管道运输概况
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管道运输
管道运输的定义
管道运输(Pipeline transport)是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式,是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式,是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。有时候,气动管(pneumatic tube)也可以做到类似工作,以压缩气体输送固体舱,而内里装着货物。管道运输石油产品比水运费用高,但仍然比铁路运输便宜。大部分管道都是被其所有者用来运输自有产品。
管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低,并可实现自动控制。除广泛用于石油、天然气的长距离运输外,还可运输矿石、煤炭、建材、化学品和粮食等。管道运输可省去水运或陆运的中转坏节,缩短运输周期,降低运输成本,提高运输效率。当前管道运输的发展趋势是:管道的口径不断增大,运输能力大幅度提高;管道的运距迅速增加;运输物资由石油、天然气、化工产品等流体逐渐扩展到煤炭、矿石等非流体。中国目前已建成大庆至秦皇岛、胜利油田至南京等多条原油管道运输线。
就液体与气体而言,凡是在化学上稳定的物质都可以用管道运送。故此,废水(sewage)、泥浆(slurry)、水、甚至啤酒都可以用管道传送。另外,管道对于运送石油与天然气十分重要——有关公司多数会定期检查其管道,并用管道检测仪(pipeline inspection gauge)做清洁工作。
管道运输的种类
管道按货物性能可分为固体管道(固体粉碎后加水成浆状)、气体管道、液体管道;按货物种类可分为原油管道、成品油管道、天然气管道、二氧化碳气管道、液化气管道、煤浆和其他矿浆管道等。管道的直径由273、377、426、529、720毫米不等,管径是决定输送能力的重要因素之一。
管道运输的特点
(1)运量大。一条输油管线可以源源不断地完成输送任务。根据其管径的大小不同,其每年的运输量可达数百万吨到几千万吨,甚至超过亿吨。
(2)占地少。运输管道通常埋于地下,其占用的土地很少;运输系统的建设实践证明,运输管道埋藏于地下的部分占管道总长度的95%以上,因而对于土地的永久性占用很少,分别仅为公路的3%,铁路的10%左右,在交通运输规划系统中,优先考虑管道运输方案,对于节约土地资源,意义重大。
(3)管道运输建设周期短、费用低。国内外交通运输系统建设的大量实践证明,管道运输系统的建设周期与相同运量的铁路建设周期相比,一般来说要短1/3以上。历史上,我国建设大庆至秦皇岛全长1,152公里的输油管道,仅用了23个月的时间,而若要建设一条同样运输量的铁路,至少需要3年时间,新疆至上海市的全长4,200公里天然气运输管道,预期建设周期不会超过2年,但是如果新建同样运量的铁路专线,建设周期在3年以上,特别是地质地貌条件和气候条件相对较差,大规模修建铁路难度将更大,周期将更长,统计资料表明,管道建设费用比铁路低60%左右。
天然气管道输送与其液化船运(LNG)的比较。以输送300m3/a(立方米/年)的天然气为例,如建设6,000公里管道投资约120亿美元;而建设相同规模(2,000万吨)LNG 厂的投资则需200亿美元以上;另外,需要容量为12.5万立方米的LNG 船约20艘,一艘12.5万立方米的LNG船造价在2亿美元以上,总的造船费约40亿美元。仅在投资上,采用LNG就大大高于管道。
(4)管道运输安全可靠、连续性强。由于石油天然气易燃、易爆、易挥发、易泄露,采用管道运输方式,既安全,又可以大大减少挥发损耗,同时由于泄露导致的对空气、水和土壤污染也可大大减少,也就是说,管道运输能较好地满足运输工程的绿色化要求,此外,由于管道基本埋藏于地下,其运输过程恶劣多变的气候条件影响小,可以确保运输系统长期稳定地运行。
(5)管道运输耗能少、成本低、效益好。发达国家采用管道运输石油,每吨千米的能耗不足铁路的1/7,在大量运输时的运输成本与水运接近,因此在无水条件下,采用管道运输是一种最为节能的运输方式。管道运输是一种连续工程,运输系统不存在空载行程,因而系统的运输效率高,理论分析和实践经验已证明,管道口径越大,运输距离越远,运输量越大,运输成本就越低,以运输石油为例,管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为1:1:1.7。
(6)灵活性差。管道运输不如其他运输方式(如汽车运输)灵活,除承运的货物比较单一外,它也不容随便扩展管线。实现“门到门”的运输服务,对一般用户来说,管道运输常常要与铁路运输或汽车运输、水路运输配合才能完成全程输送。此外由于运输量明显不足时,运输成本会显著地增大。
管道运输的上述特点,使得管道运输主要担负单向、定点、量大的流体状货物(如石油、油气、煤浆、某些化学制品原料等)运输。
另外,在管道中利用容器包装运送固态货物(如粮食、砂石、邮件等),也具有良好的发展前景。
管道运输系统
管道运输是使用管道输运流体货物的一种运输方式,所运货物大多属于燃料一类,主要有油品(包括原油、成品油、液化烃等)、天然气、二氧化碳气体、煤浆及其他矿浆等。管道运输与其他运输方式最大的不同是:管道既是运输工具(但并不移动),又是运输通道,驱动方式是用机泵给货物以压能,使货物本身连续不断地被运送。管道工程由三部分组成,一是管道线路工程,包括管道本体工程、防护结构工程、穿跨越工程及其他附属工程;二是管道站库工程,包括起点站、中间站、终点站,主要设备有驱动和监控货物运行的各种泵站和装置;三是其他如通信、供电、道路等辅属设施。
原油管道:世界上的原油总运量中约有85%~95%是用管道外运的。我国原油管道始建于1958年,即新疆克拉玛依油田开发后由克拉玛依油田到独山子炼油厂,全长147.2公里。大规模建设管道是于70年代随着石油工业的开发而相应发展的,管道布局是石油生产地与炼油厂、化工厂等用油地相连,也有通过水陆联运、管道输送到海港、内河码头装油船再运到用油地的。我国目前拥有原油管道约8000公里,管道原油运输量占管道总运输量的90%以上,原油外运量的70%以上是由管道运送的。我国输送能力最大的原油管道是大庆林源至铁岭,管道直径720毫米、长516公里,双管输油能力为4500万吨/年。最长的原油管道是山东的临邑至仪征,管径720毫米,全长665公里。