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輸油管道泄漏搶險與環境恢復技術的創新及應用
近年來，伴隨著國民經濟的快速增長，迎來了我國管道建設的高速發展。隨著規模的日益擴大，相應的管道泄露事故發生機率不斷增多。在一些地方，由于客觀和人為因素影響，導致輸油管道泄露事故屢有發生，不僅造成大量油品外泄形成直接經濟損失和嚴重的環境污染，同時由于缺少適用高效的搶險機具，僅憑人工和部分機械方法，使搶險效率低，環境恢復質量差，有的甚至引發了次生事故，造成了惡劣的政治影響。事故搶險作為管道完整性管理的重要組成部分，對輸油管道泄漏搶險和環境保護機具研制及技術創新已成為當前一項重要課題。一、管道破裂可能的原因1、機械失效。造成機械失效的可能情況是，在施工中，由于使用了質量不高的管材或者管材由于老化原因發生結構退化（磨損及裂紋），以及施工本身的質量問題�？傮w上，管道年代越久遠，發生機械失效的可能性越大。2、由于管道內外防腐不當，腐蝕破裂。3、誤操作。包括系統故障和人為失誤，也包括缺乏充分的維護。4、第三方活動導致管道破壞，無論是意外的、故意的（例如打孔盜油）偶發事件，或者對管道產生影響的自然災害，包括地表沉降、洪水、泥石流、腐蝕和地震等。從因管道破裂造成油品外泄的粗略統計來看，由于近年來科技進步，新建管道材質、防腐以及施工質量大幅提升，機械失效的機率降低；新技術的應用和管理水平提高，人為誤操作機率也大幅下降；自然災害雖偶有發生，但機率不高。造成管道破裂泄露的主要原因是第三方活動，可占到泄漏量的70—80%以上，由此可見，加強管護工作是我們控制事故的重中之重。二、管道油品泄露的特征長輸管道運輸的特點是壓力大和輸送量大，一旦管道發生破裂就會造成大量的油品外泄，外泄油品將會順著地勢自然流淌，其流向可能聚集在低凹的地面，也可能會到達溪流、湖泊、水庫和江河當中，一旦油品泄露進入正在流淌的小溪或河流中，就會被沖走，擴散到更加廣大的區域，進而導致更加嚴重的后果。同時，由于管道在運行中破裂形成的外泄油柱高，噴的遠，特別是地處山區，油流進河的機率最高。管道一旦破裂泄露，輕則大面積污染土壤，破壞植被，重則進河污染河流水源。如果動作遲緩，控制不當，還容易引發次生事故，甚至釀成惡劣的政治影響。事故預防、事前控制固然重要，但一旦事故發生，如何迅速有效的控制污染面和回收油品，將損失降到最小的限度，應當認真對待和加以研究。三、油品泄露回收方法1、機械方法。這類方法包括所有依賴于使用撇油器、油欄、泵或者重型機械做出的反應。機械筑壩、撇油器收油，事故控制速度快、效率高，但體積大、笨重，對于地形復雜的地方鞭長莫及，力不從心。該方法僅適應伴行公路良好的地段。2、人工方法。這類方法包括：人工筑壩或攔油柵攔油、吸油棉吸油或生活用具撇油，或者用采用將受污染的土壤坑埋等。該方法效率低，人油直接接觸，對人體健康有影響，容易造成二次污染，環境恢復效果不理想，控制不好還容易引發次生事故。特別是油一旦進了河，采用筑壩攔油，則水漲油高，污染面增大，一旦垮壩，勢必造成更大災害和后果。如果采用攔油柵攔油，攔油柵容易被水沖擊下沉，油翻過攔油柵繼續下流，達不到攔油效果。3、溝坑排放。當油品外泄時，采用修筑水壩或排放坑的方法來儲存泄露油品，用泵清除或將儲存油抽走，防止流入河流或者其他水體。該方法在干枯的溝或河道上作業，是一種最有效的方法。4、就地焚燒。這種方法指在受到污染的位置點火和焚燒油品。應當指出的是，該方法是在如不采取果斷措施會引發更大災害，并確保泄露點及周圍已處理好，污染現場因燃燒而不會引發次生災害的情況下，不得已而為之的措施。通常情況不宜采用，因為就地焚燒對人或設施都有危險，還會嚴重的污染空氣和浪費資源。5、生物降解。指將泄漏油品與土壤進行混合，引入可以分解油品、降低濃度的細菌，同時允許自然力進一步降低油品毒性。必須在受嚴格控制的范圍內使用。費用高，處理周期長，通常較少使用。上述方法是目前國內外通常采用的搶險和環保措施。機械方法雖好但體大量重，不利于搬運，在一些特殊的地理環境下無法運輸，使其正常功能的發揮受到限制，直接影響到搶險的效率和效果。而我國絕大部分管線走向往往是地理環境復雜且無道路伴行或距公路較遠，這就在客觀上要求我們必須擁有一套反應速度快，搬用便捷，效率高和環境恢復效果好的機具，才能應對各種復雜環境狀態下的事故搶險與環境保護。為了克服現有高效搶險機具的不足，我們在多年的事故搶險實踐中，研發了一套組合式河流原油回收器和便移式吸油器，并在多次的事故搶險中使用，取得了良好的效果。組合式河流原油回收器是針對原油、成品油外泄后進行回收和環境清潔的一套專利產品，采用防爆和組合設計，由發電機、回收器、組合攔油管（油水分離器）、清洗機四部分組成。與現有技術相比具有如下特點：全過程由人操作機械作業，徹底告別了人油接觸的純人工收油方法。1、采用預制工具攔截油流，“攔油放水”效果好，無需大型機具和設備等配合。陸地和河流均可使用，一機多能。2、體積小、重量輕，一部小型皮卡車可將全套設備裝載，單件設備也可由一人或兩人搬運至人可到達的地方。3、采用組合設計，便于安裝，三人在10分鐘內可完成設備安裝架設。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環境清潔任務。5、搶險成本大幅降低，總成本僅為其他方法的2—3%。6、人油脫離接觸，不僅有利于工作人員的身體健康，而且大大降降低了勞動強度。8、不會造成二次污染，環境清潔徹底，生態恢復效果好。9、搶險時間大大縮短，引發次生災害的機率降低，安全系數增加。10、由于不使用大型設備或筑壩攔油，所以不破壞環境的自然原貌。11、、設備操作簡單，便于保養維修。12、油品回收率高，97%以上外泄油可以得到回收。四、組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潔1、外泄河流油品回收將每根1.5米長的可浮圓管經組對并架設在寬于河水面上，由于圓管底部低于水面10—20mm，基本不影響河水通過，而浮在水面的油品由于比重差異就會被攔截住，達到了“攔油放水”的效果。隨著上游浮油順水不斷下流，欄管前的油位不斷增高，由于攔管上開設的進油槽下沿僅高于水面3—5mm，當油位高于水面3—5mm時，浮油就會自然流進進油槽，達到了“攔水放油”和油水分離的效果，油經攔油管流至回收器儲油箱，啟泵可將油外輸回收。2、污染面清潔污染面清潔及環境恢復是整個搶險工作的重要組成部分。當泄露點被封堵后，即可用清洗機通過壓力水對泄露點周圍的污染面順油自然流向沖洗，將浮油沖趕進河，依次將水面和河岸浮油不斷趕沖至攔油管進而徹底回收。（二）陸地外泄油品回收和污染面清潔1、 陸地外泄油品回收陸地回收和河流回收使用的是同一套設備，其方法更為簡單。在事故泄露現場，選擇一個低凹點并人工開挖一個1.2*1.2*0.6m大小的方坑，并敷設防滲塑料膜，將事故現場周圍泄露油用人工方法引流至挖好的坑內，把與回收器泵進口連接的可調式進油頭放進油坑，啟泵泄露油即可外輸回收。2、污染面清潔當事故漏點被封堵及油坑內油被抽完后，啟動清洗機，對事故點周圍污染面附著油用壓力水沖趕至油坑，調節進油頭調節閥，使進油槽低沿略高于水面而低于油面，開啟電源開關，即可“截水進油”將油外輸回收。五、便移式吸油器及使用方法該吸油器具針對石油石化行業，如輸油站、聯合站、加油站、儲油庫以及煉油廠等單位，在少量油品泄露工況下進行回收和清潔而研發的一種專用設備。該吸油器采用全過程防爆和可移動設計，具有體積小、重量輕、便于移動、操作簡單及自吸能力強，可以瞬間完全自吸等特點。對原油、成品油介質，對介質中所含硬顆粒物、軟體懸浮物以及半流體介質抽吸具有很好的效果。由于吸油器重量輕、便于移動，對于湖泊、沼澤地水面浮油及岸邊等大型設備不能到達的地方的沾附油吸入回收，效果更好。使用時單人操作，如同家用吸塵器使用方法，操作非常簡單，即將吸油器吸油頭置于泄露介質中，開啟電源開關，落地油就會經吸頭吸入回收。事故可以控制但不可能杜絕。預防為主，控制在先是安全工作的前提，事故處理的有效手段是安全工作的有力保障。一套高效實用、能夠應對各種復雜地理環境下的搶險和環保機具，是事故處理和抑制次生事故發生，把事故風險和損失降到最低限度的必要武器，是事故應急預案的核心，是管道完整性管理的重要組成部分。我們只有把事故控制和事故搶險齊抓并舉，將事故搶險和環境保護機具研發與應用放在更高的層面予以重視，防患于未然，才能有效的促進管道運輸乃至石油事業的和諧健康發展。論文出處(作者):常喜智淺淡我國水資源利用率的研究
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