摘要:当前,在我国社会经济与科技的不断发展及进步下,带动了油气储运的前进步伐,而油气储运设施是油气储运过程中一项必不可少的重要工具。所以,应时刻保证油气储运设施的安全性,这不仅是改善油气储运工作条件的有力依据,同时,还有效保障了储运质量及经济效益的最大化。
关键词:油气储运 油品蒸发 损耗 安全 质量 措施
1 概述
储油罐区是石油库的核心和主体,通常包括储油罐、防火堤及消防设施等,主要用于接收、储存和输转成品油,通过装卸油栈桥向铁路槽车装运成品油,计量所储存和输送的成品油。油罐区作为石油产晶的蓄水池和调节器对石油樗生产和流通过程实施调节作用;作为油品的储存场所,对石油产品在相对停滞时起保护作用,便于对油品数量、质量的监督和检查;作为战略物资基地起到备战备荒的作用。石油库的破坏性事故大多数是油罐、油罐区发生的爆炸火灾事故。油罐愈大愈难扑救,造成的损失愈大。油罐区的规范设计和安全防范措施直接影响到其功能、作用的发挥及生产运营的安全。
2 油气储运技术分析
2.1 多专业三维设计技术
多专业三维设计技术针对油气管道、站场的特点,自行研究制定油气管道站场的仪表、电力、通信、防腐、电缆路由等所有设施在三维模型中的表达方式,结合站场安装、给排水、消防、热工配管安装,实现了站场建筑室内外多专业三维协同设计,形成线缆路由平面图。该技术以数据严谨、形象直观的特点大大地提升了设计质量和效率。
2.2 GIS辅助长输管道线路优化设计技术
该技术以管道线路设计为依据,以线划图、扫描地形图、遥感影像图、环境敏感点、矿产压覆等环境数据及管道线路、管材与防腐等工程数据为主,形成多尺度、多来源综合信息数据库,在此基础上实现管道线路设计、管线对象布置、工程量统计、成果输出等数据的提取、存储、分析和管理,更新了线路工程设计方法,提高了设计效率和质量,可为工程提供全方位数据信息服务。
2.3 管道设计安全评价技术
该技术引入危险和可操作性分析(HAZOP)、安全完整性等级评估(SIL)、定量风险评价(QRA)、高后果区识别(HCA)等国际先进的危险识别和风险评价技术,明确在设计阶段进行危险识别、风险评价的工作流程、评价方法、各专业工作职责,将风险在设计阶段就掌握在可控范围,实现管道本质安全。
2.4 大型压气站设计技术
大型压气站设计采用等负荷率工艺布站,最大限度地利用燃气轮机功率,降低输送能耗。利用压缩机组的性能模拟技术开展压缩机组适用性分析,对于提高分析准确性、优化压缩机组运行参数、模拟管道动态特性等方面均具有开创性,采用经典概率理论,分析压缩机组可用率,确保系统运行可靠性,并实现了压气站设计的模块化、标准化。
2.5 大型储罐设计技术
在大型储罐材料、焊接、设计、建造、检验和修理等方面取得了6项专利技术。1985年,与国外公司合作,在国内首次完成10万立方米单盘、双盘浮顶油罐设计,在秦皇岛站建成投产。2001年,自主完成15万立方米大型浮顶油罐的设计,在西部管道兰州末站建成投产。2007年,完成20万立方米浮顶储罐设计技术研究并具备设计能力,大型储罐设计技术跨入世界先进行列。
2.6 油气管网系统分析优化技术
随着国内油气管网逐步形成,利用国际先进的仿真模拟软件,对国内油气管道及管网不断分析与完善,借鉴国外先进理念,形成了输气管网优化设计与调峰技术,指导输气管网及并行联合运行管道优化设计与运行;多油源、多分支、大流量分输、大流量注入成品油管网优化设计技术,开创了国内成品油管网优化设计先河。
2.7 大落差成品油管道设计技术
兰成渝成品油管道沿线地形地貌复杂,是国内落差最大的一条成品油管道。在设计中,开展的具有多处高差起伏管段的顺序输送管道混油特性及控制方法研究,填补了国内在成品油顺序输送方面的技术空白。
2.8 地下水封岩洞原油储库设计技术
在我国还没有大规模地下水封岩洞储油库建设经验的前提下,结合锦州地下水封洞库项目的建设,开展了地下水封岩洞储油库设计与施工技术研究,形成一套适合我国国情的地下储油库设计技术和标准,为国家今后的地下石油储备库建设提供了可靠的技术支持。
2.9 大型河流的管道穿跨越设计技术
借助有限元设计等多种工具软件,结合工程实践,对各种穿跨越形式及施工、服役工况进行模拟计算。首次采用钻爆隧道方式和盾构隧道方式穿越长江;首次采用单次顶进超过1000米顶管技术;首次对大跨度、油气双管跨越安全、动载影响、定量环境风险进行系统研究;首次对双管跨越动载、竖井结构受力、复杂地质条件下定向钻进行模拟分析。多年的探索始终保持着行业领先地位。
2.10 基于应变的管道线路设计技术
在国内首次引入应变设计技术,用于解决西二线管道大应变问题。针对强震区和活动断裂带可能产生的大应变,首次引进基于应变的设计方法和X80大变形钢,成功地解决了X80钢级管道通过强震区和活动断裂带的抗震设计难题。
2.11 多管并行敷设设计技术
多管并行敷设带来了许多新问题,通过研究已形成集团公司企业标准《管道并行敷设设计规定》,填补了国内空白,成果已在西二线、中缅油气管道工程、云南成品油管道工程、中贵管道工程等多管并行设计上应用,并处于国内领先水平。
2.12 长输管道复杂地区水工保护设计技术
将土力学和水力学理论应用于管道水工保护方案设计,实现设计模式从经验设计为主向量化设计为主转变,改变了管道水工保护设计缺乏理论依据的局面。独创的干砌石护坡、木板截水墙、土工格室护面、卵石栽砌等新型水工保护设计,在多项工程中取得了良好效果,已形成中国石油天然气行业标准《长输管道水工保护设计规范》。
2.13 天然气处理加工技术
天然气处理加工技术主要包括气田气和伴生气集气增压技术、脱水净化技术、脱硫净化技术、脱碳净化技术、膨胀制冷及辅助制冷技术、DHX(重接触塔)工艺技术、凝液分馏技术以及轻烃深加工技术等。承担国内多项天然气处理加工工程的设计,在天然气处理加工设计领域居国内领先水平。
3 罐区设计降低油品蒸发损耗的措施
3.1 合理采用内浮顶油罐 浮盘漂浮在油罐的液面上,随液面的升降而升降,由于浮盘与液面之间基本无气体空间存在,即浮盘将液面与空气隔开,液面的蒸发表面减小,油品蒸发量也就相应减少。故利用浮盘可以大幅度减少油品的蒸发损耗。浮顶罐多用于原油和高挥发性油品的存储,它兼有固定顶罐和浮顶油罐的优点,即能降低蒸发损耗,又能防止雨雪沙尘侵入。
3.2 优化操作方式
尽量将油品集中储存,避免多个储罐同时进行操作,这样可以减少气体空间的总体积。油罐的量油检尺作业尽可能在清晨和傍晚进行。因为这时候没有温度急剧升降,且有关内外的温度和压力基本接近,打开量油孔不会有严重的呼吸现象。尽量在降温时收油,油罐内气体收缩,蒸汽分子凝结加快,这样液面上升时从油罐内排出的气体体积将小于进油体积,损耗将减小。在发油操作中,作业应进行的慢些,这样可使罐内气体浓度下降较为缓慢,以避免或减少发油结束后出现的回逆呼出损耗。
3.3 降低罐内气体温度
①不断的对储罐进行淋水降温,让冷却水蒸发带走罐体所吸收的辐射热。但是在日照的白天,应保持喷淋状态,而不得采取断续性的喷淋方法,否则将造成罐内的油温波动较大,不仅起不到降耗的作用,还可能加剧呼吸损耗问题。
②正确选择储罐罐顶和罐壁涂料的颜色,可以减少储罐罐体对太阳辐射热的吸收,有助于降低罐内温度及其变化,从而减少油品损耗。白色涂料对降低油品损耗最有利,铝粉漆次之。
③在罐顶和罐壁上安装反射隔热板(如两层石棉水泥板),或一定厚度的保温层,以降低罐内气体温度的变化,减少呼吸阀损耗。
4 结束语
综上所述,对于整个能源产业甚至是国家产业而言,油气储运设施的安全性在保障社会经济的良好运行和人民生活的和谐安定等方面具有至关重要的作用。同时,充分利用快速发展的新技术如:运用计量知识、油品储运的技术、计算机技术、统计知识等,处理好储运过程各个环节的损耗问题,为企业创造效益,并减少大气污染,保护环境。
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