煤炭界运输的梦想——管道输煤.doc

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1、煤炭界运输的梦想管道输煤 由于特定的地理环境，我国煤炭资源的分布极不均衡，东少西多,南少北多，其中60-70%的煤炭储量集中在山西、陕西和内蒙西部。目前，我国煤炭运输有水运、铁路、公路三种方式。由于北方缺少便于水路运输的大江大河，我国长距离的煤炭运输主要依靠铁路，全国铁路煤运量占煤运总量的60%以上。虽然我国的铁路营运里程和运输能力在连年大幅提高，但依然难以满足不断增长的包括煤炭在内的各种物资的运输需求。铁道部一位专家说，我国铁路平均负荷是世界平均水平的4倍，许多铁路线尤其是运煤通道能力早已饱和甚至超饱和。在北煤南运,西煤东运的这种格局下,煤炭生产同煤炭运输之间的矛盾日益显现出来。作为煤炭运输

2、的第四种方式管道输煤被提上议事日程。陕煤集团的煤化工专家认为，铺设输煤管道，可以解决当前国内煤炭运输难的问题。事实上，管道输煤一直是我国煤炭界运输的一个梦想。早在“六五”期间，我国就提出了通过管道实现“西煤东运、北煤南运”的构想。为了开拓这项新技术，当时的国家科委将其列为“六五”期间国家的重点科技攻关项目，并组织了科研、高校、制造等多个部门协同攻关。可是，中国对输煤管道的探索并不顺利。到目前为止，仅有一条管道投入运营，即1997年7月投入使用的山西娄烦尖山煤矿-太(原)钢管道。该管道长104公里，管道直径229mm，年输送能力200万吨。然而，陕西省相关单位在今年的第一季度发布消息称，陕西煤业

3、化工集团(以下简称陕煤集团)将建设全国首条输煤浆长输管线。该线路全长742公里，年输煤浆1000万吨。陕煤集团董事长华炜表示，陕煤集团已规划兴建渭化、陕化、蒲城、彬长、神木等数个煤化工园区。建成后的这3个煤化工园区，每年所需的原料煤将超过1300万吨。如果借公路运输解决3大煤化工园区的原料煤供应问题，将面临运输费用高、运距远、路况差、没有安全保证等风险。为了解决陕煤企业所面临的煤炭运输难题，陕煤集团决定斥资修建一条专用的输煤管道。据华炜介绍，管道输煤本身属于节能、节地、环保项目。与修建同等运力的铁路、公路相比，管道输煤工程的综合投资只有前者的1/31/5，几乎不占用土地，且不会因运输过程的装卸

4、、抛洒造成煤炭损失和环境污染。与目前的铁路、公路运费相比，管道输煤的费用不足0.1元/吨•千米，仅相当于铁路运费的一半和公运费的1/5。陕煤集团煤化工专家分析认为，与公路、铁路运输相比，管道输煤有其先天优势，由于输煤管道将深埋至冻土层以下，因此，管道输煤将不会受到异常极端气候条件的影响，能随时为用户提供可靠的煤炭供应。这对于连续运行的大型化工企业至关重要。所谓管道输煤系统，是由制浆厂、管道与泵站、终端脱水厂三个主要部分构成, 同时还包括供水、供电、通信和自动控制等相关配套设施。具体步骤是：在原煤厂内,初步分选、破碎矿石, 并在泵驳机中加工成粒度、浓度符合管道输送要求的煤水混合浆体(

5、煤水比例各占50%), 然后采用多级泵沾, 把煤浆压入管道, 并选择一定的流速, 以稳流输送方式输送煤浆, 最后利用专门的脱水设备，把煤浆制成含15%左右的粉煤供电厂使用。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

6、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

7、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）

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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1

13、958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。 成品油管道：可以是运送一种油品，也可以是运送多种油

14、品，主要是由炼油厂通往化工厂、电厂、化肥厂、商业成品油库及其他用户之间。我国成品油管道大部分都是管径孝距离近、输送油品单一的管道。只有近期完成的东北地区抚顺至鞍山至大连原油管道改造为成品油管道，管径529毫米、长415.7公里、输油能力400万吨，可输送两种以上成品油；还有青海格尔木至拉萨的非商业性管道改为商业用管道，管径159毫米、长1080公里。这两条成品油管道的投入使用，将是我国成品油长距离输送网建设的良好开端。 天然气管道：是输送气田天然气和油田伴生气的输气管道，由开采地或处理厂输送到城市配气中心，是陆地上大量运输天然气的唯一方式。我国目前天然气田主要在四川，全国现有天然气管道约700

15、0多公里，其中近5000公里在四川；伴生气主产于辽河、中原等东部油田，管道约有2000多公里。我国最长的输气管道为中原油田濮阳柳屯-沧州化肥厂的伴生气管道，管径426毫米，长362公里。 煤浆、矿浆管道是将其粉碎后加水成浆状通过管道运输，世界上第一条煤浆管道是1970年在美国建成投入使用，年输送能力为450万吨。我国仅在厂矿内部短距离少量使用或试用，煤浆等使用管道外运目前尚处于研究阶段。 管道作为一种新型的现代化的运输方式将逐步扩大其使用范围。在建设方面不仅地区成网、国内成网，国际间跨国管道的发展也有相当的势头；在运输货种方面，由现有原油、成品油、天然气扩大到重油、二氧化碳气、沙石等建筑材料等

16、；由于各种性能的货种增加，相应的管道驱动方式多样，输送工艺会更加复杂等。 管道设备系统 管道除了输送石油及其制品以及天然气，还可用于输送其他如矿石、煤炭、粮食等物料。目前，物料的管道运输有两种方案：其一是把散状或粉尘状物料与液体或气体混合后沿管道运输，这种与液体混合的方式叫浆液运输，它适用于煤、天然沥青、砂、木屑、浆料等货种。由于这种方案受物料性质、颗粒大小与重量等因素的限制，运输距离不能太长，同时能耗较多，对管道的磨损也较大。第二种方案是用密封容器装散状物料，放在管道的液流中或用专用载货容器车装散状物料置于管道气流中靠压力差的作用运送物料，这种用容器车进行管道运输的方法能运送大量的不同的货物

17、。 输油管道系统的设备组成及其功能： 长距离输油管由输油站和线路两大部分组成。输油管起点有起点输油站，亦称首站，其主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置。首站的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。 油品沿管道向前流动，压力不断下降，需要在沿途设置中间输油泵站继续加压以便将油品送到终点，为继续加热则设置中间加热站。输油管的终点又称末站，它可能属于长距离输油管的转运油库，也可能是其他企业的附属油库。末站的任务是接受来油和向用油单位供油，所以有较多的油罐与准确的计量系统。 长距离输油管的线路部分包括管道本身，沿线阀室，通过河流、公路、山谷的穿（跨）越构筑物，阴极保护设施，以及沿线的

18、简易公路、通讯与自控线路、巡逻人员住所等。 对低凝固点原油都采用常温输送，而对高凝固点的原油则需采用加热输送。 中国管道运输历史 管道在中国是既古老又年青的运输方式。早在公元前3世纪，中国就创造了利用竹子连接成管道输送卤水的运输方式，可说是世界管道运输的开端。 到19世纪末，四川自流井输送天然气和卤水的竹子管道长达200多公里。但现代化管道运输则自20世纪50年代以来方得到发展。1958年冬修建了中国第1条现代输油干线管道:新疆克拉玛依到乌苏独山子的原油管道，全长147公里。 60年代以来，随大油田的相继开发，在东北、华北、华东地区先后修建20多条输油管道，总长度达5998多公里，其中原油管道

19、5438公里，成品油管道560多公里。主要有:大庆铁岭大连港；大庆铁岭秦皇岛北京；任丘北京；任丘沧州临邑；濮阳临邑；东营青岛市黄岛；东营临邑齐河仪征等。基本上使东北、华北、华东地区形成了原油管道网。此外，新疆克拉玛依乌鲁木齐，广东茂名湛江等地也建有输原油管道。1976年还建成了自青海格尔木到西藏拉萨的1100公里成品油管道。1990年初花土沟格尔木输油管道亦已启泵输油。 我国管道运输面面观 在五大运输方式中，管道运输有着独特优势。在建设上，与铁路、公路、航空相比，投资要省得多。就石油的管道运输与铁路运输相比，交通运输协会有关专家曾算过一笔账：沿我国成品油主要流向建设一条长7000公里的管道，它

20、所产生的社会综合经济效益，仅降低运输成本、节省动力消耗、减少运输中的损耗项，每年就可以节约资金数十亿元；而且对于具有易燃特性的石油运输来说，管道运输更有着安全、密闭等特点。 在油气运输上，管道运输有其独特的优势，首先在于它的平稳、不间断输送，对于现代化大生产来说，油田不停地生产，管道可以做到不停地运输，炼油化工工业可以不停地生产成品，满足国民经济需要；二是实现了安全运输，对于油气来说，汽车、火车运输均有很大危险，国外称之为“活动炸弹”，而管道在地下密闭输送，具有极高安全性；三是保质，管道在密闭状态下运输，油品不挥发，质量不受影响；四是经济，管道运输损耗少、运费低、占地少、污染低。成品油作为易燃

21、易爆的高危险性流体，最好运输方式应该是管道输送。与其他运输方式相比，管道运输成品油有运输量大、劳动生产率高、建设周期短、投资少、占地少、运输损耗少、无“三废”排放、有利于环境生态保护、可全天候连续运输、安全性高以及运输自动化、成本和能耗低等明显优势。 1970年，大庆油田原油产量突破2000万吨，依靠火车运油远远满足不了大庆油田快速发展的需要。为了解决大庆油田被迫限产、关井的难题，国务院于1970年8月3日决定展开东北“八三工程”会战，掀起了中国第一次建设油气管道的高潮。经过5年奋斗，于1975年建成了庆抚线、庆铁线、铁大线、铁秦线、抚辽线、抚鞍线、盘锦线、中朝线8条管线，总长2471公里，率

22、先在东北地区建成了输油管网。 20世纪90年代以来，我国天然气管道得到快速发展，天然气消费领域逐步扩大，城市燃气、发电、工业燃料、化工用气大幅度增长。2004年投产的西气东输工程横贯中国西东，放射型的支线覆盖中国许多大中城市，并于2005年通过冀宁联络线与陕京二线连通，构成我国南北天然气管道环网。忠县-武汉输气管道也于2004年底建成投产。到2005年初步形成西气东输、陕京二线、忠武线三条输气干线，川渝、京津冀鲁晋、中部、中南、长江三角洲五个区域管网并存的供气格局。 我国海底油气管道建设还不到20年时间，管道数量不多，但技术上都达到了国际先进水平。此外，我国还自行设计建成了山西省尖山矿区-太原

23、钢铁厂铁精粉矿浆管道，管道全长102公里，管径229.7毫米，精矿运量200万吨/年，矿浆重量浓度63-65，还有长距离、大口径、高压力煤气管道。 至2003年底，我国油气管道累计长度45865公里，管道长度居世界第六位。其中，原油管道15915公里，天然气管道21299公里，成品油管道6525公里，海底管道2126公里。 “十一五”期间，我国将加快油气干线管网和配套设施的规划建设，逐步完善全国油气管线网络，建成西油东送、北油南运成品油管道，同时适时建设第二条西气东输管道及陆路进口油气管道。 未来10年是我国管道工业的黄金期，除得益于我国经济的持续快速发展和能源结构的改变，建设中的中俄输气管线

24、、内蒙古苏格里气田开发后将兴建的苏格里气田外输管线、土库曼和西西伯利亚至中国的输气管线等，不仅为中国，也为世界管道业提供了发展机遇。 俄罗斯原油管道运输系统 （1）波罗的海管道运输系统（BTC）。 20世纪90年代初，独立后的波罗的海三国对过境的俄罗斯石油制定了高昂的运费，俄为此每年损失数亿美元。为降低对爱沙尼亚、立陶宛和拉脱维亚等输送管线的依赖，俄从1997年正式开始建设波罗的海管道运输系统。管道东起雅罗斯拉夫尔，西到波罗的海边的普里摩尔斯克港，长709千米，将俄罗斯季曼伯朝拉地区、西西伯利亚、乌拉尔和伏尔加河沿岸等地区生产的石油运至列宁格勒州的普里摩尔斯克港，然后再用油轮运至欧洲主要的石油

25、贸易和加工中心。2006年4月工程全部竣工，石油年输送规模将达到6500万吨的最大设计量。俄罗斯能源界人士认为，该管道运输系统有助于维护俄的经济和战略利益。它的建成使俄可以主要通过本国港口出口石油，这不仅节省了俄石油出口的过境费用，还减轻了石油出口对相关国家过境服务的依赖性。该系统的运营商是国有的俄罗斯石油管道运输公司。 （2）友谊管道系统。 俄罗斯原油向欧洲出口主要是通过友谊管道系统。1959年，苏联、捷克斯洛伐克、匈牙利、波兰、民主德国等经互会成员签署了共同建设友谊管道的协议，并于1964年建成该管道。其主干线从俄罗斯中部伏尔加河沿岸的萨马拉州开始向西延伸，途经八个州，最终从布良斯克州进入

26、白俄罗斯。主干线在白俄罗斯的莫济廖夫市形成北部和南部支线，北部支线从白俄罗斯延伸至波兰和德国，南部支线从白俄罗斯经乌克兰延伸至斯洛伐克、捷克和匈牙利，管道单线长度近8900千米。此外，该输油管道从俄罗斯布良斯克州的乌涅恰市还分出一条经过白俄罗斯通往立陶宛和拉脱维亚的支线。 近年来随着俄罗斯石油产量的增加，友谊管道的运输量也在不断增加，2001年为7640万吨，2003年为9780万吨，2004年为11670万吨。通过友谊输油管道，德国每天进口约50万桶石油，约占其日石油消费量的20%；波兰每天进口约53万桶；捷克每天进口约10万桶，约占其日石油消费量的一半；斯洛伐克和匈牙利每天进口分别约为7.

27、6万桶和13.5万桶。 此次俄白油气纷争使俄罗斯更加深刻地意识到推进石油出口线路多元化的重要性。俄工业和能源部长赫里斯坚科指出，这一争端将迫使俄方采取包括加大通过波罗的海管道系统的石油出口量在内的一系列措施，以逐步取代通过白俄罗斯领土对欧洲的石油出口。 （3）萨马拉新罗西斯克管道。 该管道主要是将萨马拉方向来的石油通过国内管网输至俄罗斯在黑海的主要港口新罗西斯克，然后装船经黑海和土耳其海峡外运。 （4）里海财团管道。 里海财团（CPC）由俄罗斯、哈萨克斯坦、阿曼政府和一个由石油生产商组成的财团共同成立。该管道2001年底开始运行，连接哈萨克斯坦的田吉兹油田和俄罗斯的新罗西斯克港，通过黑海出口俄

28、罗斯和哈萨克斯坦的原油。管道长1580千米，年输油能力2800万吨，将来会增加到6700万吨。 （5）中亚方向石油管道系统。 该管道主要是向中亚地区的炼厂供应俄罗斯原油。管道从俄罗斯的乌斯吉巴雷克，经鄂木斯克到达哈萨克斯坦的巴甫洛达尔炼厂、奇姆肯特炼厂，最终到达土库曼斯坦的查尔朱炼厂。 （6）远东太平洋石油管道系统。 2004年12月31日，俄政府总理弗拉德科夫颁布政府令，宣布同意修建从东西伯利亚泰舍特至太平洋港口的输油管道系统。2005年4月26日，俄工业和能源部长赫里斯坚科颁布决定，沿泰舍特斯科沃罗季诺纳霍尔卡分段建设东西伯利亚太平洋管道系统。该管道线路全长约4284千米，建设投资约115亿美元（不含港口建设投资），近期规划年输油量为3000万吨，远期年输油量将达到8000万吨。