以连续运输形式出现的管道运输,虽然其运输货物的品种有限,但由于运输成本低、输送方便,因此发展很快,至今方兴未艾。
1.管道运输的含义和地位
管道运输是利用管道设施等,通过一定压力差驱动货物(多为液体、气体、粉粒、颗粒状货物)沿着管道流向目的地的一种现代运输方式。
近年来,中国石油、天然气等管道运输发展迅猛,大口径、长距离的输油管道已经遍布东北、华北、华东、西南等广大地区,基本上形成了横贯东西、纵穿南北的管道运输网络。目前,我国油气管道建设进入了一个新的发展时期。随着西气东输、西部原油成品油管道等重点工程建成投产,一个西油东送、北油南运、西气东输、北气南下、海气登陆的油气供应格局正在形成。2013年,世界管线长度为3559186km,其中天然气输送管线占世界管线总量的80.5%,而原油输送管线只占8.4%。世界上成品油输送管线为365686km,比原油输送管线长1.2倍。美国拥有管线数量最多,为2225032km,占世界管线总量的62.5%。美国天然气管线有1984321km,占世界天然气管线总量的69.3%。液化石油气(LPG)管线最长的国家是阿尔及利亚,有3447km,其次为墨西哥为2102km。2010年中国管线长度为75742km,2013年增长到86912km,增幅为15%,占世界天然气管线总量的3.0%。2010年中国天然气管线长度为38566km,2013年增长到48502km,增幅为25.8%。2013年俄罗斯天然气管线为163872km,占世界天然气总量的5.7%。
管道运输主要用于能源物资运输,包括原油、成品油、天然气、油田伴生气、煤浆等,其运量巨大,在美国接近于汽车运输的运量。近年来管道运输也被进一步研究用于解决散状物料、成件货物、集装物料的运输,以及发展容器式管道输送系统。
随着我国工业化进程的加快和能源结构优化的推进,我国油气管道建设正迎来一个大的发展机遇期。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。
2.管道运输的特点
1)运量大。管道运输的运量与管径大小成正比。一条管径720mm的输油管道,每年输送原油2000万t以上,相当于一条铁路的运量;而一条管径1220mm的输油管道,每年输送原油可达1亿t以上。
2)永久占用土地少。运输管道总长的95%被埋入地下,其永久占用土地少。管道运输的土地占用仅为公路的3%、铁路的10%。在土地资源变得越来越稀缺的今天,在交通运输规划系统中应特别重视管道运输方案。
3)建设周期短,投资少。相同距离、运量的管道运输线,管道建设周期比铁路短1/3,费用比铁路低60%。
4)耗能低,运费低廉,效益好。管道运输连续不间断,不存在空载问题,因而运输效率高。理论分析和实践经验证明,管道口径越大,运输距离越远,运输量越大,运输成本就越低。就石油运输而言,管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为1∶1∶1.7。可见,在无水路的条件下,石油管道运输是最为节能的运输方式。
5)货损少。采用密封设备,在运输过程中能有效避免散失、丢失等损失。
6)不存在其他运输设备本身在运输过程中消耗动力所形成的无效运输问题。
7)受恶劣气候条件影响小,安全可靠,可长期稳定运行。
8)沿途无噪声,污染少,能较好地满足绿色物流的需要。(www.daowen.com)
9)缺乏灵活性。管道作为装运货物的运输工具,是静止不动的,不能因货源减少而改变运行路线,装运的货物也比较单一。
基于上述特点,管道运输适宜于单向、定点、量大的流体状货物的连续运输。
3.管道运输方式
(1)输油管道 可分为原油运输和成品油运输。
1)原油运输。原油运输多是自油田输送至炼油厂或原油转运的港口或铁路车站。其运输特点是输量大、运距长、收油点和交油点少,故特别适宜用管道运输。世界上的原油约有85%以上经管道输送。
2)成品油运输。成品油运输是将炼油厂生产的大宗成品油,输送到各大城镇附近的成品油库,然后由油罐车转运给加油站或用户。其运输批量多、交油点多,故在管道的起点段输油量大、管径大;经多处交油点分输后,输油量减少,管径也减小,形成成品油管道多级变径的特点。
(2)天然气管道 天然气从气田的各井口装置采出后,经由矿场集气网汇集到集气站,再由各集气站输送往天然气处理厂净化后,送入长距离输气管道,再送往城市或工矿企业的配气站;在配气站经过除尘、调压、计量和添味后,由配气管网输送给用户。
(3)固体货物运输管道
1)水力管道运输(又称固体料浆管道运输)是指把需要运送的粉末状或小块状的固体(一般是煤或矿石)浸在水里,依靠管内水流浮流运行。
管道沿线设有压力水泵站,维持管内水压、水速。管道起点设有调度室,控制整个管道运输。终点设有分离站,把所运货物从水中分离出来,并进行入库前的脱水、干燥处理。水力管道运输对固体货物损耗较大,管道磨损严重,一些不能与水接触的货物受到限制。
2)水力集装箱管道运输,与水力管道运输不同的是预先用装料机把货物装在用铝合金或塑料制成的圆柱形集装箱内,然后让集装箱在水流中运行。管道终点设有接收站,用卸料机把货物从箱内卸出,空箱从另一管道回路送回起点站。其优点是货物和能源消耗以及管道磨损都较小。
3)气力集装箱管道运输与水力管道运输的主要区别是用高压气流代替高压水流,推动集装箱在管内运行。由于气流压力较大,需要集装箱大小和管道直径配合适宜,运输速度可达20~25km/h。管道两端设有调度室、装卸货站,用电子技术自动控制。气力集装箱管道运输除用来运输矿物、建筑材料外,一些国家还用来运送邮包、信件和垃圾。其主要缺点是动力消耗太大,集装箱耐压技术要求高。
4)真空管道气压集装箱运输,是在管道两端设立抽气、压气站,抽出集装箱前进方向一端的空气,在集装箱后面送入一定气压的空气,通过一吸一推,使集装箱运行。其对箱体和管壁的光滑度、吻合度要求较高,但动力消耗较小。
5)电力牵引集装箱管道运输指不用水流或气流推动箱体,靠电力传送带或缆索牵引集装箱在管内的水中漂浮前进。这种方法由于管道不承受压力,可用廉价材料制作管道。
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