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地下儲油庫——助我國石油儲備實現趕超

編著:中科院地質地球所 星空     來源:https://mp.weixin.qq.com/s/2193ktqi-hylbHZLgOR4Qw

石油是保障國民經濟得以順利發展的重要戰略性資源。

近年來,我國石油進口量不斷上升,石油對外依存度日益加大,預計到2020年,我國石油需求總量將超過7億噸,屆時預計將有70%的石油必須依靠進口,石油安全形勢異常嚴峻。

上世紀末,我國資深專家建議盡快建立國家戰略石油儲備體系,得到了國家的高度重視。根據國家戰略石油儲備規模,預計未來幾十年內我國將有近百座地下油洞庫建成。

今天由小編帶領大家認識一下地下儲油庫。


發展歷程

?     20世紀30年代,為了安全儲備軍用燃油,瑞典人Dr.Hageman提出將石油直接儲存在位于地下水位以下的不襯砌巖洞中,即著名的“瑞典法”。

?     1948年(直至1989年)在斯德哥爾摩郊外的老長石礦內,瑞典國家能源局首次利用巖洞水封原理儲存石油。

?     1949年(儲存至1956年6月),在斯德哥爾摩郊區建立30m3的實驗庫,儲存汽油17.6m3,此間汽油質量和體積沒有變化。

?     1950年,美國建成庫容3000m3地下不襯砌石油液化氣洞庫。

?     20世紀60至70年代,地下水封石洞油庫大規模發展,每年建設幾百萬立方米地下油庫。

?     1973年后,瑞典所有的石油產品均依賴進口,考慮到石油危機的影響,瑞典建成了幾百萬立方米的國家級地下水封儲備庫。

?     1966年至1983年在哥森堡建成總庫容為410×104m3,由四個洞室組成的地下原油庫。

?     1986年日本開始先后在久慈、菊間、串木野建設水封巖洞庫,建成總容積達到500×104m3 。

?     1988年在斯堪的納維亞已建有200多座地下油庫,容量占石油產品總儲量的2/3 ;2006年底,世界最大儲量地下油庫在韓國全羅南道麗水市建成,儲量可達4900萬桶,韓國地下儲存原油庫容達到1830×104m3 。

?     2007年,印度Visakhapatnam建成世界最深LPG儲庫,平均埋深-162m, 最深部分-196m, 總儲量達到12×104m3


優點

地上油庫的消防要求較高,消防投資較大,油庫安全性相對較差,特別是在戰爭狀態下易成為首要的襲擊目標,金屬油罐的造價較高,并壽命相對較短,儲油成本較高。相比于地上油庫,地下油庫的優點如下:

1 造價低

在工程地質、水文地質情況良好的地方建造地下儲庫,其造價明顯低于儲存能力相當的地上儲罐。一般5×104m3 的地下油庫的投資要比地面油庫節省25%的費用。在德國和法國建造地下巖鹽洞油庫造價一般為地面油庫的1/3~1/4,而在美國為1/5甚至更低。

2 節省鋼材

鋼材用量少是地下水封巖洞油罐顯著的特點之一。同時,可減少需引進的設備和材料用量,如特種鋼,還可以節約涂料,簡化維修工作。

3 經營管理費用低

地下油庫,一般都可建成容積較大的儲罐(單罐容積可達到幾十萬立方米),儲罐的個數少,必會減少相應的設備,便于生產管理,降低管理費用。另外,地下油庫堅固耐用、不易損壞,只有少量的地上設備,因此維修量少、維護費用低;與地面油庫相比,一般可減少50%的經營管理費。

4 安全性高

地下油庫埋于地下,油氣散失量小,大大降低了火災和爆炸的危險性,安全可靠、消防設施簡單;抗震能力強,不易毀壞。抗轟炸,有利于戰時防備。據實驗,深6m且有覆蓋物的油庫就能承受一般炸彈的轟炸;深30m的地下油庫可以承受大多數炸彈的直接命中。地下巖鹽洞油庫一般深度在200m以上,所以地下儲庫戰時很安全。國外地下油庫的保險費僅為地面油庫的1/3。

5 占地面積小

地下油庫的地面設施占地面積小,與周圍設施的間距較地面儲罐小,而地下油庫上面的土地還可以進行種植、綠化等。建造地下洞罐時,挖掘出的石渣還可以用作建筑材料。

6 環境效果好

地下水封石洞油罐與地面油罐相比,由于占地面積小,可不破壞自然景觀,操作運行時基本無油氣排放,事故率低,有利于環境保護。

7 裝卸速度快

一般地下油庫建在沿海或沿江地區,油品主要為船運,所用泵的排量比較大,洞罐容量大,因而卸船速度快,可減少港口作業時間。內陸地下油庫建在化工基地附近或油品輸送管道附近,因而也可以使用大輸量油泵。


儲油原理

地下油庫是在天然巖體中人工開挖洞庫或者利用廢棄的礦坑,以巖體和巖體的裂隙水共同構成儲層空間的一種特殊地下巖石建筑,或人工溶鹽建造的巖鹽洞。

地下水封儲油庫就是在地下水位以下的人工鑿巖洞內,利用“水封”的作用儲存油品,由于巖壁中充滿地下水的靜壓力大于儲油靜壓力,油品始終被封存在有巖壁和裂隙水組成的一個封閉的空間里,使油品不會滲漏出去。由于油和水的比重不同,油和水不會相混,同時利用水比油重的原理,將油置于水的包圍之中,只能水往洞內滲,而油不可能往洞外滲漏,油始終處在水墊之上,從而達到長期儲存油品的目的。

巖鹽洞庫與水封巖洞庫儲存油品的原理相同,在工藝操作上略有不同,油品是依靠鹽水的進出來提取或存入。




我國水封儲油庫的發展歷程

?     1973年,在黃島修建了國內第一座容積為15萬立方米的小型地下水封式儲油洞庫。

?     1976年建設第二座地下水封洞庫——浙江象山柴油地下庫,容量為4×104m3

?     80年代,我國又在浙江象山建成了第一座地下成品油庫,但容積僅為4萬立方米,儲存0號和32號柴油。均在花崗巖地層中人工開挖形成,均未采用人工水幕。

?     1998年,汕頭開始投資建設我國第一座地下水封LPG儲庫,容積為20×104m3

?     2002年,在寧波建成了我國第二座地下水封LPG儲庫,容積為50×104m3

?     2008年,在黃島投資建設LPG地下儲庫工程,總庫容為50×104m3

?     2009年,在珠海投資建成了地下水封LPG儲庫,容積為40×104m3

?     2011年,在煙臺投資建設地下儲氣洞庫,總規模為100×104m3

?     當前,我國已開工建設山東黃島300萬方地下水封原油庫、廣東惠州500萬立方地下水封洞庫等大型工程。


我國的石油儲備基地采用地面罐儲庫和地下水封洞庫兩種形式,一期建成的4處石油儲備基地全部為地面罐儲庫,二期開建的8處儲備基地中有4處采用地下水封洞庫形式(山東黃島、遼寧錦州、廣東大亞灣、湛江),目前規劃的國家石油儲備庫三期工程已確定全部建設成地下水封洞庫。

參考文獻

[1]徐至鈞主編.地下油庫應用技術.北京:中國石化出版社.2010.

[2]袁廣祥,尚彥軍,史永躍,郭書太.與地下石油儲備庫有關工程地質問題研究現狀和對策.工程地質學報,2006(06):792-799.

[3]侯硯和,孫煒鋒,陳群策,王寶君,陳少楠.我國某地下油庫預可行性研究地應力測量及其應用分析.地質力學學報,2006(02):197-202.

[4]夏喜林,劉燁.淺談我國地下油庫的建設.石油規劃設計,2004(04):26-27+30-48.

[5]莊志東.淺議地下貯油庫(罐)的防泄漏安全措施和地下水的污染防護.水文地質工程地質,1999(05):32-34.

[6]張秀山.地下油庫巖體裂隙處理及水位動態預測.油氣儲運,1995(04):24-27+34-65+4-5.

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