輸油管道泄漏損失量測(cè)算方法探討

肖桂蘭　單國忠（中國航空油料有限責(zé)任公司吉林省分公司）

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輸油管道泄漏損失量測(cè)算方法探討

肖桂蘭單國忠（中國航空油料有限責(zé)任公司吉林省分公司）

近年來，隨著輸油管道的大量建設(shè)投產(chǎn)，管道輸油方式已經(jīng)成為原油、成品油的重要運(yùn)輸方式；然而，因第三方施工、打孔盜油或其他原因造成的輸油管道泄漏事故時(shí)有發(fā)生，由于缺乏科學(xué)準(zhǔn)確、方便易行的評(píng)估方法，致使輸油管道泄漏損失量無法準(zhǔn)確計(jì)算，給單位的經(jīng)營(yíng)管理、降本增效等工作帶來了較大影響。因此，準(zhǔn)確測(cè)算輸油管泄漏損失量對(duì)強(qiáng)化輸油管道的管理具有重要的作用。提出了采用通過測(cè)量泄漏土壤含油量估算泄漏數(shù)量的方法，以供參考。

輸油管道泄露損失量測(cè)算

1　評(píng)估方法

1.1測(cè)量含油土壤體積

輸油管道泄漏情況大多發(fā)生在野外環(huán)境，泄漏點(diǎn)附近的土壤因此吸收了泄漏的油品而與現(xiàn)場(chǎng)正常土壤存在明顯的區(qū)別，通過測(cè)量含油土壤的面積和深度計(jì)算出含油土壤的體積。

1）測(cè)量出含油土壤的面積。到達(dá)泄漏現(xiàn)場(chǎng)后，采取遠(yuǎn)近結(jié)合觀察的方式，初步了解現(xiàn)場(chǎng)污染土壤情況，并盡可能勾勒出污染區(qū)域草圖。使用面積測(cè)量?jī)x在被污染的土壤區(qū)域環(huán)行一周即可得出被污染區(qū)域面積。當(dāng)沒有面積測(cè)量?jī)x且被污染的區(qū)域面積形狀較規(guī)則時(shí)，可繪出草圖，將污染區(qū)域分割成幾個(gè)近似規(guī)則的幾何形狀，用米尺逐一量出相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出面積。當(dāng)污染區(qū)域有個(gè)別情況如陡坡、溝渠等不便人工測(cè)量時(shí)，也可使用全站儀的測(cè)距功能獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

2）現(xiàn)場(chǎng)含油土壤深度測(cè)量。泄漏面積確定后，根據(jù)泄漏點(diǎn)及周邊環(huán)境進(jìn)行含油土壤深度測(cè)量，測(cè)深時(shí)觀察土壤濕度及味道變化，可開挖含油土壤直到土壤中不含油品為止，記錄下各采樣點(diǎn)深度。

3）現(xiàn)場(chǎng)含油土壤體積計(jì)算。根據(jù)測(cè)量的面積和含油土壤采樣點(diǎn)深度計(jì)算出含油土壤體積。

1.2采集含油土壤

在標(biāo)記的測(cè)深點(diǎn)中選取深度相同或接近的點(diǎn)，并編號(hào)，再次開挖確認(rèn)深度，將被污染的土壤中間部分取出，用密封袋保存，并做好標(biāo)記。取樣時(shí)，盡可能同時(shí)取較實(shí)的土塊和松散的土屑，便于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。

1.3測(cè)量土壤含油率

1）采樣土壤密度估算。將采集的土壤樣本按照編號(hào)分裝在編號(hào)試管中，用天平精確測(cè)量固定體積的土壤質(zhì)量，采用多次測(cè)量取平均值法估算出污染土壤密度。

2）采樣土壤含油率測(cè)量。可采用紅外分光光度法對(duì)采樣土壤含油量進(jìn)行測(cè)算，該方法原理如下：礦物油組分中C—H鍵的伸縮運(yùn)動(dòng)對(duì)紅外區(qū)域某些特征波長(zhǎng)輻射有吸收，故可根據(jù)紅外輻射通過被測(cè)樣品時(shí)在該特征波長(zhǎng)處的吸收情況定量測(cè)定礦物油的含量。由于水和土壤對(duì)紅外輻射具有強(qiáng)烈的吸收作用，所以當(dāng)測(cè)量水中或土壤中礦物油的含量時(shí)，應(yīng)先將礦物油轉(zhuǎn)移至對(duì)紅外輻射沒有吸收的溶液中。紅外分光光度法已被確定為我國檢測(cè)礦物油的國家標(biāo)準(zhǔn)方法之一。

首先用四氯化碳將采樣土壤里的油品進(jìn)行提取，然后使用紅外分光測(cè)油儀進(jìn)行含油量測(cè)定，或?qū)⑻崛∫核椭辆邆錂z測(cè)能力和資質(zhì)的單位進(jìn)行測(cè)定，可以測(cè)量出四氯化碳萃取液中的含油率。再根據(jù)前面測(cè)量出的數(shù)據(jù)計(jì)算出單位質(zhì)量含油土壤的含油率h。

3）油品泄漏損失量計(jì)算。因?qū)Σ蓸油寥阑?yàn)得出單位為g/kg（即每千克土壤中的含油量），因此需測(cè)算出含油土壤總質(zhì)量m。根據(jù)前期所測(cè)算的含油土壤體積V及密度ρ，估算出含油土壤總質(zhì)量m=V×ρ。再由測(cè)得的單位質(zhì)量含油率，可估算出總體泄漏量M=含油土壤總質(zhì)量×含油率。

2　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

某單位輸油管道發(fā)生泄漏后，對(duì)油品泄漏情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、評(píng)估。

2.1現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

油品泄漏現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境為荒地，地勢(shì)南部偏高，泄露現(xiàn)場(chǎng)情況示意圖見圖1。

圖1　泄漏現(xiàn)場(chǎng)情況示意圖

2.2泄漏油品數(shù)量估算方法

2.2.1浸油土壤體積估算

1）荒地污染面積評(píng)估。由于污染土壤現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境為規(guī)則荒地，因此將1#、2#、3#地塊近似為長(zhǎng)方形進(jìn)行計(jì)算（表1）。

表1　污染土壤面積計(jì)算

2）污染土壤體積評(píng)估。在泄漏區(qū)域取如圖1所示的①、②、③、④4個(gè)點(diǎn)測(cè)量深度，估測(cè)深度分別為1、1.5、1.5、1.8 m，將三個(gè)地塊近似按長(zhǎng)方體計(jì)算（表2）。

2.2.2采樣土壤含油量評(píng)估

1）土壤含油量測(cè)量。被污染的土壤采樣經(jīng)四氯化碳萃取后，送至當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表3。

表2　污染土壤體積計(jì)算

表3　檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)，被污染土壤平均含油量為62.34 g/kg（即每1 kg污染土壤中含油62.34 g）。

2）土壤密度測(cè)量方法。將采樣土壤裝入定量容器中，經(jīng)天平稱重，測(cè)得土壤的平均密度為：1.348 t/m3。

3）泄漏污染土壤含油總量評(píng)估。根據(jù)污染土壤總體體積為4950 m3，土壤密度為1.348 t/m3，單位土壤含油量為62.34 g/kg，可以計(jì)算出總體泄漏量m=4950×1.348×62.34=414 970 kg。

因此，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算污染土壤體積及采樣土壤含油量測(cè)評(píng)，該處泄漏現(xiàn)場(chǎng)土壤中可測(cè)算的油品量為415.97 t。

3　結(jié)論

本方法主要采用對(duì)受污染區(qū)域進(jìn)行總體測(cè)算，通過對(duì)采樣點(diǎn)含油量的分析，估算總體泄漏量。在測(cè)量與計(jì)算過程中應(yīng)注意以下問題：在測(cè)量浸油土壤面積和體積時(shí)應(yīng)保證精確，尤其在測(cè)量深度時(shí)，要保證開挖到浸油土壤最低點(diǎn)為止；另外在進(jìn)行化驗(yàn)采樣土壤含油率步驟時(shí)，應(yīng)盡快進(jìn)行，避免因油品揮發(fā)等原因造成數(shù)據(jù)誤差。

本方法可以較準(zhǔn)確地計(jì)算出泄漏進(jìn)入土壤的油品數(shù)量，但無法計(jì)算泄漏到其他介質(zhì)中的油品數(shù)量，例如揮發(fā)的油品數(shù)量，這類損失量的計(jì)算方法還有待于進(jìn)一步研究。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.10.011

2015-04-13）

肖桂蘭，工程師，1987年7月畢業(yè)于黑龍江商學(xué)院（石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)），從事中國航空油料安全管理工作，E-mail：xiaogl@cnaf. com，地址：吉林省長(zhǎng)春市龍嘉國際機(jī)場(chǎng)機(jī)場(chǎng)路3500號(hào)，130000。