我国管道运输工程发展现状和未来前景

1. 发展概况

中华人民共和国成立以来，特别是改革开放以来，管道运输技术得到了长足的发展。首先在冶金工业和电力工业中，建成了一大批尾矿、灰渣管道输送系统，这主要是短距离管道输送系统。1970年以前，我国仅有 3 条油、气长输管道，全长不足400 km。随着大庆、辽河等油气田的相继开发，为我国管道运输技术的发展带来了契机，建成了一批原油输送管道。随着胜利、大港、华北、中原、新疆油气田的陆续开发，以及海上油气出的开发，我国目前已建成总长度达16.5万km的输油和输气管道，主要送往各主要城市以及相关的炼油厂和化工厂。不仅建成了陆上输油、输气管道，也建成了海底输油、输气管道；不仅建成了原油输送管道，也建成了成品油输送管道。与此同时，也激发和推进了粒状物料的浆体管道输送。由于我国矿山和煤田大多分布在山区和沙漠地带，没有现成的铁路运输条件输出精矿和煤炭，而新建铁路投资高、运营费也高、建设周期长，不得不向管道运输技术找出路，通过管道输出精矿和粉煤。目前我国已建成的精矿输送管道，保证了钢铁工业和磷肥工业对原料的需求。

随着管道运输技术的不断发展，我国管道运输的科技水平也在不断提高，科研、设计和施工已具备了相当的实力，基本可独立承担管道运输工程的设计。我国已具备了完成输油输气管道设计和浆体管道输送设计的能力，主要设备、设施、仪表等均开始了国产化进程，已能用国际质量标准承建大口径、长距离油气输送管道、新型储油罐、储气罐、穿越大型河流以及水下管道施工。

2. 我国管道运输的发展前景

我国西部地区的油气资源极为丰富，是开发西部地区的支柱产业。西气东输管道工程，就是西部大开发中启动的新世纪最大工程。该工程可将新疆天然气储量巨大的塔里木盆地天然气西起轮南，东穿大漠，过太行，越黄河，跨长江，横贯中国腹地，途经九省市自治区直达上海。输送管道全长约4 000 km，总投资达1 396亿元。管道工程投产为新疆以及沿线各省、市、自治区带来巨大的经济效益，是资源和能源的大动脉，有助于改善我国的能源结构，减少大气污染，实现我国经济的可持续发展。我国除了发展原油管道运输之外，还要发展成品油管道运输，形成产— 运— 销相结合的运输网络。我国除了开发陆上油气资源外，还将开发海底油气资源。随着我国加入WTO、经济全球化，一些跨国的油气输送管道也将得到相应的发展，其输送距离更长，投资更大。

为了发展钢铁工业和农业，必须建设可靠的原料基地，包括铁精矿和磷精矿。为了解决边远山区铁矿和磷矿输出精矿的困难，也必须采用管道运输方式。例如，云南省昆钢大红山铁矿位于新平县，由于地形复杂，大部分为崇山峻岭、深沟峡谷，因此采用管道运输是唯一可行的经济合理的运输方案。此项管道输送工程（目前世界上海拔最高的矿浆管道）于2004年10月开工，全长171 km，于2006年12月31日前全部完工。此输送管道建成投产后，可以每年向昆钢输送200～230万t铁精矿。四川省攀钢白马铁矿位于凉山彝族自治州，是攀钢重要的后备矿山，也是国内在建的重点矿山之一，其年运量预计可达560万t，输送管道全长 580 km，采用管道输送精矿同样是唯一可行的经济合理的运输方案。湖北省宜昌市盛产磷矿，是磷肥工业的重要原料，也将建设磷精矿输送管道，年运量约200万t，输送管道全长约 100 km。国内第一条环城输油管线，北京成品油及航煤管道是以燕山石化为起点，连接长辛店、黄村、通州、顺义、沙河五大油库的全封闭式环城输油管线。该管道工程总长度183 km，主干管道沿六环路敷设道分两期建设，分别需穿越房山、丰台、大兴、通州、顺义和昌平6个行政区及河流、铁路、公路等重要设施，2005年已完成通州段（一期）40 km施工建设。2006年计划完成143 km的施工建设，年底达到通油条件。此条环城输油管线建成后，将确保首都机场航煤能源的供应，同时，极大地减少了油罐车对环境的污染，大大提高了成品油输送的安全性和效率。

油气管道建设直接关乎国内能源运输的问题，加上与美国和俄罗斯相比，我国油气管道里程数仍较低。数据显示，2017年美国和俄罗斯管道总里程分别为66.00 万km 和 24.87万km。2020 年我国油气长输管道总里程达到 16.5 万km，仍明显低于美国和俄罗斯2017年的水平。因此，加快建设我国油气管道势在必行。预计随着国家管网公司资产整合完成后，相关建设或将提速，我国油气管道工程建设有望达到2025年规划的目标，“十四五”时期中国油气管道工程建设行业市场容量有望达到 16 835 亿元。

总之，管道运输在我国具有广阔的应用前景，是一项异军突起的新兴产业，与其他运输方式并驾齐驱的格局不会改变。

3. 真空管道运输系统简介

（1）真空管道运输系统介绍。真空管道运输，英文为Evacuated Tube Transportation，缩写为ETT，这是此系统的美国发明人Daryl Oster先生在他的专利中最早使用的名称。早期，国外也有人把它叫作Vacuum Tube Transportation，但现在一般使用Daryl Oster在他的专利文献中所使用的名称（美国专利号：5950543）。由于真空管道运输跟高速磁悬浮列车密不可分的联系，所以我们有时也叫作“真空管道高速磁浮交通”。

地面高速运输系统要克服巨大的空气阻力，当速度超过500 km/h后， 空气阻力就非常巨大，所以人们产生了建设真空管道磁浮线路的设想。

早在20世纪60年代，美国兰德咨询公司和麻省理工学院的专家通过技术分析，设想了一种高速运输工具—— 真空管运输系统，而且预计在 21 世纪可能成为现实。该设想的轮廓是：横贯美国东西，由纽约到洛杉矶修建一条长3 950 km的地下隧道，隧道内抽成相当于1‰ 个大气压的真空，将磁浮系统安装在隧道内；在这种真空管道中，速度可达22 500 km/h，即使采用该理论速度 1/4 的速度，即平均速度6 750 km/h，由纽约到洛杉矶也只要 36 min 30 s的旅行时间。

真空管道运输系统采用先进的真空技术，而且速度会比汽车、飞机甚至导弹还快，其建设成本通过对真空管道运输系统断面与高速铁路断面相比较，不是很高，而且可能十分便宜。因为在同样的设计输送能力下，真空管道运输系统的断面可以比高速铁路小很多。(www.xing528.com)

超级高铁（Pneumatic Tubes）是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，具有超高速、高安全、低能耗、噪声小、污染小等特点。因其胶囊形外表，被称为胶囊高铁，也称飞行铁路、飞速铁路（简称“飞铁”），其列车称为飞行列车。采用磁悬浮+低真空模式。

超级高铁采用“磁悬浮+低真空”模式 。高速飞行列车是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮减小摩擦阻力，实现超声速运行的运输系统。

“超级回路”系统是一套全新的高速运输体系，该运输系统并非以火车厢而是以“铝制胶囊”为运输工具，将“铝制胶囊”置于钢铁管道之中，然后像发射炮弹一样将它发射至目的地。

（2）真空管道运输系统的优越性。真空管道运输是一种新型的运输系统，最新研究资料表明，所需能耗不到当前运输方式能耗的 2%，而安全性更高、速度更快。管中抽成真空，消除了空气阻力，类似飞行器的旅行舱在管道中旅行，或者让旅行舱在无摩擦的磁浮状态运行。真空管道运输是一种非常有效的运输方式，运营费将相当便宜。另外，真空管道运输以连续方式运行，所以可在所期望的任何时候出发，不用担心天气条件。而且具有独特的环保优点，建设真空管道磁浮交通比建设一条公路对环境造成的损害减少95%，对资源的消耗也少得多。就每人·公里运输量而言，磁浮交通对环境的温室效应只有飞机和小汽车的0～2%，对湿地、沼泽地的影响也较小，不会破坏自然水体和蓄水层。

跟现有的运输工具（飞机、火车、汽车等）相比，真空管道磁浮交通具有以下优越性：

① 快速。纽约—洛杉矶，45 min；华盛顿—北京，2 h；本地旅行速度350 km/h，城际间旅行速度1 000 km/h，国际旅行速度大于4 000 km/h。

② 方便。连续运行，可以在任何时候搭乘、旅行，没有时刻表，不需要遵循交通部门制定的出发时间，没有延迟与停止，到任何目的地均为直达。

③ 高效、节能。在一定速度下，只有当前运输能耗的1%，材料节省达90%。

④ 清洁。环境友好，使用可再生能源—— 少量电力，可持续性好， 由于管道中抽成真空，自然形成音屏障，以致无任何对外噪声。

⑤ 安全。消除了相撞的可能性，不受任何气候条件影响，不会因不良天气而中断。

所涉及的各项技术都已投入商业应用，但真正实现真空管道磁浮交通，还需各方面的努力，各项技术的进步。