输油管道泄漏抢险与环境恢复技术的创新及应用

时间：2023-03-18 21:45:18 理工毕业论文我要投稿

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近年来，伴随着国民经济的快速增长，迎来了我国管道建设的高速发展。随着规模的日益扩大，相应的管道泄露事故发生机率不断增多。在一些地方，由于客观和人为因素影响，导致输油管道泄露事故屡有发生，不仅造成大量油品外泄形成直接经济损失和严重的环境污染，同时由于缺少适用高效的抢险机具，仅凭人工和部分机械方法，使抢险效率低，环境恢复质量差，有的甚至引发了次生事故，造成了恶劣的政治影响。事故抢险作为管道完整性管理的重要组成部分，对输油管道泄漏抢险和环境保护机具研制及技术创新已成为当前一项重要课题。一、管道破裂可能的原因1、机械失效。造成机械失效的可能情况是，在施工中，由于使用了质量不高的管材或者管材由于老化原因发生结构退化（磨损及裂纹），以及施工本身的质量问题。总体上，管道年代越久远，发生机械失效的可能性越大。2、由于管道内外防腐不当，腐蚀破裂。3、误操作。包括系统故障和人为失误，也包括缺乏充分的维护。4、第三方活动导致管道破坏，无论是意外的、故意的（例如打孔盗油）偶发事件，或者对管道产生影响的自然灾害，包括地表沉降、洪水、泥石流、腐蚀和地震等。从因管道破裂造成油品外泄的粗略统计来看，由于近年来科技进步，新建管道材质、防腐以及施工质量大幅提升，机械失效的机率降低；新技术的应用和管理水平提高，人为误操作机率也大幅下降；自然灾害虽偶有发生，但机率不高。造成管道破裂泄露的主要原因是第三方活动，可占到泄漏量的70—80%以上，由此可见，加强管护工作是我们控制事故的重中之重。二、管道油品泄露的特征长输管道运输的特点是压力大和输送量大，一旦管道发生破裂就会造成大量的油品外泄，外泄油品将会顺着地势自然流淌，其流向可能聚集在低凹的地面，也可能会到达溪流、湖泊、水库和江河当中，一旦油品泄露进入正在流淌的小溪或河流中，就会被冲走，扩散到更加广大的区域，进而导致更加严重的后果。同时，由于管道在运行中破裂形成的外泄油柱高，喷的远，特别是地处山区，油流进河的机率最高。管道一旦破裂泄露，轻则大面积污染土壤，破坏植被，重则进河污染河流水源。如果动作迟缓，控制不当，还容易引发次生事故，甚至酿成恶劣的政治影响。事故预防、事前控制固然重要，但一旦事故发生，如何迅速有效的控制污染面和回收油品，将损失降到最小的限度，应当认真对待和加以研究。三、油品泄露回收方法1、机械方法。这类方法包括所有依赖于使用撇油器、油栏、泵或者重型机械做出的反应。机械筑坝、撇油器收油，事故控制速度快、效率高，但体积大、笨重，对于地形复杂的地方鞭长莫及，力不从心。该方法仅适应伴行公路良好的地段。2、人工方法。这类方法包括：人工筑坝或拦油栅拦油、吸油棉吸油或生活用具撇油，或者用采用将受污染的土壤坑埋等。该方法效率低，人油直接接触，对人体健康有影响，容易造成二次污染，环境恢复效果不理想，控制不好还容易引发次生事故。特别是油一旦进了河，采用筑坝拦油，则水涨油高，污染面增大，一旦垮坝，势必造成更大灾害和后果。如果采用拦油栅拦油，拦油栅容易被水冲击下沉，油翻过拦油栅继续下流，达不到拦油效果。3、沟坑排放。当油品外泄时，采用修筑水坝或排放坑的方法来储存泄露油品，用泵清除或将储存油抽走，防止流入河流或者其他水体。该方法在干枯的沟或河道上作业，是一种最有效的方法。4、就地焚烧。这种方法指在受到污染的位置点火和焚烧油品。应当指出的是，该方法是在如不采取果断措施会引发更大灾害，并确保泄露点及周围已处理好，污染现场因燃烧而不会引发次生灾害的情况下，不得已而为之的措施。通常情况不宜采用，因为就地焚烧对人或设施都有危险，还会严重的污染空气和浪费资源。5、生物降解。指将泄漏油品与土壤进行混合，引入可以分解油品、降低浓度的细菌，同时允许自然力进一步降低油品毒性。必须在受严格控制的范围内使用。费用高，处理周期长，通常较少使用。上述方法是目前国内外通常采用的抢险和环保措施。机械方法虽好但体大量重，不利于搬运，在一些特殊的地理环境下无法运输，使其正常功能的发挥受到限制，直接影响到抢险的效率和效果。而我国绝大部分管线走向往往是地理环境复杂且无道路伴行或距公路较远，这就在客观上要求我们必须拥有一套反应速度快，搬用便捷，效率高和环境恢复效果好的机具，才能应对各种复杂环境状态下的事故抢险与环境保护。为了克服现有高效抢险机具的不足，我们在多年的事故抢险实践中，研发了一套组合式河流原油回收器和便移式吸油器，并在多次的事故抢险中使用，取得了良好的效果。组合式河流原油回收器是针对原油、成品油外泄后进行回收和环境清洁的一套专利产品，采用防爆和组合设计，由发电机、回收器、组合拦油管（油水分离器）、清洗机四部分组成。与现有技术相比具有如下特点：全过程由人操作机械作业，彻底告别了人油接触的纯人工收油方法。1、采用预制工具拦截油流，“拦油放水”效果好，无需大型机具和设备等配合。陆地和河流均可使用，一机多能。2、体积小、重量轻，一部小型皮卡车可将全套设备装载，单件设备也可由一人或两人搬运至人可到达的地方。3、采用组合设计，便于安装，三人在10分钟内可完成设备安装架设。4、效率高。工作效率是人工方法的十一倍。12—15人即可完成一般大型事故油品回收和环境清洁任务。5、抢险成本大幅降低，总成本仅为其他方法的2—3%。6、人油脱离接触，不仅有利于工作人员的身体健康，而且大大降降低了劳动强度。8、不会造成二次污染，环境清洁彻底，生态恢复效果好。9、抢险时间大大缩短，引发次生灾害的机率降低，安全系数增加。10、由于不使用大型设备或筑坝拦油，所以不破坏环境的自然原貌。11、、设备操作简单，便于保养维修。12、油品回收率高，97%以上外泄油可以得到回收。四、组合式河流原油回收器的工作原理和使用方法（一）外泄河流油品回收和污染面清洁1、外泄河流油品回收将每根1.5米长的可浮圆管经组对并架设在宽于河水面上，由于圆管底部低于水面10—20mm，基本不影响河水通过，而浮在水面的油品由于比重差异就会被拦截住，达到了“拦油放水”的效果。随着上游浮油顺水不断下流，栏管前的油位不断增高，由于拦管上开设的进油槽下沿仅高于水面3—5mm，当油位高于水面3—5mm时，浮油就会自然流进进油槽，达到了“拦水放油”和油水分离的效果，油经拦油管流至回收器储油箱，启泵可将油外输回收。2、污染面清洁污染面清洁及环境恢复是整个抢险工作的重要组成部分。当泄露点被封堵后，即可用清洗机通过压力水对泄露点周围的污染面顺油自然流向冲洗，将浮油冲赶进河，依次将水面和河岸浮油不断赶冲至拦油管进而彻底回收。（二）陆地外泄油品回收和污染面清洁1、陆地外泄油品回收陆地回收和河流回收使用的是同一套设备，其方法更为简单。在事故泄露现场，选择一个低凹点并人工开挖一个1.2*1.2*0.6m大小的方坑，并敷设防渗塑料膜，将事故现场周围泄露油用人工方法引流至挖好的坑内，把与回收器泵进口连接的可调式进油头放进油坑，启泵泄露油即可外输回收。2、污染面清洁当事故漏点被封堵及油坑内油被抽完后，启动清洗机，对事故点周围污染面附着油用压力水冲赶至油坑，调节进油头调节阀，使进油槽低沿略高于水面而低于油面，开启电源开关，即可“截水进油”将油外输回收。五、便移式吸油器及使用方法该吸油器具针对石油石化行业，如输油站、联合站、加油站、储油库以及炼油厂等单位，在少量油品泄露工况下进行回收和清洁而研发的一种专用设备。该吸油器采用全过程防爆和可移动设计，具有体积小、重量轻、便于移动、操作简单及自吸能力强，可以瞬间完全自吸等特点。对原油、成品油介质，对介质中所含硬颗粒物、软体悬浮物以及半流体介质抽吸具有很好的效果。由于吸油器重量轻、便于移动，对于湖泊、沼泽地水面浮油及岸边等大型设备不能到达的地方的沾附油吸入回收，效果更好。使用时单人操作，如同家用吸尘器使用方法，操作非常简单，即将吸油器吸油头置于泄露介质中，开启电源开关，落地油就会经吸头吸入回收。事故可以控制但不可能杜绝。预防为主，控制在先是安全工作的前提，事故处理的有效手段是安全工作的有力保障。一套高效实用、能够应对各种复杂地理环境下的抢险和环保机具，是事故处理和抑制次生事故发生，把事故风险和损失降到最低限度的必要武器，是事故应急预案的核心，是管道完整性管理的重要组成部分。我们只有把事故控制和事故抢险齐抓并举，将事故抢险和环境保护机具研发与应用放在更高的层面予以重视，防患于未然，才能有效的促进管道运输乃至石油事业的和谐健康发展。论文出处(作者):常喜智
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