【正文】 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 研究課題的目的和意義 當(dāng)今社會天然氣已經(jīng)成為不可或缺的能源，而 天然氣輸送與存儲是天然氣應(yīng)用過程中的必不可少的重要環(huán)節(jié)， 由于天然氣的不易存儲特性，管道輸送成為運輸天然氣最 經(jīng)濟 、 有效 的 方法 之一 ，它是天然氣走向市場 、加速能源消費 的重要 手段與 環(huán)節(jié) 。 而提到天然氣的管道運輸就不得不提到我國的 “ 西氣東輸 ” 工程。 我國的天然氣資源大多在西部地區(qū)，而天然氣消費市場主要在東部地區(qū)。為了把西部資源與東部市場結(jié)合起來，國家實施了 “ 西氣東輸 ” 工程 ， 它 是 中國 距離最長、管徑最大、投資最多、輸氣量最大、施工條件最復(fù)雜的天然氣管道。實施西氣東輸工程，有利于促進我國 能源 結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，帶動?xùn)|、西部地區(qū) 經(jīng)濟 共同發(fā)展，改善長江三角洲及管道沿線地區(qū)人民生 活質(zhì)量，有效治理大氣污染。這一項目的實施，為西部大開發(fā)、將西部地區(qū)的資源優(yōu)勢變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢創(chuàng)造了條件，對推動和加快西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。 輸氣管道建設(shè)以天然氣市場為導(dǎo)向，管道的實際輸氣量決定于供氣市場發(fā)育程度。管道建設(shè)要重視天然氣市場的開拓，以避免由于市場發(fā)育不足，使管道在長時間內(nèi)以低負(fù)荷運行，影響管道效益。例如趙墩 — 營房輸氣管道最終需要將氣源輸送至用氣大省山東， 而 山東省利用天然氣的歷史較早，隨著勝利油田的開發(fā)建設(shè)，天然氣在黃河三角洲部分區(qū)域開始推廣使用。在 2020 年以前，全省天然氣的利用水平 非常低，利用總量一直維持在年 10 億立方米左右的水平，以勝利油田的伴生氣為主，中原油田有少量的氣供給菏澤市的個別縣區(qū)。勝利油田年產(chǎn)天然氣約 9 億立方米，有近 3億立方米的天然氣供齊魯石化公司第二化肥廠生產(chǎn)尿素，其余部分一直以勝利油田自產(chǎn)自銷滿足生產(chǎn)需要和當(dāng)?shù)鼐用裆钣脷鉃橹?。近幾年來，隨著中國石油、中國石化 、中國海油等三大公司在山東天然氣市場開發(fā)力度逐步加大和眾多燃?xì)夤驹谥行〕鞘蟹e極開辦燃?xì)鈽I(yè)務(wù)，全省天然氣利用發(fā)展迅速。截至 2020 年底，全省已建成天然氣輸氣干線管道 2173 公里，支線管道 740 公里，全省已有 16 個地級市通上了管道天然氣（日照管 道天然氣正在建設(shè)中），通過管道天然氣、 CNG 和 LNG 等方式利 用上天然氣的縣（市、區(qū)）已達到 105 個，占全省 140 個行政縣（市、區(qū)）的 75%，其中利用上管道天然氣的縣（市、區(qū)）已達 95 個，占全省 140 個縣（市、區(qū)）的 68%。2020 年全省利用天然氣 億立方米，預(yù)計占全省一次能源消費總量的比重達到%。山東省天然氣管網(wǎng)通過多年的建設(shè)和發(fā)展，已初步形成以 “一橫四縱 ”為主干輸氣管線及若干支干輸氣管線，東西橫貫，南北交錯，覆蓋全省 16 個市地，通達 95 個西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 縣（市、 區(qū)）的天然氣供氣網(wǎng)絡(luò) ， 全省干線長度 2173 公里，支干線長度 740 公里，主干線和支干線總長度 2913 公里 。 山東省輸氣 主干線 為 中原油田 濟南 淄博 青島輸氣管線 ，它 是目前橫貫山東東西的主干線輸氣管線。其中中原油田 濟南段管線是在原中原油田 —臨邑原油外輸管線的基礎(chǔ)上，于 1999 年進行輸氣改造，同年年底建成投運 ； 管線起于濮陽柳屯配氣站，終于濟南市東北郊濟南門站。改造后的中原至濟南輸氣管道長 273 公里，管徑為 377毫米，由油田配氣站至濮陽再經(jīng)聊城分輸站送至濟南，設(shè)計壓力為 兆帕，設(shè)計年輸氣量為 10 億立方米，該管 道隸屬中國石化集團公司，通過該管線實現(xiàn)向聊城、濟南供天然氣。濟南 淄博 青島段管線于 2020 年開工建設(shè)， 2020 年建成，全長 382 公里，管徑 508 毫米，設(shè)計壓力 兆帕 ， 設(shè)計年輸氣量 21 億立方米，由中國石化控股建設(shè)。通過該管線實現(xiàn)了向濟南、淄博、濰坊和青島等膠濟沿線上的經(jīng)濟較為發(fā)達的城市供氣。四縱管線主要是河北安平 濟南 曲阜 濟寧線、冀寧聯(lián)絡(luò)線 山東段 、 中原油田 滄州線和滄州 淄博線。第一縱為中國石化集團公司的河北安平 濟南 曲阜 濟寧線： 2020 年 9 月，中石化控股建設(shè)安平 —濟南天然氣管線，氣源主要為 鄂爾多斯天然氣。鄂爾多斯大牛地天然氣通過陜京二線轉(zhuǎn)輸至河北安平后，再經(jīng)安平 —濟南管線輸送至濟南，途經(jīng)河北安平、聊城市的高唐、德州市齊河的宣章屯。 管線長度 250公里，管徑 711 毫米，設(shè)計壓力 兆帕，設(shè)計年輸氣量 30 億立方米。為了開拓南部市場，同年，中石化把安平 濟南管線向南延伸， 控股建成了濟南 曲阜 濟寧管線，目前主要由安濟線供氣，管道工程總長 212 公里，年輸氣能力 8 億立方米，設(shè)計壓力為 4 兆帕，管線規(guī)格 508 毫米。途經(jīng)宣章屯分輸站、長清分輸站、泰安分輸站、曲阜分輸站、濟寧分輸站。第二縱為中國石油集 團公司的冀寧聯(lián)絡(luò)線。該管線南起江蘇儀征青山分輸站，北連河北安平分輸站，連接西氣東輸?shù)木€和陜京二線輸氣管道。線路全長 874 公里，設(shè)計壓力 10 兆帕，設(shè)計年輸氣量 100 億立方米。冀寧聯(lián)絡(luò)線山東段，其中北段途經(jīng) 德州、濟南、泰安市，管線長度 167 公里，管徑 1016 毫米，設(shè)計壓力 10 兆帕，年設(shè)計供氣能力 110 億立方米；南段途經(jīng)泰安、濟寧 、 棗莊市，管徑 711 毫米，設(shè)計壓力 10 兆帕，管線長度 243 公里，設(shè)計年供氣能力 60 億立方米。該管線主要向濟南、泰安、濟寧和棗莊供氣。第三縱為中國石油集團公司的中原油田滄州線。中原 油田滄州輸氣管線是我國第一條長距離大口徑高壓天然氣管道，始建于 1985 年 3 月， 1986 年 8 月建成投產(chǎn)。管道起自河南省濮陽市的柳屯鎮(zhèn)，終到河北省滄州市化肥廠。途經(jīng)河南濮陽、山東 聊城、德州、河北泊頭、滄州三省五市。管線全長 362 公里，其中河南省境內(nèi) 11 公里、山東省境內(nèi) 242 公里、河北省境內(nèi) 109公里。管道干線管徑 426 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，設(shè)計年輸氣能力 6 億立方米。第四縱為中國石油集團公司控股的滄州 淄博線。該管線起 始于河北省滄州市，途經(jīng)河北滄州市、山東德州市、濱州市、淄 博市 2 省 4 市 9 縣區(qū)，全長 214 公里 ， 2020年 3 月建成投產(chǎn)。管徑 508 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，設(shè)計年供氣能力 億立方米。西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 全線在滄州、淄博和惠民分設(shè)首站、末站和清管站各一座，閥室 9 座，陰級保護站 3座。目前管道由中國石油天然氣股份有限公司與山東石油天然氣股份有限公司雙方共同出資設(shè)立的山東中油天然氣有限公司管理。該管線主要向德州、濱洲和淄博供氣。充分利用中海油渤海氣田的天然氣資源，中海油與煙臺市地方政府合資建設(shè)了萊州 龍口 煙臺管線，形成了膠東半島局域供氣網(wǎng)絡(luò)。萊州 龍口 煙臺管線位于煙臺境內(nèi)，氣源為中海油渤海南氣田，從龍口屺姆島 上岸，管線由中海油與煙臺市合資公司 中世天然氣有限公司建設(shè)、運營，管線長度 190 公里，管徑 457 毫米 ， 設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 8 億立方米。 山東省輸氣支線 依托 “一橫四縱 ”主干線，配套延伸建設(shè)了多條支干線，主要包括：淄博 萊蕪線、東明 菏澤線、聊城 泰安線、禹城 濟陽線、滕州 臨沂線、煙臺 威海線、萊州 膠州線、膠州 黃島線以及勝利油田給齊魯石化供氣的孤島 東營 辛店管線。管線覆蓋了除日照市外全省其他 16 個地級市，支干線總長度 740 公里。淄博 萊蕪線，由中石化控股建設(shè)，途經(jīng)淄博、萊蕪市，該管線長度 108 公里，管徑 356 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 億立方米。東明 菏澤線，建于 1988 年，位于菏澤市境內(nèi)，由菏澤中油燃?xì)庥邢薰竟芾磉\營，氣源為中原油田天然氣，管線長度 23公里，管徑 219 毫米，設(shè)計壓力 兆帕，年設(shè)計供氣能力 1 億立方米。 聊城 泰安線，從中原油田 濟南管線聊城東昌府區(qū)北場集分 輸站接入，由中石化控股建設(shè)，途徑聊城、泰安市，管線長度 118 公里，管徑 毫米，設(shè)計壓力 兆帕，年設(shè)計供氣能力 1 億立方米。禹城 濟陽線，自中石油冀寧聯(lián)絡(luò)線接入，由濟南市公共事業(yè)投資公司控股建設(shè) ，管線長度 43 公里，管徑 406 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 6 億立方米。滕州 臨沂線，屬于中石油冀寧聯(lián)絡(luò)線的支線，途徑棗莊、臨沂市，管線長度 87 公里，管徑 406 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 億立方米。該管線的建成為日照市從臨沂市就近引入管輸天然氣提供了有利條件。煙臺威海管線，該管線主要利用中海油自煙臺龍口上岸的渤海天然氣，在牟平與龍口 煙臺輸氣主管道對接。管線長度 51 公里，管徑 323 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 6 億立方米。萊州 膠州線， 2020 年 12 月，中世公司與 中石化達成戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，中石化授權(quán)中世公司為其在煙臺地區(qū)天然氣的唯一經(jīng)銷商，由其建設(shè)萊州 膠州管線，并與中世公司管線對接。 2020 年至 2020 年由中世公司每年向中石化供氣，2020 年以后由中石化在中海油每年計劃停產(chǎn)維修期間，向煙臺市反輸一定量的天然氣保民用。管線長度 107 公里，管徑 457 毫米，設(shè)計壓力 4 兆帕，年設(shè)計供氣能力 億立方米。膠州 黃島線，由中石化控股建設(shè)，管線長度 61 公里，管徑 273 毫米，設(shè)計壓力 兆帕，年設(shè)計供氣能力 億立方米。主要是為青島大煉油供氣，提供制氫原料。孤島 東營 辛店管線，該管線長 142 公里，管徑為 426 毫米和 529 毫米，設(shè)計壓力 兆帕，年輸氣能力 4 億立方米，主要為齊魯石化供應(yīng)天然氣。由于勝利油田天然氣產(chǎn)量（東營區(qū)域內(nèi)）呈下降態(tài)勢，隨著東營市城市生活用氣和工業(yè)用氣的西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 逐年增加，勝利油田向齊魯石化年供氣計劃已由原來的 2020 年的 億立方米下調(diào)到 2020 年的年供氣 億立方米和 2020 年的年供氣 億立方米。 山東省作為西氣東輸工程的樞紐之一，一直在中國能源領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位，尤其是天然氣市場潛力巨大。自 2020 年底以來，中石油、中石化、中海油 三大石油公司陸續(xù)向山東省天然氣市場投入數(shù)十億元資金用于西氣東輸干支線、濮陽油田至山東復(fù)線及中海油渤海氣田登陸等工程的建設(shè)。三大油企如此一致的舉動使山東天然氣市場呈幾何裂變之勢增長，也說明了屬于山東天然氣市場的繁榮已經(jīng)到來。 中石油西氣東輸山東段被稱為“現(xiàn)代能源的京杭大運河”，之所以會有如此稱呼是因為它是國家西氣東輸工程續(xù)建的重點項目，并能將西氣東輸管道與陜京二線管道相連，以使南北氣源連通起來；而作為長期盤踞山東天然氣市場的中石化也不甘落后，他們在山東已經(jīng)投資超過 100 億元，形成了濮陽油田、勝利油田、鄂爾多斯 油田、LNG 氣源儲備庫四個氣源同時向山東供氣的盛況；后起之秀中海油也已經(jīng)進駐煙臺、青島，并開始在山東沿海城市建立液化天然氣項目。 山 東為何成為天然氣巨頭的主戰(zhàn)場呢？據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，山東經(jīng)濟的高速發(fā)展，讓三大天然氣巨頭對山東天然氣未來市場充滿樂觀。山東是一個經(jīng)濟大省，也是能源消費大省，但能源消耗結(jié)構(gòu)仍較滯后，煤炭比重占 70%，天然氣僅占 2%左右 ， 每年天然氣用量不到 5 億立方，而有關(guān)部門分析預(yù)測， 2020 年前山東全省的天然氣需求量將達到每年 80 億～ 100 億立方。到那時，山東將成為長江以北僅次于京津的第二大天然氣下 游市場。由于地處沿海，又夾在中石油、中石化兩大公司的勢力范圍中間，因此成為三大巨頭爭奪的焦點 。 根據(jù) 中國石化天然氣 山東 分公司 統(tǒng)計表明， 該 公司 天然氣接收、供銷任務(wù) 已經(jīng) 全面完成 ， 淄博至萊蕪、安平至濟南、曲阜至濟南三條天然氣管道相繼投產(chǎn)運營，總長552 公里，外輸氣量由 億立方米猛增至 億立方米，增幅達 30%以上，進一步滿足了山東市場對天然氣的需求。 近年來中石化 加快了天然氣管網(wǎng)的投產(chǎn)步伐。淄博至萊蕪管線正式投產(chǎn)送氣，使天然氣順勢挺進魯中南；安平至濟南線投產(chǎn)試運，使鄂爾多斯天然氣正式進入山東管網(wǎng)；曲阜至濟南 管線一次投產(chǎn)成功，為構(gòu)建完善的天然氣管網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)。鄂爾多斯天然氣的引進，大大提高了山東天然氣管網(wǎng)的調(diào)峰能力， 150 萬立方米以上的可調(diào)控能力在冬季供氣運行過程中見到明顯效果。目前，該氣源已成為山東天然氣管網(wǎng)的主力氣源。 隨著三條管道的相繼投運，山東天然氣市場建成了輻射山東、河南、河北 3 省12 個地市，兩橫兩縱環(huán)狀長達 1300 公里的輸氣管網(wǎng)；中原油田、勝利油田、中海油、鄂爾多斯天然氣的引進，為山東天然氣市場注入了勃勃生機。在此基礎(chǔ)上，該 中石化乘勝出擊，共組織投產(chǎn)了萊蕪站、莘縣站、圣井站等 7 個輸氣站，從而有力地拓 寬了西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 中國石化在山東市場的供氣范圍，其中濟南站的投產(chǎn)，實現(xiàn)了安濟線、濟青線和中濟線的大連通，為平衡山東管網(wǎng)的壓力起到了重要作用 。 2020 年 在將陜京二線和西氣東輸二線通過冀寧聯(lián)絡(luò)線和泰安支干線接入山東之后，中石油集團公司更進一步切入了山東省境內(nèi)的天然氣管網(wǎng)建設(shè)。該管網(wǎng)項目估算總投資約 億元。分析人士指出，山東的油、氣兩個市場都呈現(xiàn)出巨頭云集、硝煙彌漫的態(tài)勢，中石油作為后來者擴張勢頭猛烈。 2020 年 9 月 28 日 ， 中石油集團與山東省政府簽署合作文件，共同投資成立山東天然氣管網(wǎng)合資公司。當(dāng)日，泰安至威海段 管道工程在泰安高新區(qū)開工