|
部管网之间存在着管道不连通等问题，本文仅研究东部原油管网的优化运输流量。受数据获 取限制，本文只对2009 年我国东部原油管网空间优化进行研究。剔除东部管网内的孤立管 道（中朝线我国段、河石新线、阿赛线和东海石油管线）及连通油田输出量仅为20 多万吨 115 的新木新庙线，有37 条原油管道，加上连接东北满洲里口岸至大庆油田的铁路，共计38 条流动通道；选取2009 年与东部原油管网连通的20 个输出量超百万吨的油田及港口（口岸） 作为输出地，32 个石油加工量超百万吨的炼厂作为输入地（图1），建立石油输出、输入地 供需平衡表。资料主要来源于2009 年度我国石油、我国石化的企业年鉴，中海油企业 报告，各油田、炼厂年度企业报告及《国际石油经济》年度总结报告等，进口石油港口数据 120 来源于《我国港口年鉴》2009 年度各油港数据。 图1 中国东部主要油田、港口（口岸）、炼厂 图2 原油输出地-输入地最低单位运费路径及原 油运输通道分布 测算（以大庆油田至锦州石化为例） Fig.1 The distribution of main oilfields-imported Fig.2 The calculation of minimum unit cost path oil seaports，refineries and from crude oil output 125 fields to input fields transportation channels in Eastern China (e.g. from Daqing oilfield to Jingzhou refinery) 1.2 基于运费最低的优化流量计算模型 采用ArcGIS10.1 软件的网络分析模块，首先构建包含原油输出地（油田、港口及口岸）、 130 流动通道和输入地（炼厂）的管道距离矩阵，依据国家发改委关于管道、铁路的石油运费规 范文件[15、16]，将通道距离矩阵转换为原油管道（原油流动通道中只有1 条铁路，为了方便 计算，将满洲里至大庆铁路也与管道一起换算，以下统称为原油管道）运费矩阵；在转换过 程中，考虑了不同管径（直径）管道的运输成本差异，如50 千米以下管道的石油运费，其 720 毫米管径为每年4.5 元/吨，529 毫米管径则为每年6.8 元/吨[15]。然后通过空间分析和网 135 络分析等模块，计算每个输出地i 到输入地j 之间的最低单位运费路径，记录该路径对应的 最低运费cij，建立最低运费矩阵（图2）。并在此基础上，借鉴Dantzig 的运输优化模型[17]， 构建运费最低原则下的线性优化模型，采用Lingo11.0 优化建模软件编写程序[18-20]，对我国 东部原油管道网络进行线性优化。考虑到各炼厂的原油需求量与运输管道的运输量不一定相 匹配，也为了简化计算，本文对各管道的输油量不做限制，模型如下： ΣΣ = = = × m i n j ij ij Min C c x 1 1 140 （1） 对某一输出地i，满足Σ= ≥ n j i ij S x 1 （2） 对某一输入地j，满足Σ= ≤ m i j ij D x 1 （3） 其中，有m 个输出地，每一个供应原油量Si；n 个输入地，每一个需要原油量Dj。Xij 为某一输出地i 运至某一输入地j 的优化运量。 145 2 中国东部原油管网优化流量计算 采用上述模型，计算得到我国东部原油管道网络优化流量结果。总体来看，基于运费最 低，2009 年我国东部原油管道网络的优化运费为58.45 亿元，与实际运费89.24 亿元（计算 得到）相比减少了30.79 亿元，减少成本的幅度达34.5%，说明目前我国原油管网的流通效 率还不够优化，具有较大的提升空间。 150 为进一步分析及评价各管道的具体情况，本文分别计算各管道基于运费最低的优化输油 量，将优化输油量与实际输油量（或设计输油量，两者取其中的较大值）比较，根据两者的 差值大小，将原油管道流通状况分为四种类型（表1）。 表1 原油管道流通类型划分 155 Tab.1 The circulation types classification of different crude oil pipelines 类型 超负荷 良好 负荷不足 无负荷 优化输油量与实际输油量 （设计输油量）差值 >0 =0 <0 无优化输油量 2.1 东北地区原油管网流通状况分析 运用优化流量计算模型，计算得出东北地区各原油管道基于运费最低的优化输油量，与 实际（或设计）输油量比较，分析其流通状况（表2）。 160 表2 东北地区各原油管道流通状况 Tab.2 The circulation condition of Northeast China’s pipelines 管道（铁路）名称 优化输油量 （万吨） 实际输油量/设计输油量 （万吨） 流通类型及差值 （万吨） 庆哈线 301.64 301.64/300 良好（0） 庆铁线（含庆铁复线） 1600.99 3913.98/4700 负荷不足（-3099.01） 长吉新线 716 716/600 良好（0） 铁抚线 1600.99 828/2000 负荷不足（-399.01） 盘鞍线 543.01 100/500 超负荷（43.01） 抚鞍线 43.01 100/500 负荷不足（-456.99） 盘锦线 21.51 654.5/700 负荷不足（-678.49） 绥中海上管线 1432.27 16.06/150 超负荷（1282.27） 铁秦线 1432.27 1407.24/2000 负荷不足（-567.73） 铁大线 0 1238.8/2300 无负荷（-2300） 沈抚线 0 0/350 无负荷（-350） 满洲里->大庆油田铁路 0 1380.96 无负荷（-1380.96） 从表2 来看，庆哈线和长吉新线优化输油量和实际输油量几乎相等，这两条通道流通效 165 率较高，为良好类型；盘鞍线和绥中海上管线则为超负荷类型，尤其绥中海上管线的差值达 到1280 多万吨；其余多数原油管道为负荷不足或无负荷类型。 庆哈线和长吉新线是哈尔滨石化和吉林石化接收原油的唯一通道，只需要满足各自炼厂 的输油需求量，因而其优化输油量与实际输油量完全一致。绥中海上管线的优化输油量中， 含有外输渤海湾油田的1400 多万吨石油，因而比实际输油量提高了1280 多万吨；盘鞍线则 170 由于辽河油田外输抚顺石化40 多万吨石油，因而优化输油量略高于设计输油量。 对负荷不足或没有负荷的管道来说，计算结果反映了目前管道流通效率还不够优化，这 是由于：（1）目前东北地区的油田、港口及口岸的原油供给服务范围过大，不能真正做到 石油资源就近消费，如大庆油田部分原油需要运输上千千米至大连石化消费；而在优化条件 下，大连石化可就近消费大连港进口石油，不需要大庆油田的来油，因而铁大线理论上不需 175 要输送1000 多万吨大庆石油至大连石化。（2）目前东北地区的原油来源地较少，集中于大 庆油田、满洲里口岸和大连港，区内中部的吉林石化、抚顺石化和西南部的锦州、锦西石化 等炼厂需要从较远的大庆和大连等承接来油，增加了运输成本；而在优化条件下，将吉林油 田近600 万吨和渤海湾油田1400 多万吨石油纳入区内石油流动范畴内，提高了原油管网的 运输效率，其中，吉林油田将供应抚顺石化的大部分用油，改变了抚顺石化主要依赖大庆和 180 满洲里来油的状况；渤海湾油田则满足了区内西南部的锦州、锦西及华北燕山石化等地炼厂 的用油；这使得东北地区的原油供需基本平衡，在这种优化情况下，可以不需要从满洲里口 岸通过铁路将原油运至大庆油田。（3）目前东北地区原油管道仍存在一些问题，如沈抚线 的管径较小（377 毫米，远低于东北地区多数管道的720 毫米），因而其输油成本较高，近 年来基本不用。 185 2.2 华北地区原油管网流通状况分析 同样计算得出华北地区各原油管道基于运费最低的优化输油量，与实际（或设计）输油 量比较，分析其流通状况（表3）。 表3 华北地区各原油管道流通状况 190 Tab.3 The circulation condition of North China’s pipelines 管道名称 优化输油量 （万吨） 实际输油量/设计输油量 （万吨） 流通类型及差值 （万吨） 秦京线 658.44 679.06/750 负荷不足（-91.56） 沧津燕线 700.01 737.55/600 负荷不足（-37.54） 港周线 1134.33 1171.87/500 负荷不足（-37.54） 任沧新线 11.48 456.43/800 负荷不足（-788.52） 任京新线 0 50/1000 无负荷（-1000） 任保线 0 0/60 无负荷（-60） 曹津线 0 137.55/2000 无负荷（-2000） 从表3 来看，华北地区所有原油管道均为负荷不足或无负荷类型，表明华北管网的流通 效率普遍不高。 从运费最低角度来看，一方面，华北地区石油源地转变为区内油田和港口，如渤海湾油 195 田及秦皇岛港原油取代了大庆油田及满洲里方向的来油，成为华北地区加工能力最大的燕山 石化（加工量达1000 多万吨）主要来油地；另一方面，天津港的1000 多万吨、大港油田近 500 万吨及华北油田的400 多万吨原油，基本满足了区内炼厂的需求，仅需从胜利油田输入 10 多万吨原油以满足华北石化的小部分需求。而实际上，由于华北各炼厂分属于中石油和 中石化两家公司（这与东北、华东情况不同，东北各炼厂均属于中石油集团，而华东各炼厂 200 均属于中石化集团），各炼厂的来油途径及数量一般按照所属集团的安排，而这种安排不一 定符合运费最低的优化原则，降低了石油流通效率，例如中石化所属的沧州石化，目前多数 来油为同属中石化的胜利油田石油，而非优化条件下中石油公司所属的天津港进口石油。 对无负荷的管道来说，从运费最低的角度来看，随着华东地区原油输入量的大幅减少（由 400 多万吨降至10 多万吨）和华北油田供应附近的华北石化炼厂等原因，使得任保线和任 205 京新线均无需输送原油；与此同时，由于冀东油田原油外运至华北各炼厂的成本较高，作为 冀东油田唯一外运管道的曹津线也不再需要外输原油。 2.3 华东地区原油管网流通状况分析 华东地区各原油管道基于运费最低的优化输油量，与实际（或设计）输油量比较见表4。 210 表4 华东地区各原油管道流通状况 Tab.4 The circulation condition of East China’s pipelines 所属 分区 管道名称 优化输油量 （万吨） 实际输油量/设计 输油量（万吨） 流通类型及差值 （万吨） 东临线（含东临复线） 2783.5 3019.86/2700 负荷不足（-236.36） 临沧线 25.97 365/1000 负荷不足（-974.03） 临济线（含临济复线） 393.7 393.7/260 良好（0） 濮临线 419.81 300/600 负荷不足（-180.19） 中洛复线 709 589/500 超负荷（180） 鲁宁线 1944.02 2021.16/2000 负荷不足（-77.14） 东黄复线 1006.14 1236/1700 负荷不足（-693.86） 胶青线 136.3 136.3/100 良好（0） 东辛新线 0 0/875 无负荷（-875） 广辛线 0 0/500 无负荷（-500） 黄淮 分区 东黄线 0 400.14/1300 无负荷（-1300） 学术论文网Tag：代写硕士论文 代写论文 代写MBA论文 代写博士论文 |
