파이프라인 전송

Pipeline transport
호주의 광산 현장의 HDPE 파이프라인.

파이프라인 운송은 일반적으로 소비를 위해 파이프 시스템을 통해 액체 또는 가스를 시장 지역으로 장거리 운송하는 것입니다.2014년의 최신 데이터는 세계 [1]120개국의 총 2,175,000마일(3,500,000km)보다 약간 적은 송유관을 제공합니다.미국은 65%, 러시아는 8%, 캐나다는 3%로 전체 파이프라인의 76%가 이들 [1]3개국에 있었다.

Pipeline and Gas Journal의 전 세계 조사 수치는 11만8천623마일(190,905km)의 파이프라인이 계획 중이며 건설 중에 있음을 보여준다.이 중 88,976마일(143,193km)은 계획 및 설계 단계의 프로젝트를 나타내며, 29,647마일(47,712km)은 다양한 건설 단계의 파이프라인을 반영합니다.액체와 가스는 파이프라인으로 운반되며 화학적으로 안정된 물질은 [2]파이프라인을 통해 보내질 수 있다.파이프라인은 원유 및 정제된 석유, 연료(석유, 천연가스 및 바이오 연료 등) 및 기타 유체(하수, 슬러리, , 맥주, 온수 또는 증기 등)의 단거리를 수송하기 위해 존재한다.파이프라인은 물을 마시거나 관개하기 위해 먼 거리를 이동할 필요가 있을 때 또는 증발, 오염 또는 환경에 미치는 영향을 고려하여 운하 또는 수로가 선택하기 어려운 경우에 유용합니다.

송유관은 보통 매립된 강철 또는 플라스틱 튜브로 만들어집니다.석유는 파이프라인의 펌프장에 의해 파이프라인으로 이동된다.천연가스(및 이와 유사한 가스 연료)는 천연가스 액체(NGL)[3]로 알려진 액체에 가압됩니다.천연가스 파이프라인은 탄소강으로 구성되어 있다.수소 파이프라인 수송은 파이프를 통해 수소를 수송하는 것이다.파이프라인은 도로나 철도에 비해 가장 안전한 자재 수송 수단 중 하나이며, 따라서 전쟁에서는 파이프라인이 종종 군사 공격의 [4]표적이 됩니다.

석유 및 천연가스

스위스의 천연가스 파이프라인에 있는 "돼지" 런처/리시버

최초의 원유 송유관이 언제 건설되었는지는 확실하다.파이프라인 수송의 개발에 대한 공적은 1860년대에 펜실베니아 유전에서 오일 크릭의 철도역까지 6마일(9.7km)의 선로에 처음으로 2인치(51mm)의 단철 파이프라인을 건설한 석유 운송 협회에 있습니다.파이프라인은 일반적으로 대량의 석유, 정제 석유 제품 또는 천연가스를 육지로 운반하는 가장 경제적인 방법입니다.예를 들어, 2014년, 원유 파이프라인 수송은 배럴당 약 5달러인 반면, [5]철도 수송은 배럴당 약 10달러에서 15달러이다.트럭 운송은 추가 노동력이 필요하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 완성된 파이프라인의 고용은 트럭 [6]운송 산업의 1%에 불과합니다.

미국에서는 원유와 석유제품의 70%가 파이프라인으로 수송된다.(23%는 선박, 4%는 트럭, 3%는 철도)캐나다에서는 천연가스 및 석유제품의 97%가 [5]파이프라인으로 수송된다.

천연가스(및 이와 유사한 가스 연료)는 천연가스 액체(NGL)로 알려진 액체에 가볍게 가압됩니다.소규모 NGL 처리 설비를 유전 내에 배치할 수 있으므로 부탄과 프로판 액체는 125파운드/제곱인치(860kPa)의 가벼운 압력으로 철도, 트럭 또는 파이프라인으로 수송할 수 있습니다.프로판은 유전에서 석유 굴착기 또는 오일 패치에 사용되는 장비 및 트럭에 사용되는 다양한 설비를 가열하는 연료로 사용될 수 있습니다.EG: 프로판은 가벼운 압력으로 100psi의 기체를 액체로 변환하여 온도에 따라 다르지만 소매점에서 125psi(860kPa) 미만의 속도로 자동차나 트럭에 주입됩니다.파이프라인과 철도 차량은 250psi(1,700kPa)의 속도로 펌핑하기 위해 그 두 배의 압력을 사용합니다.

알래스카 파이프라인의 고가 구간입니다.

수천 개의 천연가스 처리 공장이 유전이나 그 근처에 있기 때문에 프로판을 시장에 수송하는 거리는 훨씬 더 짧습니다.노스다코타, 몬태나, 매니토바, 서스캐처원 가스전에 있는 많은 바켄 분지 석유회사들은 NGL을 분리하여 시추업자들이 소규모 도매업자에게 직접 프로판을 판매할 수 있도록 함으로써 프로판 또는 부탄에 대한 대규모 정유 공장 통제와 가격 책정을 없애고 있습니다.

북미에서 가동을 시작한 가장 최근의 주요 파이프라인은 펜실베니아에서 마셀러스 셰일 가스와 함께 나이아가라 지역 다리를 건너 캐나다 온타리오주로 가는 캐나다 천연가스 라인으로 2012년 가을 현재 전체 천연가스의 16%를 공급하고 있다.온타리오에 있습니다.

2009년 [needs update]유럽으로 가는 러시아의 주요 가스 파이프라인.2022년 러시아 등 2022년 우크라이나 침공 이후 일부 파이프라인의 배송이 중단되거나 논란이 됐다.유럽연합의 가스 분쟁.

이 새로운 미국 공급 천연가스는 캐나다 서부 앨버타 및 매니토바에서 온타리오로 운송되던 천연가스를 대체하기 때문에 가스 공급원에서 소비자까지의 거리가 상당히 짧기 때문에 정부가 규제하는 파이프라인 운송료를 낮춘다.지연과 미국 정부의 규제를 피하기 위해 노스다코타의 많은 중소 및 대형 석유 생산업체들은 캐나다 북부에 송유관을 운영하여 서쪽에서 동쪽으로 석유를 수송하는 캐나다 송유관과 접촉하기로 결정했습니다.이로써 Bakken Basin과 Three Forks 산유업체들은 미국 내 도매시장 한 곳에만 국한되지 않기 때문에 그들의 석유에 대해 더 높은 협상 가격을 받을 수 있다.노스다코타 주 윌리스톤에 있는 노스다코타에서 가장 큰 오일 파트에서 캐나다까지의 거리는 약 85마일 또는 137km에 불과합니다.미국 국경과 매니토바.뮤추얼 펀드와 합작회사는 새로운 석유 가스 파이프라인의 최대 투자자이다.미국은 2012년 가을 LPG로 알려진 프로판을 북미보다 도매가격이 훨씬 높아 유럽에 수출하기 시작했다.또한 노스다코타에서 일리노이까지 송유관이 건설되고 있으며, 일반적으로 다코타 액세스 [7]파이프라인으로 알려져 있습니다.

북미 송유관이 더 많이 건설됨에 따라 LNG, 프로판, 부탄 및 기타 천연가스 제품의 수출이 미국 3개 해안 모두에서 더 많이 발생하고 있다.노스다코타 바켄 지역의 석유 생산량은 2007년부터 [8]2015년까지 600% 성장했습니다.노스다코타 석유회사들은 유조선 철도차로 엄청난 양의 석유를 수송하고 있습니다.왜냐하면 그들은 가장 저렴한 가격으로 석유를 시장에 공급하기 위해, 철도회사는 석유 파이프라인의 정체를 피하기 위해 석유를 다른 파이프라인으로 운반하는 데 사용할 수 있기 때문입니다.또, 석유를 보다 빨리 시장에 내놓기 위해서나, 덜 혼잡한 다른 정유공장으로 운반하기 위해서입니다.그러나 파이프라인은 부피별 운송 수단을 더 저렴하게 제공합니다.

캐나다 엔브릿지는 9호선 동서로 가는 송유관을 확장해 캐나다 서부 역청유를 동쪽으로 [9]수송하는 데 사용하는 것을 신청하고 있다.현재 하루 25만 배럴에 상당하는 송유관에서 하루 100만 130만 배럴로 확대된다.2014년 초까지 서부 석유를 온타리오, 미시간, 오하이오, 펜실베니아, 퀘벡, 뉴욕의 정유공장에 공급한다.뉴브런즈윅은 또 캐나다 서부 원유의 일부를 정제하고 심층수유 ULCC 선적항에서 유럽으로 원유와 정제유를 수출할 예정이다.

해저에 파이프라인을 건설할 수 있지만, 그 과정은 경제적, 기술적으로 까다로운 작업이기 때문에 해상 석유의 대부분은 유조선 선박으로 수송된다.마찬가지로, 천연가스를 LNG의 형태로 운송하는 것이 종종 경제적으로 더 타당하지만, LNG와 파이프라인 사이의 손익분기점은 천연가스의 양과 이동 거리에 [10]따라 달라진다.

시장의 성장

칠레 안토파가스타의 건조한 지역에 있는 가스 파이프.

송유관 및 가스관 건설의 시장 규모는 2008년 경기 침체 이전에 엄청난 성장을 경험했다.2009년에 주춤한 후, 에너지 생산이 [11]증가함에 따라 파이프라인 확장 및 업데이트에 대한 수요가 증가하였다.2012년까지 거의 32,000마일의 북미 송유관이 계획되거나 [12]건설되고 있었다.파이프라인이 구속될 경우 추가적인 파이프라인 제품 운송 옵션에는 항력 감소제 또는 트럭 또는 철도를 통한 제품 운송이 포함될 수 있습니다.

시공 및 운영

송유관은 일반적으로 4~48인치(100~1,220mm)의 내경을 가진 강철 또는 플라스틱 튜브로 제작됩니다.대부분의 파이프라인은 일반적으로 약 3~6피트(0.91~1.83m) 깊이에 매설된다.파이프의 충격, 마모부식으로부터 보호하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다.여기에는 목재 래깅(목재 슬랫), 콘크리트 코팅, 록실드, 고밀도 폴리에틸렌, 수입 모래 패딩, 희생 음극 및 패딩 [13]기계가 포함될 수 있습니다.

원유에는 다양한 양의 파라핀 왁스가 함유되어 있으며, 추운 기후에서는 파이프라인 내에서 왁스가 축적될 수 있습니다.대부분의 경우 이러한 파이프라인은 피깅을 사용하여 검사되고 청소됩니다. 피깅은 파이프라인에서 다양한 유지보수 작업을 수행하기 위해 피깅으로 알려진 장치를 사용합니다.이 장치는 "스크래퍼" 또는 "고-데빌"이라고도 합니다."스마트 피그" ("지능형" 또는 "지능형" 피그로도 알려져 있음)는 찌그러짐, 부식, 균열 또는 기타 기계적 [14]손상으로 인한 금속 손실과 같은 파이프의 이상을 감지하는 데 사용됩니다.이러한 장치는 피그 런처 스테이션에서 시작되어 라인 내에 축적되어 있을 수 있는 왁스 퇴적물과 재료를 청소하거나 라인 상태를 검사 및 기록하는 등 다른 스테이션 다운스트림에서 수신되는 파이프라인을 통과합니다.

천연가스의 경우 파이프라인은 탄소강으로 구성되며 파이프라인 유형에 따라 직경 2~60인치(51~1524mm)의 크기가 달라집니다.가스는 압축기 스테이션에 의해 가압되며 규제 당국이 요구하는 메르캅탄 냄새제와 혼합되지 않는 한 무취입니다.

암모니아

러시아에서 우크라이나로 가는 세계에서 가장 긴 암모니아 파이프라인

주요 암모니아 파이프라인은 러시아의 TogliattiAzot 시설과 흑해 수출항인 오데사를 연결하는 우크라이나 트란사미아크 라인이다.

알코올 연료

파이프라인은 브라질에서 에탄올 수송에 사용되어 왔으며 브라질과 [15]미국에서는 여러 에탄올 파이프라인 프로젝트가 진행되고 있다.파이프라인에 의한 에탄올 수송과 관련된 주요 문제는 부식성과 파이프라인의 물과 불순물을 흡수하는 경향으로 석유와 [15][16]천연가스에 문제가 없다.부족한 부피와 비용 효율은 에탄올 [16][17]파이프라인의 건설을 제한하는 다른 고려 사항이다.미국에서는 최소한의 에탄올이 파이프라인을 통해 운반된다.대부분의 에탄올은 철도로 운송되며, 주요 대체품은 트럭과 바지선입니다.파이프라인으로 에탄올을 공급하는 것이 가장 바람직한 선택이지만, 물과 용매 특성에 대한 에탄올의 친화력은 전용 파이프라인 또는 기존 파이프라인의 상당한 청소가 필요합니다.

석탄과 광석

때때로 슬러리 파이프라인이 광산에서 석탄이나 광석을 운반하는 데 사용된다.수송할 자재는 파이프라인에 도입되기 전에 물과 밀접하게 혼합되어 있으며, 원단에서는 자재를 건조시켜야 한다.예를 들어 미나스-리오 광산(연간 생산량 2650만 톤)[18]에서 브라질 아수항으로 철광석을 수송할 예정인 525km(326mi) 슬러리 파이프라인이 있습니다.호주 태즈메이니아에 있는 85km(53mi)의 새비지 리버 슬러리 파이프라인은 1967년에 건설된 세계 최초의 파이프라인입니다.새비지 강 [19][20]위 167m(548ft)에 366m(1,201ft)의 다리 경간이 있습니다.

수소

수소 파이프라인 수송은 수소 인프라의 일부로 파이프를 통해 수소를 수송하는 것입니다.수소 파이프라인 수송은 수소 생산 지점이나 수소 공급 지점을 수요 지점으로 연결하는 데 사용되며 운송 비용은 CNG[21]비슷하다는 것이 입증되었다.[22]대부분의 수소는 산업 생산 시설인 160km([23]150마일)마다 수요가 있는 곳에서 생산됩니다.1938년 라인-루르 240km의 수소 파이프라인이 여전히 [24]가동 중이다.2004년 현재 미국에는 900마일(1,400km)의 저압 수소 파이프라인이 있고 유럽에는 930마일(1,500km)의 저압 수소 파이프라인이 있습니다.

물.

앤텔로프 밸리에 있는 로스앤젤레스 수도교입니다.

2천년 전, 고대 로마인들은 물이 목적지에 도달할 때까지 중력이 물을 밀어낼 수 있도록 하는 단계별 수로들을 건설함으로써 더 높은 고도에서 물을 나르기 위해 큰 수로를 사용했다.수백 개의 제분소가 유럽 전역과 다른 곳에 지어졌고, 제분소와 함께 로마 제국의 생명줄로 여겨졌다.고대 중국인들은 또한 공공사업을 위해 수로와 파이프 시스템을 사용했다.유명한 한나라 궁정 내시 장랑(張 (, 189년)은 기술자 비란에게 수도 뤄양(oyang陽)[25] 외곽에 일련의 사각 팔레트 체인 펌프를 건설하라고 명령한 적이 있다.이 체인 펌프는 석기 파이프 시스템으로 [25][26]물을 끌어올려 도성의 궁궐과 거처에 공급했습니다.

파이프라인은 물을 마시거나 관개하기 위해 먼 거리를 이동할 필요가 있을 때 또는 증발, 오염 또는 환경에 미치는 영향을 고려하여 운하 또는 수로가 선택하기 어려운 경우에 유용합니다.

750mm(30인치) 파이프를 사용하여 1903년에 완공된 서호주에 있는 530km(330mi) 골드필드 급수 계획은 당시 [27][28]최대 규모의 급수 계획이었다.

사우스오스트레일리아에서 중요한 송수관 예로는 모건-윌라 파이프라인(1944년 완공)과 Mannum-Adelaide 파이프라인(1955년 완공)이 있으며, 둘 다 대규모 스노우 마운틴 [29]계획의 일부이다.

캘리포니아 주 로스앤젤레스에는 Owens Valley 수도교(1913년 완공)와 제2 로스앤젤레스 수도교(1970년 완공) 두 의 수도교가 있으며, 여기에는 파이프라인의 광범위한 사용도 포함됩니다.

리비아의 Great Manmade River는 트리폴리, 벵가지, 시르테, 그리고 리비아의 몇몇 다른 도시들에 매일 3,680,000 입방 미터 (4,810,000 cu yd)의 물을 공급한다.이 송유관은 2,800km(1,700mi)가 넘는 [30]길이이며 지하 500m(1,600ft) 이상의 대수층을 태우는 우물과 연결되어 있다.

기타 시스템

지역난방

31km[31] 길이의 오스트리아 지역 난방 파이프라인

지역 난방 또는 텔레비전 난방 시스템은 가열된 물, 가압된 온수 또는 때로는 증기를 고객에게 전달하는 절연된 공급 파이프와 리턴 파이프로 구성됩니다.증기는 온도가 높기 때문에 가장 뜨겁고 산업 공정에서 사용될 수 있지만 열 손실이 크기 때문에 생산과 운송의 효율성이 떨어집니다.열전달유는 일반적으로 경제적, 생태학적 이유로 사용되지 않는다.노르웨이의 지역 난방 네트워크에서 [32]볼 수 있듯이, 분배를 통한 열 에너지의 일반적인 연간 손실은 약 10%입니다.

지역난방 파이프라인은 일부 예외를 제외하고 일반적으로 지하에 설치된다.시스템 내에는 피크 부하 수요를 균등하게 하기 위해 열 저장소가 설치될 수 있습니다.열은 어느 시스템에서나 유체가 혼합되지 않고 열 변전소의 교환기를 통해 주거지의 중앙 난방으로 전달된다.

맥주

Thor Pipeline in Randers, Denmark
덴마크 랜더스의 토르 파이프라인

독일 겔센키르헨주요 축구장인 벨틴스-아레나의 바는 5킬로미터(3.1마일) 길이의 맥주 파이프라인으로 상호 연결되어 있습니다.덴마크의 랜더스 시에서는 이른바 토르 맥주 파이프라인이 가동되었다.원래 구리 파이프는 양조장에서 직접 나왔지만 1990년대 양조장이 도시를 벗어나자 토르 맥주가 거대한 탱크로 교체했다.

2016년 9월 벨기에 브루게스에 3km의 맥주 파이프라인이 완공되어 시내 도로의 [33]트럭 통행을 줄였습니다.

소금물

소금 채굴의 오랜 역사로 유명한 오스트리아의 할슈타트 마을은 1595년으로 [34]거슬러 올라가는 "세계에서 가장 오래된 산업 파이프라인"을 포함하고 있다고 주장한다.그것은 할슈타트에서 [35]에벤지까지 40킬로미터(25마일)의 염수를 운반하기 위해 13,000개의 움푹 패인 나무 줄기로 건설되었습니다.

우유

1978년과 1994년 사이에, 15킬로미터의 우유 파이프라인이 네덜란드령 아멜란드 섬과 본토에 있는 홀베르드 섬 사이를 달렸고, 그 중 바덴해 아래 8킬로미터에 있었다.매일, 섬에서 생산된 3만 리터의 우유가 본토에서 가공되기 위해 운송되었다.1994년, 우유 수송은 [36]포기되었다.

해상 파이프라인

경우에 따라서는 송유관이 작은 바다, 해협, [37]강과 같은 물 확장을 건너야 할 수도 있다.많은 경우, 그것들은 완전히 해저에 놓여있다.이러한 파이프라인을 "해상" 파이프라인("잠수함" 또는 "해상" 파이프라인이라고도 합니다.그것들은 주로 기름이나 가스를 운반하는 데 사용되지만 물의 운송 또한 중요하다.[37]오프쇼어 프로젝트에서는 "유동선"[37][38][39]과 파이프라인의 구별이 이루어집니다.전자는 해저 유정, 매니폴드 및 특정 개발 분야 내 플랫폼을 연결하는 데 사용된다는 점에서 필드 내 파이프라인이다.후자는, [38]「수출 파이프라인」이라고도 불리며, 자원을 해안으로 가져오는 데 사용됩니다.해양 파이프라인의 건설과 유지보수는 주로 파도와 해류의 역학, 그리고 다른 지구해저드 때문에 육지와는 다른 물류상의 문제를 내포하고 있다.

기능들

일반적으로 파이프라인은 목적에 따라 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다.

파이프라인 수집
복잡한 네트워크를 형성하는 소규모 상호접속 파이프라인의 그룹으로, 근처의 여러 유정에서 처리 공장 또는 처리 시설로 원유 또는 천연 가스를 운반하는 것을 목적으로 합니다.이 소분류에 속하는 파이프라인은 일반적으로 수백 미터로 짧고 직경이 작다.심해 생산 플랫폼에서 제품을 수집하기 위한 해저 파이프라인도 수집 시스템으로 간주된다.
수송 파이프라인
주로 직경이 큰 긴 파이프, 도시, 국가, 심지어 대륙 사이를 이동하는 제품(석유, 가스, 정제 제품)입니다.이러한 운송 네트워크에는 가스 라인에 있는 여러 압축기 스테이션 또는 원유 및 다제품 파이프라인용 펌프 스테이션이 포함됩니다.
배전 파이프라인
직경이 작은 여러 개의 상호 연결된 파이프라인으로 구성되어 최종 소비자에게 제품을 전달하는 데 사용됩니다.가정 및 기업에 가스를 공급하기 위한 공급 라인.탱크 및 저장 시설에 제품을 배포하기 위한 터미널의 파이프라인은 이 소분류에 포함된다.

개발 및 계획

파이프라인을 건설할 때는 파이프라인의 부설과 펌프/압축소 건설을 위한 토목공사뿐만 아니라 원격조작을 지원하는 현장장치 설치와 관련된 모든 작업을 다루어야 한다.

파이프라인은 "선로권"이라고 알려진 것을 따라 라우팅됩니다.파이프라인은 일반적으로 다음 단계를 사용하여 개발 및 구축됩니다.

  1. 시장 관심도를 결정하는 오픈 시즌: 잠재 고객은 새로운 파이프라인의 용량 권리의 일부를 계약할 수 있습니다.
  2. 토지 취득(특수 도메인)을 포함한 경로(우선권) 선택
  3. 파이프라인 설계:파이프라인 프로젝트는 새로운 파이프라인 건설, 연료 유형 간 기존 파이프라인 전환 또는 현재 파이프라인 경로의 시설 개선 등 다양한 형태를 취할 수 있다.
  4. 승인 획득:설계가 완료되고 첫 번째 파이프라인 고객이 용량을 구입한 후에는 해당 규제기관의 승인을 받아야 합니다.
  5. 경로 조사
  6. 루트 클리어
  7. 트렌칭 – 주요 경로 및 건널목(도로, 레일, 기타 파이프 등)
  8. 파이프 설치
  9. 밸브, 교차로 등의 설치
  10. 파이프 및 트렌치 커버
  11. 테스트:공사가 완료되면 새 파이프라인은 구조적 무결성을 보장하기 위해 테스트를 거칩니다.여기에는 정수압 테스트 및 라인 [40]패킹이 포함될 수 있습니다.

러시아는 파이프라인 부대를 후방 서비스의 일부로 두고 있으며 파이프라인 부대는 파이프라인 건설과 수리를 훈련받고 있다.러시아는 파이프라인 군대를 [41]가진 유일한 나라이다.

미국 정부는 주로 EPA, FERC 등을 통해 청정수법, 국가환경정책법,[42][43] 기타 법률 및 경우에 따라 시법을 준수하기 위해 제안된 파이프라인 프로젝트를 검토한다.바이든 행정부는 각 주와 부족 그룹이 제안된 [44]프로젝트를 평가하고 잠재적으로 차단할 수 있도록 허용하려고 노력해왔다.

작동

필드 디바이스는 계측, 데이터 수집 유닛 및 통신 시스템입니다.현장 계측에는 유량, 압력 및 온도 게이지/송신기 및 필요한 관련 데이터를 측정하기 위한 기타 장치가 포함됩니다.이러한 계측기는 주입 또는 공급 스테이션, 펌프 스테이션(액체 파이프라인), 압축 스테이션(가스 파이프라인), 블록 밸브 스테이션 등 일부 특정 위치에 파이프라인을 따라 설치됩니다.

그런 다음 이러한 필드 계측기에 의해 측정된 정보는 위성 채널, 마이크로파 링크 또는 휴대 전화 연결과 같은 통신 시스템을 사용하여 필드 데이터를 중앙 위치로 실시간으로 전송하는 로컬 원격 단말 장치(RTU)로 수집됩니다.

파이프라인은 일반적으로 "주 제어실"로 알려진 곳에서 원격으로 제어 및 운영됩니다.이 센터에서는 필드 측정과 관련된 모든 데이터가 하나의 중앙 데이터베이스에 통합됩니다.데이터는 파이프라인을 따라 여러 RTU로부터 수신됩니다.일반적으로 파이프라인의 모든 스테이션에 RTU가 설치되어 있습니다.

파이프라인용 SCADA 시스템.

주제어실의 SCADA 시스템은 모든 필드 데이터를 수신하여 일련의 화면 또는 Human Machine Interface를 통해 파이프라인 운영자에게 제시하며 파이프라인의 작동 조건을 보여줍니다.작업자는 라인의 유압 상태를 모니터링하고 SCADA 시스템을 통해 작동 명령(개폐 밸브, 컴프레서 또는 펌프 켜기/끄기, 설정점 변경 등)을 필드에 전송할 수 있습니다.

이러한 자산의 운용을 최적화하고 보호하기 위해 일부 파이프라인 기업은 SCADA 시스템 상단에 설치된 소프트웨어 툴인 이른바 '어드밴스트 파이프라인 애플리케이션'을 사용하고 있습니다.이 툴은 누출 검출, 누출 위치, 배치 트래킹(액체 라인), 피그 트래킹, 컴포지션 트래킹, 프레디(predi)를 수행하는 확장 기능을 제공합니다.ctive 모델링, 미래 예측 모델링, 오퍼레이터 교육 등이 있습니다.

테크놀로지

구성 요소들

델타강 밑과 알래스카 산맥 능선을 가로지르는 알래스카 횡단 파이프라인

파이프라인 네트워크는 여러 개의 장비로 구성되어 있으며, 이 장비들은 제품들을 위치 간에 이동시키기 위해 함께 작동한다.파이프라인 시스템의 주요 요소는 다음과 같습니다.

초기주입소
"supply" 또는 "inlet" 스테이션이라고도 하는 이 스테이션은 제품이 라인에 주입되는 시스템의 시작점입니다.일반적으로 저장 시설, 펌프 또는 압축기가 이러한 위치에 있습니다.
컴프레서/펌프 스테이션
액체 파이프라인용 펌프와 가스 파이프라인용 압축기는 제품을 파이프라인으로 이동시키기 위해 라인을 따라 배치되어 있습니다.이러한 스테이션의 위치는 지형의 지형, 운송되는 제품의 유형 또는 네트워크의 작동 조건에 따라 정의됩니다.
부분배송소
"중간 스테이션"이라고도 하는 이러한 시설은 파이프라인 운영자가 운송 중인 제품의 일부를 배송할 수 있도록 합니다.
블록 밸브 스테이션
이것들은 파이프라인의 첫 번째 보호선입니다.이러한 밸브를 사용하여 작업자는 유지관리 작업을 위해 라인의 모든 세그먼트를 격리하거나 파열 또는 누출을 격리할 수 있습니다.블록 밸브 스테이션은 보통 파이프라인 유형에 따라 48km(20~30마일)마다 배치됩니다.설계 규칙은 아니지만 액체 파이프라인에서는 매우 일반적인 관행입니다.이러한 역의 위치는 운송되는 제품의 특성, 파이프라인의 궤적 및/또는 라인의 운영 조건에 의해서만 달라진다.
레귤레이터 스테이션
이는 작업자가 라인에서 압력을 일부 방출할 수 있는 특수한 유형의 밸브 스테이션입니다.규제기관은 보통 산꼭대기의 내리막 쪽에 위치해 있습니다.
최종납품소
"출구" 스테이션 또는 터미널로도 알려진 이곳은 제품이 소비자에게 배포되는 곳입니다.액체 파이프라인의 탱크 터미널 또는 가스 파이프라인의 배전망 연결일 수 있습니다.

누출 감지 시스템

송유관이나 가스관은 거의 모든 나라의 경제 발전에 있어서 중요한 자산이기 때문에 자산의 안전과 이러한 파이프라인이 가동되는 인구와 환경을 확보하기 위해 정부 규제나 내부 정책에 의해 요구되어 왔다.

파이프라인 기업은 정부 규제, 환경 제약 및 사회 상황에 직면해 있습니다.정부 규정에는 운영 안전을 보장하기 위해 필요한 운영, 운영자 교육 요건, 파이프라인 설비, 기술 및 애플리케이션을 실행하기 위한 최소 인력이 정의될 수 있다.예를 들어, 워싱턴 주에서는 파이프라인 운영자가 15분 이내에 최대 유량의 8%의 누출을 감지하고 찾을 수 있어야 합니다.사회적 요인도 파이프라인 운영에 영향을 미친다.제품 도난은 파이프라인 회사에도 문제가 될 수 있습니다.이 경우 검출 레벨은 최대 흐름의 2% 미만이어야 하며 로케이션 정밀도에 대한 기대가 높아야 합니다.

물리적으로 회선을 걷는 것부터 위성 감시까지 파이프라인을 감시하기 위한 다양한 기술과 전략이 구현되었다.파이프라인을 누출로부터 보호하기 위한 가장 일반적인 기술은 Computational Pipeline Monitoring(CPM; 계산 파이프라인 모니터링)입니다.CPM은 압력, 흐름 및 온도와 관련된 필드 정보를 가져와 운송 중인 제품의 유압 동작을 추정합니다.추정이 완료되면 결과를 다른 필드 참조와 비교하여 누출과 관련된 이상 또는 예기치 않은 상황의 존재를 탐지합니다.

미국석유연구소는 액체 파이프라인에서 CPM의 성능과 관련된 몇 가지 기사를 발표했다.API 매뉴얼은 다음과 같습니다.

  • RAM 1130 – 액체 파이프라인의 컴퓨터 파이프라인 감시
  • API 1149 – 파이프라인 변수의 불확실성과 누출 검출에 미치는 영향

도로나 철도 밑을 통과하는 파이프라인은 일반적으로 보호 케이스에 둘러싸여 있습니다.이 케이스는 인화성 가스 또는 부식성 물질의 축적을 방지하고 케이스 내부의 공기를 샘플링하여 누출을 탐지할 수 있도록 하기 위해 대기로 배출됩니다.지면에서 돌출된 파이프인 케이스 벤트는 종종 케이스 벤트 [45]마커라고 불리는 경고 표시 역할을 합니다.

실행

온도 변동이 적기 때문에 파이프라인은 일반적으로 지하에 부설됩니다.파이프라인은 보통 금속이기 때문에 날씨 [46]변화에 따라 발생할 수 있는 팽창과 수축을 줄이는 데 도움이 됩니다.그러나 경우에 따라서는 관교를 타고 계곡이나 강을 건너야 할 수도 있다.중앙 난방 시스템을 위한 파이프라인은 종종 지상 또는 머리 위에 놓입니다.알래스카 횡단 파이프라인과 같은 영구 동토층 지역을 통과하는 석유용 파이프라인은 종종 땅속에서 파이프라인을 가라앉히는 결과를 초래할 수 있는 뜨거운 석유에 의해 얼어붙은 지반이 녹는 것을 방지하기 위해 머리 위로 흐른다.

유지

파이프라인의 유지보수는 캐소드 방호 수준 점검, 도보, 육상 차량, 보트 또는 공기에 의한 건설, 침식 또는 누출 감시, 파이프라인에 부식성 물질이 있는 경우 피그 작동 등을 포함한다.

미국 파이프라인 유지관리 규칙은 연방규제강령(CFR) 섹션, 천연가스 파이프라인의 경우 49 CFR 192 및 석유 액체 파이프라인의 경우 49 CFR 195에서 다룬다.

규정

공원을 관통하는 지하 석유 파이프라인

미국에서는 석유 및 가스 수송에 사용되는 육상 및 연안 파이프라인은 PHMSA(Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration)에 의해 규제됩니다.석유와 가스 생산에 사용되는 특정 해상 파이프라인은 광물 관리 서비스(MMS)에 의해 규제됩니다.캐나다에서 파이프라인은 주 규제당국에 의해 규제되거나 주 경계를 넘는 경우 또는 캐나다에 의해 규제된다.미국 국경, National Energy Board(NEB; 전미 에너지 위원회)에 의해.캐나다와 미국의 정부 규제에서는 매립형 연료 파이프라인을 부식으로부터 보호해야 한다.종종 가장 경제적인 부식 제어 방법은 파이프라인 코팅을 음극 방식 및 파이프라인 모니터링 기술과 함께 사용하는 것입니다.지상에서는 음극 방식으로는 사용할 수 없습니다.코팅이 유일한 외부 보호 장치입니다.

파이프라인 및 지정학

주요 에너지 자원(석유 및 천연가스)을 위한 파이프라인은 단순한 무역 요소가 아닙니다.그들은 지정학국제 안보 문제에도 연결되며, 석유 및 가스 파이프라인의 건설, 배치 및 제어는 종종 국가의 이익과 행동에서 중요한 역할을 한다.파이프라인 정치의 주목할 만한 예는 2009년 초에 발생했는데, 러시아우크라이나 사이의 표면적인 가격 분쟁은 큰 정치적 위기로 이어졌다.러시아 국영 가스회사인 가스프롬은 우크라이나 정부와 협상이 결렬되자 우크라이나에 천연가스 공급을 중단했다.우크라이나에 대한 공급 중단과 더불어 우크라이나를 통과하는 러시아 가스는 거의 모든 남동유럽 공급과 중서유럽 공급 일부를 포함, 중단되었고, 이로 인해 연료로서 러시아 가스에 크게 의존하는 몇몇 국가들에서 큰 위기를 야기했다.러시아는 이 분쟁을 다른 강대국들, 특히 유럽연합이 자국의 "근처 해외"에 간섭하는 것을 막으려는 시도로 이용했다는 비난을 받았다.

석유와 가스 파이프라인은 중앙아시아코카서스정치에서도 중요한 역할을 한다.

위험 식별

딜비트용매 분율은 전형적으로 나프타 벤젠과 같은 휘발성 방향족으로 구성되기 때문에 지상의 유출에 따라 상당히 빠른 운반체 기화가 예상될 수 있습니다. 따라서 이동 속도가 느린 점성 잔류물만 남겨두면 적시에 개입할 수 있습니다.석유화학 증기에 대한 노출을 최소화하기 위한 효과적인 프로토콜이 잘 수립되어 있으며, 파이프라인에서 유출된 기름이 다른 운송업체의 도입(예: 일련의 집중 호우)에 따라 불완전한 교정조치가 이루어지지 않는 한 대수층에 도달할 가능성은 낮다.

지하 환경에 벤젠 및 기타 휘발성 유기 화합물(총칭 BTEX)이 유입되면 파이프라인 누출로 인한 위협이 더욱 커집니다.특히 비가 올 경우 파이프라인 균열로 인해 BTEX가 용해되고 벤젠이 물속에서 평준화되어 혼합물이 대수층으로 스며들게 됩니다.벤젠은 건강많은 [47]문제를 일으킬 수 있으며 음용수에 대해 EPA 최대 오염 수준(MCL)이 5μg/L로 설정되어 있어 발암성이 있습니다.비록 잘 연구되지 않았지만, 단일 벤젠 노출 사건은 급성 [48]발암과 관련이 있다.게다가 가축, 주로 소가 벤젠에 노출되는 것은 신경 독성, 태아 손상, 치명적인 [49]중독과 같은 많은 건강 문제를 야기하는 것으로 나타났다.

지상 파이프라인의 전체 표면을 직접 검사하여 자재 파손 여부를 확인할 수 있습니다.고인 석유는 명확하고 쉽게 발견되며 필요한 수리 위치를 나타낸다.원격검사의 효과는 모니터링 장비 비용, 센서 간 간격, 해석이 필요한 데이터 등으로 제한되기 때문에 매설관의 작은 누출이 감지되지 않을 수 있다.

파이프라인 개발자가 누출에 대한 효과적인 감시를 항상 우선시하는 것은 아닙니다.매설된 파이프는 불만을 덜 유발합니다.주변 온도에서 극단적으로 절연되고 자외선으로부터 보호되며 광열화에 덜 노출됩니다.매설된 파이프는 공기 중의 잔해, 전기 폭풍, 토네이도, 허리케인, 우박, 산성비로부터 격리됩니다.그들은 둥지 새, 발정난 포유동물, 그리고 길 잃은 총탄으로부터 보호됩니다.매설된 파이프는 사고 손상(예: 자동차 충돌)에 덜 취약하며 반달, 파괴자테러리스트가 접근하기 어렵습니다.

노출

이전 연구에서는[50] '최악의 경우 노출 시나리오'가 특정 조건 집합으로 제한될 수 있음을 보여주었다.트랜스캐나다에 의해 개발된 고도의 검출 방법과 파이프라인 차단 SOP에 따르면, 단기간에 벤젠으로 지하수를 오염시키는 실질적이거나 대규모 방출의 위험은 거의 없다.[51]검출, 차단 및 교정 절차는 벤젠의 용해 및 운반을 제한할 수 있습니다.따라서 벤젠의 노출은 검출 한계 미만인 누출로 제한되며 장기간 [50]눈에 띄지 않게 된다.누출 감지는 5초마다 압력 및 체적 흐름을 평가하는 SCADA 시스템을 통해 모니터링됩니다.SCADA 시스템에서 검출할 수 없는 소량(유량 1.5% 미만)을 방출하는 핀홀 누출은 실질적인 [51]유출로 축적될 수 있습니다.핀홀 누출의 검출은 육안 또는 후각 검사, 공중 측량 또는 질량 균형 [51]불일치로부터 이루어집니다.핀홀 누출은 14일의 검사 간격 내에 발견된다고 가정하지만, 눈 덮개와 위치(예: 원격, 깊이)는 탐지를 지연시킬 수 있다.벤젠은 일반적으로 석유의 0.1~1.0%를 차지하며 환경 요인에 따라 변동성 및 용해 정도가 달라집니다.

파이프라인 누출량이 SCADA 검출 한계 이내인 경우에도 파이프라인 운영자가 파이프라인 누출을 펌프 오작동 또는 기타 문제로 잘못 해석하는 경우가 있습니다.2010년 7월 25일 미시간주 마셜에서 발생한 Enbridge Line 6B 원유 파이프라인 장애는 Edmonton의 운영자들에 의해 해당 파이프라인의 딜비트 컬럼 분리에 의한 것으로 생각되었다.칼라마주 강변 습지의 누출은 현지 가스회사 직원이 확인한 지 17시간 만에야 확인됐다.

유출 주파수-볼륨

PHMSA(Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration)는 유출 수를 추정하기 위한 표준 기준 사고 빈도를 가지고 있지만, 트랜스캐나다에서는 개선된 파이프라인 설계, 운영 및 [51]안전성에 기초하여 이러한 가정을 변경했습니다.이러한 가정으로 인해 [50]유출 추정치가 거의 10배 감소했기 때문에 이러한 조정이 정당화되었는지 여부는 논란의 여지가 있다.파이프라인이 오갈랄라 [52]대수층의 247마일(전체 파이프라인 길이의 14.5%)을 가로지르고 전체 파이프라인의 50년 수명을 감안할 때 약 1.6-13.2개의 [50]유출이 대수층에서 발생할 것으로 예상된다.매 14일 동안 13.2회의 대수층 유출 추정치를 통해 50년의 파이프라인 수명 동안 184일의 잠재적 노출이 발생한다.축소된 범위의 최악의 경우 노출 시나리오에서 14일 동안 최대 유량의 1.5%에서 핀홀 누출 부피는 18만9천 배럴 [50]또는 790만 갤런의 오일로 추정되었습니다.PHMSA의 사고 [53]데이터베이스에 따르면 지난 10년간 유출된 총 유출량의 0.5%만이 10,000배럴을 넘어섰습니다.

벤젠 운명과 수송

벤젠이 지하수로 침출되는 시나리오

벤젠은 용해성과 [clarification needed]휘발성이 높은 가벼운 방향족 탄화수소로 여겨진다.온도와 깊이가 벤젠의 휘발성에 어떤 영향을 미치는지는 불분명하기 때문에 물과 [50]평형되기 전에 기름 속의 벤젠(부피당 1% 무게)이 휘발하지 않을 것이라는 가정이 제기되어 왔다.

옥탄올-수분할계수와 이 지역에 대한 100년 강수 이벤트를 이용하여 최악의 경우 75mg/L의 벤젠이 대수층으로 [50]흐를 것으로 예상된다.오갈랄라 대수층의 최대 49억 갤런의 물이 [50]MCL 이상의 농도로 벤젠에 오염될 수 있다고 추정되기는 하지만 지하수 시스템을 통한 플룸의 실제 움직임은 잘 설명되지 않습니다.국무부의 최종 환경영향성명에는 벤젠이 [51]휘발할 것이라고 가정했기 때문에 정량적 분석은 포함되어 있지 않다.

이전의 dilbit 유출 복구 문제

딜빗에 대한 주요 우려 사항 중 하나는 딜빗을 [54]청소하는 데 어려움이 있다는 것입니다.앞서 언급한 Enbridge Line 6B 원유 파이프라인이 2010년 미시간주 마셜에서 파열되었을 때 최소 84만3천 갤런의 딜빗이 [55]유출되었다.누출이 감지된 후, 붐과 진공 트럭이 배치되었다.폭우로 인해 강물이 기존 을 넘어섰고 유출이 저지되기 전에 딜빗이 하류로 30마일이나 떠내려갔다.복구작업은 110만 갤런 이상의 기름과 약 20만 입방 야드의 기름에 오염된 침전물과 파편들을 칼라마주 강으로부터 수거했다.그러나 2012년 [56]10월에도 여전히 기름은 피해 해역에서 발견되고 있었다.

사고 및 위험

파이프라인은 국가의 경제적 안녕을 보장하는데 도움을 줄 수 있으며, 따라서 테러리스트나 전시 적들의 잠재적인 표적이 될 수 있다.화석 연료는 파이프라인, 철도, 트럭 또는 선박을 통해 운송될 수 있지만, 천연 가스는 차량 운송을 경제적으로 하기 위해 압축 또는 액상화가 필요합니다.이들 4가지 모드를 통한 원유 수송의 경우 다양한 보고서에 따르면 파이프라인이 철도나 트럭보다 인명 및 재산 피해를 덜 유발하고 [5]트럭보다 기름을 흘리는 것으로 평가되고 있습니다.

사고

천연가스나 석유와 같은 가연성 물질이나 폭발성 물질을 운반하는 파이프라인은 특별한 안전상의 문제를 야기합니다.부식, 압력 및 장비 고장은 일반적인 원인이지만,[57] 굴착 손상은 파이프라인 부근에 굴착하기 전에 811에 전화하면 피할 수 있는 대표적인 사고 유형입니다.

  • 1965년 – 3월 4일 테네시 가스 파이프라인에 속한 루이지애나주 내치토체스 북쪽에 있는 32인치 가스 전송 파이프라인이 응력 부식 균열 고장으로 폭발하고 불에 타 17명이 사망했다.적어도 9명이 다쳤고, 450피트 떨어진 곳에서 7채의 집이 파괴되었다.이 사고와 그 시대의 다른 사건들은 당시 대통령 린든 B를 이끌었다.존슨은 1967년에 국가 파이프라인 안전 기관을 설립할 것을 요구했다.이 파이프라인은 1965년 고장으로부터 [58][59]불과 280m 떨어진 1955년 5월 9일에도 폭발이 있었다.
  • 1976년 6월 16일 – 캘리포니아 주 로스앤젤레스에서 도로 건설 인부들에 의해 가솔린 파이프라인이 파열되었습니다.휘발유가 이 지역에 뿌려졌고 곧 불이 붙었고, 9명이 숨지고 적어도 14명이 다쳤다.공사 지역의 파이프라인 깊이에 대한 혼란이 사고의 [60]한 요인으로 보였다.
  • 1989년 6월 4일 – Ufa 열차 참사: 러시아 Ufa 인근 LPG 파이프라인에서 두 대의 열차가 불꽃을 일으키며 가스가 누출되었다.적어도 575명이 사망한 것으로 보고되었다.
  • 1998년 10월 17일 - 1998년 Jesse 파이프라인 폭발:나이지리아 니제르 삼각주에 있는 제시에서 석유 파이프라인이 폭발해 마을 주민 약 1,200명이 사망했으며 일부는 휘발유를 청소하고 있었다.
  • 1999년 6월 10일 – 워싱턴 주 벨링엄 공원에서 발생한 파이프라인 파열로 277,200갤런의 휘발유가 방출되었습니다.휘발유가 점화되면서 폭발이 일어나 어린이 두 명과 어른 한 명이 사망했다.파이프라인의 오조작과 이전에 검출되지 않았던 파이프의 파손된 부분이 [61]고장의 원인인 것으로 확인되었습니다.
  • 2000년 8월 19일 - 뉴멕시코주 칼스배드 인근에서 천연가스 파이프라인이 파열되어 화재가 발생.이 폭발과 화재로 일가족 12명이 사망.원인은 [62]파이프라인의 심각한 내부 부식 때문이었다.
  • 2004년 7월 30일 – 벨기에 아쓰(브뤼셀에서 남서쪽으로 30km) 인근 기슬렝기엔에서 주요 천연가스 파이프라인이 폭발해 최소 24명이 사망하고 132명이 부상했으며 일부는 중태였다.
  • 2006년 5월 12일 – 나이지리아 라고스 외곽에서 송유관이 파열되었습니다.최대 200명이 사망했을지도 모른다.나이지리아 석유 폭발을 보세요.
  • 2007년 11월 1일 - 미시시피주 Meridian에서 남쪽으로 약 48km 떨어진 미시시피주 Carmichael 부근에서 프로판 파이프라인이 폭발했습니다.이 사고로 2명이 즉사했고 4명이 부상했다.몇 채의 집이 파괴되었고 60가구가 쫓겨났다.이 파이프라인은 Enterprise Products Partners LP가 소유하고 있으며 텍사스 벨비외에서 노스캐롤라이나 에이펙스까지 운행됩니다.1971년 이전의 ERW 심 용접 파이프 결함에서 결함을 찾을 수 없었던 것이 사고의 [63][64]한 원인이었습니다.
  • 2010년 9월 9일~2010년 San Bruno 파이프라인 폭발:샌프란시스코 국제공항에서 서쪽으로 3.2km 떨어진 크레스트무어 주택가에서 퍼시픽 가스일렉트릭사가 소유한 직경 30인치 고압 천연가스 파이프라인이 폭발해 8명이 숨지고 58명이 다치고 38채의 가옥이 파괴됐다.사용된 배관과 시공의 품질 관리 부실이 [65]사고 요인으로 꼽혔다.
  • 2014년 6월 27일 - 인도 안드라프라데시주 동고다바리구 나가람 마을에서 천연가스 파이프 라인이 파열되어 16명이 사망하고 "[66]집들의 흔적"이 파괴된 후 폭발이 일어났다.
  • 2014년 7월 31일 - 7월 31일 밤 대만 가오슝시에서 지하 가스관에서 발생한 연쇄 폭발 사고가 발생했다.누출된 가스는 몇몇 주요 도로를 따라 하수구를 채웠고 그 결과 발생한 폭발로 인해 수 킬로미터의 노면이 깊은 참호로 변했고 차량과 잔해들이 공중으로 높이 날아올랐고 넓은 지역에 걸쳐 불이 붙었다.최소 32명이 사망하고 321명이 [67][68]부상을 입었다.

타겟으로서

파이프라인은 반달리즘, 사보타주 또는 테러 공격의 표적이 될 수 있습니다.예를 들어 2011년 초부터 2012년 7월까지 이집트와 이스라엘, 요르단을 연결하는 천연가스 파이프라인이 15차례나 [69]공격을 받았다.2019년 멕시코시티 북쪽의 연료 파이프라인이 연료 절도범들이 노선에 침입한 후 폭발했다.적어도 66명이 [70]사망한 것으로 알려졌다.전쟁에서는 파이프라인이 파괴되면 적의 물류를 심각하게 방해할 수 있기 때문에 파이프라인이 종종 군사 공격의 표적이 된다.

「 」를 참조해 주세요.

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