风险的行业,其装卸作业的关键环节在于海上运输的起始和终止的安全性。液化天然气海上运输的特点突出表现在风险高、运输稳定和竞争有序三个方面。风险高,主要包括船舶气罐船的高昂建造费用、20%左右的高运输成本、投资风险大、经营缺乏灵活性等因素;运输稳定表现在气罐船大多是定向造船,计划性停泊率高,收入稳定,航线、港口和班期较为固定等等。竞争有序的特点主要表现在海上运输的费用主要由气源地的天然气价格、船舶的营运成本和运输距离等因素决定,而且全球液化天然气运输的即期市场尚未形成,外部竞争相对较小。
在21世纪全球一体化的今天,随着液化天然气贸易量的增长,管道运输、公路运输、海上运输三种运输已经成为重要的运输方式,运输的安全性和高效性等到了广泛的重视,新技术、新材料也层出不穷,在存储容器、配套仪表、应用终端等方面的开发研究也得到了加强,这将在很大程度上推动液化天然气产业的进一步发展。
参考文献
[1] 莫亚平,候运波. 液化天然气装置工艺探讨[J]. 城市建设理论研究,2012,(19)
【关键词】油气管道 运输介质 风险管理
油气长输管线是指石油、天然气从产地、储存站到使用单位之间长距离传送的管道线路。然而,由于管道输送的介质通常具有高温、高压、易燃、易爆和腐蚀性强的特性,使得油气长输管线建设和运输生产过程具备一定的风险。在国际天然气管道和危险液态油管事件中,我国的管线失效率低于欧洲环境、卫生安全石油组织(CONCAWE)公布的标准。这一方面体现了我国石化工业安全生产制度建立与健全产生的卓越效能,另一方面也与石化企业有针对性地加强油气长输管线介质性风险的管理息息相关。
1 油气长输管线的介质特性
石油、天然气的长输管线是我国管道输送中最重要部分。在国际上,通常把外界的破坏、介质腐蚀、构造失效、自然灾害、失误操作和其他未明因素六大类视为油气管道运输中可识别的基本风险类型。而我们在此突破传统的管道可识别风险一般分类,以与油气介质相关的风险因素特质和其管控模式作为研究对象。
1.1 介质运输过程的连续性
经过处理的油气具备流体的特性,这让管道运输的快速和连续进行成为可能。以输气管道为例:长距离输气管线主要由集输管网、燃气净化装置、输气干线、压气站、分输阀室、分配站、管理维修站、通讯与遥控设备、阴极保护站,以及管路附件等组成。如此众多的环节都是为了保证从原料输入到产品的输出过程中其介质运动保持高度的连续性;相反,如果油气介质连续运输过程受阻,其产生的破坏往往也是整体性的。
1.2 介质处理工艺的复杂性
油气产品从地下开挖采集到原料加工、分类、净化、输出,要经过系统而繁杂的加工单元。其间,油气介质的处理过程规模大、流程长,各种反应容器、塔架、管槽、储罐、压缩机、离心泵等均以管道沟通连接,从而形成了工艺复杂的介质运输和处理生产线。简言之,油气介质的物理形态和化学成分在管道运输过程并非一成不变的,它需要极其复杂的工艺处理技术保障。
1.3 易燃、易爆性
火灾和爆炸是油气介质在管线运输过程中始终潜在的巨大隐患。管线运输的介质从原料、辅料到半成品、成品通常都具有易燃、易爆性。常见的天然气、原油、重油、及各种烃类等,它们的燃点和爆破限阈值较低,通常以液态、气态或尘雾状态转移,一旦运输过程中有操作失误或设备问题而发生泄漏,遇到空气中的氧气或明火、甚至手机按键发出的静电火花,都会发生燃烧或者爆炸。
1.4 高温、高压性
管线运输因其距离较长,起点气压值通常在1.0MPa到2.5Mpa之间,并且每隔一定地段要设中途增站,以便保持长输管线恒定、连续的输气压力。常见的油气介质如乙烯的运输必须在高温、高压进行。根据不同需要,其最高温度达到1000℃,最低有零下170℃;其操作压力值在0.07MPa到11.28MPa之间,最高压的聚乙烯甚至达到300MPa左右。高温可能使管道金属结构发改变,造成设备机械强度降低;高压虽然可以提高油气运输效率,但金属管道材料易在高压下产生疲劳,造成泄漏;高温、高压还能加剧含氮、氢的油气介质对于钢质管道的腐蚀,造成渗漏或爆炸。
1.5 腐蚀性、易泄漏
长输管线中的油气介质因含有酸性硫化物,容易引起管道内壁的腐蚀。在高温、高压下,长输管道的焊缝、套管、转弯、固定墩件等地方都是容易遭受腐蚀的弱点,也是易发生泄漏的地方。而一旦泄漏发生,除了易燃、易爆外还有大量有毒成份会伤及人畜。如常见的一氧化碳、硫化氢、氮氧化物、油蒸气、苯胺等[1],这些有毒介质是油气运输过程中必要成份,但必须引起高度重视,加强风险防范。
2 油气长输管线介质性风险管理与应对
风险管理,通常指决策者研究风险发生的规律,以及控制风险幅度和风险频率所采取的策略与方式。[2]在风险管理中,无论是危险分析还是风险控制,其理论基础都是建立在对于风险性事件连锁反应的认知之上,这样才可以把管线操作者、管道机械、自然环境和社会因素等信息进行综合考量。2.1 ATA方法对于管线风险度的识别
事故树分析(Accident Tree Analysis)起源于美国电话研究所对于导弹发射控制系统的研究,后来广泛应用于各种安全系统工程事故分析。在油气管道安全方面,首先把分析对象即天然气管道和危险液态油管事件列为“顶上事件”,然后系统地、逐层地调查导致顶上事件的所有因素,并把查明的事故可能性因素用逻辑关系连接起来形成树状图谱。而基于事故树描述的事故风险性成因便于定量和定性研究。比如,用定性分析法计算出油气管道危险因子的最小割集和最小径集,由此来确定危险因素的严重程度;还可以通过定量法以介质风险的或然率来确定管道事故发生的概率。[3]有学者曾经以四川地区为例探讨了基于“事故树分析法”的长输管道泄漏原因,发现了管道老化和介质腐蚀竟然是天然气事故的最主要因素。
2.2 LEC评价方法对于管线风险的评估
我国的油气管线安全评价方法,主要来源于欧美对于油管的经营经验。其中LEC评价法,是对危险作业环境中的潜在危险源进行半定量的安全评价方法。通常用风险值D来表达危险的权重,而D是多项危险因子的乘积。其中,因子L表示发生事故的可能性,因子E表示暴露于危险环境中的频繁度,因子C表示事故产生的后果。在复杂的油气管道参数列表因子中,比如管道承压极限值、油气温度限阈、管道深度土壤电阻率、防腐阴极保护的最小电流密度等,其因子乘积越大则该管道潜在危险性就越大,必须增加各级安全措施,减小LEC因子增大的可能性。
2.3 长输管线EPC模式下的风险控制
当前,国内外大型石油企业广泛采用 E P C 模式进行管道建设。E P C即设计、采购、施工(Engineer,Procure,Construct),是一种以总承包商或其联营体负责整个工程项目的设计、设备和原料采购、施工、设备安装和调试,以及运行的全过程的总承包模式。其优点在于工程造价的清晰管控和工程管理的前后有序协调。[4]对于油气长输管线来说,让EPC承包者来继续承担该项目生产运行阶段的管理工作,不但能够减轻业主重新搭建管理机制的负担,更可以让参与设计和建造的一线职员严格把控管道的风险区,有利于防范和处理油气类介质的腐蚀和泄漏风险。
2.4 石油化工HSE模式下的风险回避
2001年4月,中国石油化工集团也实施HSE管理体系,即世界著名的健康、安全和环境(Health ,Safety ,Environment)管理体系。该管理体系通过落实领导安全责任制,强化职员安全培训教育,通过往复式地逐级审核纠正,达到减少操作失误、持续优化工作环境的效果。HSE体系以预防为主、突出领导承诺及全员参与,用在油气管线介质风险管理方面可以有效地进行风险排查、回避。油气管道运输中推行HSE管理模式必须认真落实事前的风险分析,对介质性风险和其它不确定因素进行多方位合理推定,确定可能的危害性从而采取必要的风险回避手段。 [5]主要是以些防范油气介质的腐蚀与泄漏事故发生。
3 结论
总之,输送距离长、牵涉地域广的油气长输管线是当代世界能源快速、安全传送的的重要通道。作为现代运输行业风险性较高的物流模式,建构符合中国国情的油气管道风险管控机制至关重要。而在各种先进风险管理模式有效运营之下,确立以防腐蚀、防泄漏为主的管道介质性风险应对机制,是保证长输管线安全运输生产最直接、最有效的方法与策略。
参考文献
[1] 米子男. 化工、石化企业安全评价方法的研究[D]. 大连交通大学,2006,6
[2] 何德强. 水电施工企业风险管理的对策及选择[J]. 长沙铁道学院学报,2007.03(8)
[3] 全民,王涌涛,汪德.事故树分析法的应用研究[J].西南石油大学学报,2007(8)
[4] 潘会彬. 长输管道 EPC 模式下的风险管理研究[D]. 天津大学,2008,5
长输管道建设中的应用。
【关键词】管道运输 EPC管理模式 长输管道
EPC(设计-采购-施工)工程项目管理模式是20世纪80年代国际上逐步发展起来的一种工程承包和管理模式,在大型施工工程中得到了较多的采用。这种管理模式的实施在项目管理三要素(进度、费用、质量)控制方面都取得了比较好的成绩。
2004年开工的西部原油/成品油管道建设项目是中石油系统内管道工程实施EPC总承包的试点项目,在国内首次采用了比较完整的EPC总承包的项目管理模式,2006年实施的兰银输气管道工程,是中石油集团公司正式实施的PMT+PMC+EPC管理模式,标志着石油管道建设领域的项目管理进入了一个崭新的阶段。
随着输油气管道建设第二个高峰的来临,兰郑长、西气东输二线、涩宁兰复线、陕京三线等长输管道陆续开始建设,这些工程均将按照EPC进行项目管理,采用PMT+PMC+EPC管理模式,它的特点是小“PMT”,大“EPC”。EPC管理模式将是今后一段时期国内管道工程项目建设的主流管理模式。
1、工程项目管理模式简介
工程项目总承包管理方式分为以下几种方式:
1)交钥匙工程总承包方式(EPC/Turn Key)
交钥匙工程总承包:总承包商按照合同约定,完成工程的勘察、设计、设备材料采购、施工、试运行(开车)等工作,并对工程的安全、质量、进度、造价全面负责,工程验收合格后向业主移交。
这种承包方式在我国有两种发展趋势:一是少数大型综合实力比较强的工程公司,在承包工艺技术比较复杂的连续化生产项目中采用较多,如化工行业的中国寰球化学工程公司、中国成达化学工程公司、中国石化工程建设公司,中国石油天然气管道工程公司在承包的部分工程中采用这种方式。
采用这种方式时,按国际通行方式,施工采用分包的方式,他们只作施工管理。亦有在采用EPC/Turn Key承包方式前,先签订工程立项阶段的工程咨询合同,包括工程预可行性研究、可行性研究,待工程立项批准后,再签订工程总承包合同。
二是比较简单的工程,如一条机械生产线,或者专业化的公司,建筑装饰专业公司也有采用这种承包方式。
2)设计、采购、施工总承包方式(EPC)
总承包商按照合同约定,完成工程设计、设备材料采购、施工、试运行(开车)服务等工作,实现设计、采购、施工各阶段工作合理交叉与紧密融合,并对工程的安全、质量、进度、造价全面负责。这是我国当前各行业设计单位采用比较多的一种工程总承包方式。从调查统计数据分析,这种承包方式约占总合同数量的50%。这种方式的总承包商在试运行阶段仅承担技术服务,而不象EPC/Turn Key那样对试运行承担全部责任。
3)设计加采购承包方式(EP)
在EP的承包方式中承包商只负责设计和设备采购。调查数据分析显示,这种方式只占总承包合同数量的6%左右,分布的行业无规律,主要取决于业主自身的项目管理能力。
4)设计加施工承包方式(EC)
调查中还有设计为主体并施工(EC)一体化承包方式,这种方式与EPC方式相比,是承包商不承担设备材料采购,它约占总承包合同总量的10%左右。这种方式的出现是由于业主采购能力比较强或者不愿意把采购交给承包商。
5)设计加建造承包方式(DB)
根据调查,部分民用建筑设计院采用设计并建造的DB承包方式。据不完全统计,全国部属和省、自治区、直辖市52家甲级建筑设计院和工程公司创造的近50亿经济效益中,一部分是采用这种工程承包方式取得的。
6)还有BOT、BOOT等多种项目建设和承包方式。
2、长输管道施工的特点
长输管道施工有其与其他工程建设项目所不同的特点:
(1)管道工程量大,线路长。
长输管道施工具有跨地区、高强度、移动性、无依托等特点,这导致长输管道施工和其他施工项目相比较工程量比较大。管道线路长,途径省市多,各地对建管线的认识不一样,征地和工农关系是一个难点。
(2)多点施工的信息传递困难,组织协调工作难度大
传统的建设项目,管理人员全部集中在现场,通过每月的计划会,每周的调度会,高峰期每天有协调会,使整个管理系统运转顺畅,当天问题当天解决。但管道工程在几百或上千公里同时开工,传统的管理模式和管理手段都不适用,如现场地质条件发生变化,或者出现大的方案变更,必须立即处理。此外,管道基本都是埋地敷设,属于隐蔽工程,过程管理尤为重要,如果带着隐患就把管道埋在地下,后果将不堪设想;参建管道建设的设计勘察单位、多个施工单位,要保持信息往来畅通,指挥系统机动灵活,协同工作到位,必须采取新的组织方式,借助大量现代通讯工具,建立一个严密的组织指挥系统。
(3)物流配送难度大
管材就要数万吨,还有大量设备和其他材料,管道施工与其他工程不同,其他项目的物资都集中到一个地方,而管道的物资必须分配到全线近千公里,这些物资必须通过火车运输到各中心站,再用汽车运输,上到施工作业带,需经过不同车型多次倒运。
(4)特殊的施工问题和突发事件处理难
管道施工都在野外,远离城市,偏远施工现场的事故,运输途中的设备、人员安全和医疗保障受到极大限制,缺乏对突发事件的应变能力和条件。
3、EPC项目管理模式在长输管道工程建设的应用情况
3.1在西部管道建设中的应用
西部原油成品油管道输油干线(支干线)西起新疆乌鲁木齐市,途经新疆和甘肃两省区共21个市(县),最终到达甘肃兰州市,线路全长约为1858km,工程概算投资约150亿元。
西部管道工程作为中国石油第一次实施EPC管理模式进行建设的工程,建立了以业主为核心、以EPC项目部为主体、监理代表业主对工程行使管理权的工程建设管理体系,属于PMC+EPC模式。
由于是第一次在中石油内部开展EPC项目总承包,多数参建队伍不熟悉EPC总承包模式,为了使参建各方了解新模式和在这种模式下的工作方法,西部管道项目业主、监理、EPC三方经过多次研究与讨论,共同编制《西部管道工程项目协调手册》,并应用于工程建设中。《项目协调手册》确定了管道工程建设项目的管理模式,明确了工程建设目标,规范了参建各方的工作关系、职责范围、工作界面、工作流程与工作程序,建立了文件信息系统。确保了西部管道成品油和原油系统工程建设。
西部管道是中国石油第一次实施EPC管理模式进行建设的工程。在保证西部管道工程EPC项目管理高效有序运转的过程中,各参建单位通过团结和谐的项目管理体系,充分发挥了工程总承包模式的整体优势,项目业主、监理、EPC项目部和全体参建分包商戮力同心,共同开创了集团公司大型工程建设项目管理的崭新局面。
3.2在兰银线管道建设中的应用
兰州-银川输气管道是涩宁兰管道与西气东输管道的联络线,西起甘肃省兰州市,东至宁夏银川。其建设的意义在于实现西部三大主力气田(青海气田、长庆气田、塔里木气田)的联网,使得三大气田的天然气可以相互调剂、补充,提高为青、甘、宁三省供气的可靠性和安全性。兰州-银川管道干线全长403km,工程概算投资约18亿元。
兰银管道工程是踹白天燃气股份有限公司第一个采用1T2C(PMC+PMT+EPC)项目管理模式的试点项目,兰银管道的EPC项目组织原则是:(1)管道局作为法人主体对工程实施EPC总承包,EPC项目部代表管道局履行合同规定的权利和义务。(2)EPC项目部是项目的管理机构,通过分包合同的形式对设计、采办和施工单位等进行分包管理。在项目实施过程中,不管原来的行政隶属关系如何,总包商与分包商之间的关系是合同关系。(3)为了充分发挥EPC总承包的优势,项目部各部门的主要职能是管理,强化各部门之间的沟通与协调。
4、结束语
在长距离管道施工项目管理中,EPC项目管理模式还是一个新兴的产物,需要在实施过程不断地探索和完善,面对管道建设迎来了高峰期,采取EPC项目总承包管理模式是切合我国国情的、成功的项目管理模式,并已在国内其他石化项目上得以应用和借鉴。随着我国经济的发展和工程管理水平的提高,国内长输管道工程项目管理模式将会不断地改进,逐步与国际先进的管理模式接轨。
参考文献
关键词:油田;管道;腐蚀;防护
1 概述
集输管道是油气储运工程中的重要组成部分,该部分的运行状况对我国油气资源的配送具有直接影响。我国油气运输集输管道的发展速度较快,已逐渐形成了较为完善的运输网络,为我国各行业的发展提供了充足的油气资源,与此同时,集输管道在使用过程中也面临着一些问题,其中,腐蚀问题一直是管道安全运行的重要威胁,也是集输管道运行管理部门工作的重心。
2 集输管道腐蚀问题分析
近年来,我国对集输管道的结构进行不断改进,已经在很大程度上减少了腐蚀穿孔问题,但仍然无法完全杜绝,其主要原因有:
2.1 管道焊接问题 油气管道工程具有工期长、施工复杂的特点,在工程建设过程中需要对各项施工环节进行严格的质量控制,以确保工程质量。以管道焊接为例,在施工过程中,需要对管道焊接处进行处理,这就导致焊口部位的防腐能力较弱,因此更容易出现腐蚀问题,进而导致腐蚀穿孔。当前,集输管道焊口形式为先将防腐底漆或热沥青涂抹在管道焊缝处,然后缠绕塑料胶带并加装保温层,如聚乙烯泡沫;最后,在保温层外侧缠绕胶带,并加热使其融化粘结。在进行这道工序施工时,操作人员的技术水平不同,再加上施工条件的影响,导致焊口环节的施工质量无法得到有效保障。
2.2 管道材料问题 集输管道材料的优劣也是影响管道腐蚀的重要原因,生产商受利益驱使,在生产时没有按照相关规定进行生产,导致管道质量在源头上没有得到有效控制,在使用过程中很容易出现腐蚀。另外,钢质管道即使做好内防腐处理,但处理工艺存在缺陷,导致管道使用寿命较短,容易产生腐蚀穿孔问题。
2.3 防腐失效问题 国内外相关专家对集输管道的腐蚀原因做了深入而系统的研究,结果表明管道腐蚀穿孔问题的发生很大程度是由于防腐层失效而产生的。防腐层有一定的使用寿命,使用至一定程度后会与管道产生剥离,两者之间存在一定的孔隙,使多种化学成分进入从而引发腐蚀。
2.4 集输管道运行环境 首先,油气储运管道埋设在地下,地层土质成分和水体会对管道产生影响。水体变化及其影响可通过专业的检测设备进行检测;而土壤的腐蚀性难以判断。目前采用两种方法对土壤的腐蚀性进行定性的判断,一种是测土壤的电阻,将土壤分为强、中和弱三个等级;另一种是综合评价,将土壤的含水量、酸碱度、电阻率以及土质等要素作为评价依据,把土壤分为强、中、弱和不腐蚀四个等级。其次,温度对腐蚀的影响。温度包括油气运输期间的管道外的环境温度和管道温度。管道腐蚀主要受管道稳度的影响,一般情况下,温度越高,其反应速率越快。因此,高温情况下,油气集输管道的腐蚀速率会加快。
2.5 运输油气成分 集输管道运输油气成分复杂,不同成分的性质不同,对管道产生的影响也存在一定的差异性。油气中含硫化合物较多,就会加速管道腐蚀;二氧化碳溶解产生的碳酸,也能加速管道腐蚀;再加上电化学反应的影响,金属晶格受到破坏,油气管道内壁很容易发生腐蚀。油气管道运输成分的复杂性,决定了其腐蚀是必然结果,只能通过有效措施减缓腐蚀速度,降低腐蚀造成的影响。
3 集输管道防护措施分析
3.1 加工集输管道安全防护管理 首先,施工前应对管道质量进行严格检测,确保施工管道质量、防护达到标准,杜绝不合格产品进入施工场地。其次,施工阶段的管理。施工阶段应加强质量管理,做好管口焊接处理防护措施,对焊接点进行必要的质量检测和安全防护;施工中管道设备的移动要谨慎,防止外界因素对防护层的破坏。最后,使用中的安全管理。利用在线监测设备对集输管道的性能进行实时监测,发现问题,及时采取有效的防护措施,防止问题进一步扩大。
3.2 管道防腐层技术的应用 管道防腐层技术不断发展,熔结环氧、煤焦油瓷漆和聚乙烯等管道防护技术已经得到较为广泛的应用。较常用的内涂层防护技术可使用新工艺,如环氧树脂粉末涂层可采用热喷玻璃防腐的新工艺,使涂层形成可耐300℃的高温层,形成永不老化的玻璃与金属复合的防腐产品,杜绝管道内硫化物等酸性气体与钢质管道的接触。另外,增加防护层也能提高防腐效果,我国在建设“西气东输”工程时,应用了三层聚乙烯防腐层技术,取得了良好的防腐效果。
3.3 缓蚀剂的防护效果 油气管道内壁接触的油气性质较为复杂,为保障油气运输的安全性和畅通性,需要对管道内壁进行防腐处理。油气内含有的腐蚀性介质容易导致管道积水部位发生开裂,为减少该危害的发生,可在管道内使用缓蚀剂,降低管道的腐蚀速度。如GP-1型缓蚀剂已经在多个油气储运工程中得到应用,其防护效果较为理想。
3.4 电化学保护技术 埋设地下的管道除受一般的腐蚀作用外,还会由于电化学反应的发生加快腐蚀速度,此时可将阴极保护技术与防腐层技术联合使用,提高防腐效果。阴极保护技术可分为排流保护法、牺牲阳极保护法和附加电流保护法,主要是利用电化学腐蚀原理进行金属保护的一种防腐技术,其防护效果十分明显,已经在国内数以万计的油气管道中得到广泛应用。如牺牲阳极保护法是根据金属活动性顺序,将被保护金属与另一种可提供电流的金属或合金连接,以降低保护金属的腐蚀速度。
3.5 其他防护技术 加强管道的质量检测,确保施工管道质量达到合格标准;加大新型材料的应用力度,使用玻璃管道、塑料管道、耐蚀合金管道以及镀铝钢管等材料的使用力度;及时对达到使用年限的管道进行更换,减少腐蚀穿孔造成的危害。
4 结语
油气资源是我国工农业发展的基础性能源,我国油气资源分布和需求区域失衡严重,这就需要建设完善的油气运输系统,确保油气运输的安全性和畅通性。集输管道运输是油气运输的主要形式,而腐蚀是影响管道运输安全的重要问题,要解决腐蚀导致的钻孔问题,需要从管道监测、施工控制、工艺创新等多方面进行保护,为油气资源的安全运输奠定基础。
参考文献:
[1]朱恒.集输管道腐蚀原因及防护措施分析[J].装备制造技术,2012,11:204-206+228.
[2]程靖.大庆油田杏南集输系统的腐蚀与防护研究[D].东北石油大学,2012.
Abstract: Nowadays, with continuous development of China's economy and continuous progress of heavy industry, the importance of oil & gas storage and transportation is increasing, so as to promote the development and application of oil & gas storage and transportation engineering. This paper elaborates and analyses the basic situation of oil & gas storage and transportation engineering, its progressive development and wide application and the coping measures as well as the importance of oil & gas storage and transportation engineering.
关键词: 油气储运;管道运输;广泛应用;污染应对
Key words: oil & gas storage and transportation;pipeline transport;wide applications;coping pollution
中图分类号:TE8 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)34-0112-02
0 引言
随着我国重工业的发展,油气的开发与利用,油气储运与集输的技术工程应运而生。在各种各样的重工业中所需要的能源如石油、煤气、天然气中,皆需要对油气进行集输与储运,从而亦皆运用到了油气储运技术工程,更加彰显了其在重工业等方面的不可或缺的关键作用和重要地位。下面将要对我国油气储运工程进行深一步分析与研究。
1 油气储运工程的概念简要与基本概况
油气储运工程在我国的经济发展、重工业兴起、能源分布等上起到了重要作用。油气储运工程,不仅仅是一门简简单单的学科,它是一门融汇了能源学、销售学。加工配理学、地理油气分布学、管道输送学等学科为一体的技术工程。油气储运工程接连了油气的生产、油气的加工、油气的分配、油气的输送、油气的集输、油气的销售等一系列环节,是连接这些环节的不可或缺纽带。在油气储运工程中所包含的方式多种多样,有油气田的集输与储运,亦有长、短距离的管道运输,还有油气的储存、加工、装卸、城市间合理分布等。油气储运工程所包含的系统也可谓是多种多样,像是油气集输系统,包含着油气集输的工艺、技术,海上以及陆地上的油气集输,还有对油、气、水的加工处理技术等;还有油气储存系统,包含着油品、天然气等的储存设备管理,油品、天然气等的损耗以及质量监测管理,油品、天然气等储存、运输系统的设计与方案,油品、天然气等的计量,油品的装运与卸载,防毒措施、防火措施、防爆措施以及防雷防静电等措施;还有长距离输送原油和成品油管道系统,包含着原油管道的水力、热力特性,原油管道的输送的工艺以及运行管理,成品油的管道特点以及混油运算,从而减少其混油量等;还有长输天然气管道系统,其中也包含着管道的水力、热力特性,从而可以更好地对其进行检测和管理,对管道破裂、损耗等可以采取及时、有效的措施;还有燃气输配系统,来研究城市输配的量,以及减轻城市输配的压力等。
现阶段,我国油气储运工程多用于油气管道运输上,而管道运输中,长距离管道运输颇多,像很有名的“西气东输”则是油气储运工程合理有效应用的良好例子。在我国,管道运输多是分布在沿长江地区以及华东、华南地区,管道对油气的运输既为需要能源的地区提供了方便与快捷,又将油气能源进行了优势互补、取长补短、合理分布。从而也促进了我国重工业的发展以及经济的进步。
2 我国油气储运的逐步发展
油气储运工程是随着油气的开发与利用从而应运而生的,油气储运的发展历程也是悠久而不可小觑的。早在汉朝时期,人们就已开始了一些油类的储存和运输,汉朝的人们则用新砍下的竹子,将竹子的枝叶砍去,将竹子的节削平,竹子里面的节打通,再将它们连接起来,外面麻布包裹,并涂上一些桐油,用来输送水、油等,就如同现在的管道运输,古人甚是聪颖。到了19世纪中期以后,我国四川地区的管道运输逐渐兴起,总长可以达到二三百里,从事这些管道建设的专业人士多达上万,由此也更突显了油气储运工程的应用性以及必要性。到了二十世纪中期,我国的油气储运工程更上一层楼,在1958年,第一条长距离输油管道——克拉玛依-独山于输油管道建成了,其全长长达147千米。到了二十世纪60年代后,随着胜利油田、大庆油田、华北油田、中原油田等的开发,我国东北、华北、华东等地区的输油管道也遍布起来,东北地区的大庆-铁岭、铁岭-大连、铁岭-秦皇岛等输油管道路线,形成了由大庆到秦皇岛和由大庆到大连的两大输油大动脉,也是颇有成效,由此油气储运工程则更加派上了用场。我国的天然气运输管道也是颇有成效的,很成功的例子就是“西气东输”工程,有效合理的达到了能源均匀分布,以及取长补短之巧妙。
在各大领域都运用到了油气等能源,从而也用到了管道运输,继而在开展储油技术的新研究、提高油气储运技术的水平、提高油气储运技术的管理水平、为我国油气储运以及能源工业的建设和发展等方面提供新的设备、技术、器材、管理方案等是必不可少的,所以,培养一些拥有着这些方面的才能的人也是必然趋势,由此,油气储运工程学科的发展空间是广阔的,发展前景也是远大、可观的。
3 油气储运工程的广泛应用及安全措施
3.1 油气储运工程的广泛应用 油气储运工程不是个仅仅以储存、运输油气为课题的学科,它是个涉猎很广的,融汇多个学科的交叉性学科,油气储运工程的应用也是极其广泛的。顾名思义,油气储运工程在油气的储存和运输上应用很多,在油气的储存、运输、加工、装卸、城市的合理分布上有所涉及。在输油管道的水力、热力特性上的监测与管理,在油品、天然气等的损耗以及质量的估测、监测、鉴定中,在海上以及陆地上的油气集输与储存和它们的不同之处与合理方案中,油品、天然气等的输送、存储的设备设计与安全措施管理方案中,油气储存、运输中的防毒、防火、防爆、防雷、防静电干扰等方面也是万万离不开油气储运工程的合理有效应用的。由此可见,油气储运工程的应用可见一斑。
3.2 油气储运中的安全防范措施 在油气存储、运输过程中,若不多加管理和防范,将会很容易产生一些危害安全的可怕后果,例如火灾、爆炸、海域污染、雷击、电磁干扰等,将会致使人员伤亡、设备损坏、油气消耗浪费、环境污染等一系列不堪设想之后果。为了防止这一系列可怕后果的出现,我们应利用油气储运工程对油气储运中所存在的可能会导致可怕后果的安全隐患因素进行排查与监测,从而能够及时的、积极的、合理的、有效的对其采用合理有效的应对措施。
这些安全隐患因素的产生,归根结底是管道的破裂与坏损,解决问题应从根源抓起,则应采取一些合理有效的措施来对管道的破裂与损坏进行维护与防范。首先,应保证输油管道的质量良好,管道的水力、热力特性良好,从而在管道自身的质量问题上杜绝安全隐患因素的存在;其次,在输油管道建设的专业人士和工人上,应保证工作质量,保证作业能力,保证工作态度,从而在管道的建设上杜绝安全隐患因素的匿藏;第三,在输油管道的管道防腐蚀性上应多加注意,输油管道由于输送的是一些油类产品,其腐蚀性会较大,在运输过程中势必会对输油管道产生一些腐蚀性作用,继而严重时会将输油管道腐蚀出洞口,以致使其破裂,从而造成输油管道破裂、坏损,继而可能会引发火灾、爆炸、雷击、电磁干扰、环境污染等一系列不良后果。所以,应当输油管道的防腐蚀采取一些相应的有效合理的措施,应在管道上涂抹均匀有质量保证的防腐蚀涂料,并对其进行实时监测,以从腐蚀性上杜绝安全隐患因素的发生;第四,在输油管道长久工作所导致的管道老化、劳损上,也是切不可马虎大意的,输油管道经过长时间的运输与工作,则会对其管道本身产生一定的损耗,为防止其突然地破裂而造成的油气泄漏,继而造成一系列不良后果,则应为其安装一定的相关检测设备,来对其进行实时监测,对管道的壁厚大小、质地均匀与否、流通是否顺畅等量来进行测量与计算,从而可以在短时间内发现其问题所在,进而可以及时有效的采取相应的应对措施,在输油管道劳损上杜绝安全隐患因素的附着;第五,在输油管道的防雷、防电磁干扰上也是需要注意与维护的,应在输油管道设备中添加一些防雷、防电磁干扰设备,以防止雷击等对输油管道所产生的破坏性影响,以致使输油管道破裂,继而导致一系列不堪设想之后果,从而应在防雷、防电磁干扰上来杜绝安全隐患因素的流窜。还有,在油气安全措施未做好,或是出现的不可预料的突发事件而导致的油气泄漏所造成的环境污染方面上,应当采取及时有效的相对应措施,及时清理污染物,及时维护输油管道,及时封堵出油处,以尽可能地降低油气损耗以及环境污染面积。
4 我国油气储运工程的不可或缺性
由油气储运工程在我国的广泛应用可见油气储运工程在我国有着不可或缺的地位与作用,其关系着我国重工业等相关领域的发展,也关系着我国经济的繁荣发展,亦关系着国民的正常安全生活。例如在运用到了油气储运工程的成功实例“西气东输”上,此项工程将西部的天然气能源利用管道运输输送到了东部缺少能源的沿长江地区、华东、华北等地区,从而实现的能源的合理均匀分布,达到了取长补短的目的,实现了合理有效积极的能源发展战略,也为拉动我国西部的经济建设以及东部的经济建设做出了巨大贡献。由此,彰显了油气储运工程在我国的不可或缺性。
由油气储运工程所涉猎的诸如销售学、石油储备学、天然气装卸学、油品加工卸载学、输油管道设计与管理学、管理学等学科,涉及领域甚是广泛,则对各式各样的众领域产生着多多少少的影响,所以对油气储运工程的深入了解与探析,对其新课题的发掘与研究,会有利于所涉及的各领域的发展与进步,在各个领域带动我国的经济发展,从而也有利于我国经济的健康繁荣发展,由此可见,油气储运工程的作用、地位与重要性非同一般。
5 小结
只有对油气储运工程的合理有效广泛的应用,对油气储运工程的深入研究与分析,对油气储运工程的进一步发展与实施,才能保证我国的经济健康繁荣发展,才能合理分布地区能源、取长补短,才能正常有序生活。所以,我们应多培养油气储运工程方面的人才,对油气储运工程的发展前景充满信心,对油气储运工程的新课题进行发掘与更深一步的探讨与考究,并对其进行合理有效运用,为把我国油气储运工程事业推上一个新的高度!
参考文献:
[1]许志明.新能源的发展对石油行业的影响.中小企业管理与科技(下旬刊),2010-10-25.
关键词:输油;管道;运输;问题;对策
石油天然气的运输在石油工业中有着重要的作用,油气的运输工作联系着石油工业内部的生产、运输、销售的各个环节,是一个非常复杂的系统工程,包括对石油天然气的集输、处理、分配、营销等。随着我国经济的迅速发展,科学技术越来越先进,石油天然气的运输规模也在不断扩大,对输油气管道提出了更高的要求。然而,我国目前的输油气管道运输中还存在着很多问题,加强油气管道的管理与维护,解决目前存在的问题,是提高油气树种质量与经济效益的重要途径。
一、输油气管道运输中常见的问题
(一)石油天然气蒸发问题
石油天然气在运输过程中会出现蒸发,蒸发问题不仅会造成大量的资源浪费,带来巨大的经济损失,同时还会给环境带来污染。石油天然气的蒸发问题一直是输油气管道运输过程中的重点与难点问题。在输油气管道运输过程中,任何一个环节都有可能出现石油天然气的汽化蒸发。其中汽油等轻质油品中含有大量的易挥发有机组成物质,更容易汽化溢出,散发于空气中,使得周围的空气中汽油含量增加,增加易燃、易爆的危险。另外一个方面,石油天然气在运输过程中装卸都会产生有毒气体,会对人体造成伤害。环境中含有过多的烃类物质,在紫外线的作用下会与空气中的氮氧化物发生化学反应,生产诱使化学烟雾形成的臭氧。
(二)管道材质存在问题
现阶段,我国输油气管道多采用螺旋焊缝钢管、碳素钢无缝钢管以及直缝电阻焊钢管等管材。管道的材料多数为金属。金属管道与石油天然气等介质接触时,会由于相互作用发生化学反应,引起管道的锈蚀。这样的情况在输油气管道中极为常见。金属管道在被腐蚀后,其金属色泽、外部形态、机械性能等都会发生巨大的变化不仅仅会影响输油管道的使用寿命,同时还会影响运输油品的质量。管道锈蚀严重的情况下,会导致油品泄露的情况发生。
(三)容易引发火灾
石油天然气主要由各种烃类化合物组成,极容易发生燃烧、爆炸、静电聚集等危险情况。输油管道运输过程中,都是在加热加压的环境中进行工作,这种运作环境会增加引起危险的概率。一旦发生了安全事故,给社会和经济造成的损失是不可估量的。
二、输油气管道运输过程中常见问题解决的方法与对策
(一)输油气管道运输过程中做好防火措施
石化企业应该定期对输油气设施进行维护和保养,做好设施的防火设计工作。设计的问题往往会引发石油天然气的泄露,因此,做好防火设计有着重要的意义。在进行输油气管道设计与安装过程中,要严格按照国家标准进行,根据不同的输油气工艺流程,选择适合的管道材质,严格按照规范进行设计与安装。防火安全体系的构建需要遵守相关的行业规范,做好防火的审核把关工作,杜绝消防安全隐患。
同时,还需要做好消防队伍的建设,对输油气管道运输起到有效的保障作用。对于禁火区域内的需要动火的管线、设施和其他附件要及时拆卸,在安全地带动火或者做好隔离措施。对“用火许可证”进行完善,落实动火作业的责任。在需要动火之前以及动火的过程能够,需要仔细分析动火范围内的环境情况,做好易燃易爆物的浓度检测,杜绝动火期间火宅和爆炸危险的发生。
(二)做好输油气管道的防腐处理
1、提高钢管材料要求
剥离或者阴极剥离会导致管线出现腐蚀开裂的情况,影响管线腐蚀开裂情况的因素有很多,各种因素相互协调、相互制约,要想减少管线腐蚀开裂的问题,需要在材料的创造期间,对夹杂物的形貌与数量进行控制与改善,降低管线中氢含量及硫含量。对于焊接构件而言,对其进行焊后热处理能有效改善材料结构,是其应力值下降。
2、对管材壁厚度进行合理选配
厚壁的管材在输油气管道运输过程中,比报壁管线抗应力腐蚀开裂的效果更好,在进行输油气管道的设计过程中,应该充分考虑管材壁的厚度问题,适当减低管材的强度,增大管壁的厚度,能有效防止应力腐蚀开裂的现象发生。
3、对现场补口的质量进行控制
输油气管道的补口材料需要与罐体防腐覆盖的防护层有良好的互容性,在补口的接缝处,一定要特别注意粘接严密,并做好严密性测试。对补口位置的钢管表面做好处理,务必使罐体表面保持清洁。
(三)提高石油天然气的回收质量
石油天然气在运输过程中挥发会造成巨大的损失,解决这个问题的根本方法应该是提高石油天然气的回收质量。在油气运输过程中,采取各种必要的措施,抑制油气中烃类气体的挥发。在油品集中灌装的地点,做好回收装置的设计,对挥发的油气进行回收,采用特殊的技术,将蒸发回收的油气转化为液态重新输入到管道内。提高石油天然气的回收质量,不仅可以解决运输过程中油气的蒸发问题,减少有害气体的排放量,降低空气的污染,同时还能有效的节约资源,有助于经济效益的提高。
三、结束语
输油气管道运输是一项复杂的工程,容易发生许多不易察觉的问题与隐患。因此,需要做好石油天然气管道运输过程中规范工作,严格把好管道质量关,做好管道材料的选择和维护工作,杜绝安全事故的发生,保证输油气管道运输过程中的安全性,针对石油天然气蒸发问题,做好石油天然气资源的回收利用工作,有效节约资源,减少环境的污染,提高石油天然气的利用率,提高经济效益。
参考文献:
[1]刘寒冰,闫杰.论油气储运问题与对策[J].中国石油和化工标准与质量,2011(4).
[2]卢禹赫.石油天然气管道运输安全问题的分析及探讨[J].商品与质量・学术观察,2011(5).