王朝暉,張永國(guó),賈麗,陳利安

(空軍勤務(wù)學(xué)院 航空軍需與燃料系，江蘇 徐州 221000)

阿拉斯加原油管道橫穿阿拉斯加，全長(zhǎng)1287km，管徑為1220mm，設(shè)計(jì)年輸量8500萬(wàn)噸，1977年竣工投產(chǎn)，是當(dāng)年世界投資最大的工程。工程計(jì)劃4年完成，由于種種原因，歷經(jīng)近10年才建成。從開(kāi)始設(shè)計(jì)到投產(chǎn)運(yùn)行，來(lái)自世界各地的近70000名工程技術(shù)人員參與該項(xiàng)工程。阿拉斯加原油管道從技術(shù)性、系統(tǒng)性、管理性以及立法等方面都開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代管道業(yè)的先河，是一項(xiàng)舉世聞名的精品工程、綠色工程，帶給我們諸多啟示。

1 阿拉斯加的歷史淵源

阿拉斯加位于北美洲的西北端，三面環(huán)海，東面與加拿大接壤。該地區(qū)大部分在北極圈內(nèi)，氣候寒冷、惡劣，不適于人類居住，當(dāng)?shù)卦∶袷怯〉诎踩?。沙俄?741 年派探險(xiǎn)隊(duì)從西伯利亞渡白令海峽登上阿拉斯加，宣布擁有主權(quán)。在沙俄?yè)碛邪⒗辜拥囊话俣嗄觊g，其獲取的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩方面，一是這里的野生動(dòng)物資源豐富，獵殺后，取其皮毛，可制成高檔皮草，銷往歐洲；二是夏季可以在這里的淡水湖中取冰出售。但其付出要遠(yuǎn)大于收益，需派兵駐守，鎮(zhèn)壓印第安人的反抗，教化所謂的野蠻人。

1856年，克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束，沙俄戰(zhàn)敗，國(guó)內(nèi)民眾怨聲載道，經(jīng)濟(jì)處于崩潰邊緣。1861年，遭遇財(cái)政危機(jī)的沙皇亞歷山大二世派特使向美國(guó)“推銷”阿拉斯加。當(dāng)時(shí)的美國(guó)國(guó)務(wù)卿西沃德極力支持這樁買賣，在他的游說(shuō)下，經(jīng)過(guò)辯論，國(guó)會(huì)以微弱多數(shù)票通過(guò)購(gòu)買意案[1]。俄美于1867年3月30日正式簽訂購(gòu)買條約。阿拉斯加總面積151.88萬(wàn)平方公里，720萬(wàn)美元的售價(jià)，相當(dāng)于每平方公里4美元74美分，這是世界近代史上最大的一樁土地買賣。在今天看來(lái)，如此合算的買賣，竟然沒(méi)有得到當(dāng)時(shí)美國(guó)民眾的認(rèn)可，人們諷刺西沃德是大傻瓜，阿拉斯加是西沃德的大冰柜。面對(duì)公眾的不理解，西沃德堅(jiān)定地說(shuō)："把它買下來(lái)，現(xiàn)在確實(shí)沒(méi)有什么用，但許多年后，我們的子孫會(huì)因?yàn)橘I到這塊地從中得到好處。"僅僅過(guò)了七年，西沃德的話就應(yīng)驗(yàn)了，人們首先在這里發(fā)現(xiàn)了黃金，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了石油。如今，海洋魚(yú)類、木材、各種礦產(chǎn)品及旅游逐漸成為阿拉斯加的主要資源和產(chǎn)業(yè)。其特殊的地理位置，為科學(xué)家觀測(cè)和研究地質(zhì)構(gòu)造、極地生物與生態(tài)環(huán)境等提供了一個(gè)極佳的天然實(shí)驗(yàn)室；作為軍事要地，控制白令海峽，防御俄羅斯、日本的戰(zhàn)略價(jià)值，更是難以用金錢來(lái)衡量。

啟示一：成功的政治家一定要有遠(yuǎn)大的目光和堅(jiān)強(qiáng)的意志。他做的決定不能只顧眼前，要考慮整個(gè)國(guó)家、民族及后代子孫的生存發(fā)展；他能夠頂住壓力，堅(jiān)持并實(shí)現(xiàn)自己的主張。

2 原油外運(yùn)方案的確定

1968年，在阿拉斯加瀕臨北冰洋的普拉德霍灣發(fā)現(xiàn)了美國(guó)最大的油田，消息一經(jīng)傳出，參與開(kāi)發(fā)的石油公司的股票價(jià)格飛漲。美國(guó)人在興奮之余，不禁為這些石油的外運(yùn)擔(dān)憂起來(lái)。首先想到的外運(yùn)方式是水運(yùn)，但北冰洋地區(qū)氣溫極低，每年的冰封期很長(zhǎng)，油輪大部分時(shí)間難以通行，即使使用破冰船開(kāi)道，能否通航也是個(gè)未知數(shù)。還有人提出建設(shè)一條橫穿阿拉斯加的管道，將原油輸至常年不凍的瓦爾迪茲港，再裝船運(yùn)至美國(guó)本土。管道縱貫北極圈地區(qū)，經(jīng)過(guò)數(shù)百公里的永凍土地帶，以當(dāng)時(shí)的技術(shù)力量能否建成也沒(méi)有把握。如何保證從未有人類涉足的土地不會(huì)受到破壞？管道建設(shè)會(huì)給野生動(dòng)物帶來(lái)什么影響？都是難以預(yù)測(cè)的問(wèn)題。1969年1月美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)法令開(kāi)始生效，對(duì)建設(shè)阿拉斯加管道提出了更為苛刻的要求。由于環(huán)保問(wèn)題，反對(duì)在阿拉斯加建設(shè)管道的言論不絕于耳。

確定原油外運(yùn)方案的關(guān)鍵在于海運(yùn)的試航，因?yàn)樵嚭娇梢粤⒓催M(jìn)行并能很快得出結(jié)論。如果試航證明海運(yùn)是可行的，那就采用海運(yùn)。如果試航證明海運(yùn)是不可行的，則只有建設(shè)管道，那就只能集中精力，千方百計(jì)解決建設(shè)管道的技術(shù)問(wèn)題。試航的目的是尋找全年可以通航的航線和確定能夠常年通過(guò)北極海域油輪的結(jié)構(gòu)。只有這兩個(gè)問(wèn)題同時(shí)解決才能確定海運(yùn)方案。試航使用的曼哈頓號(hào)油輪是當(dāng)時(shí)世界上裝備最好的油輪，改造費(fèi)用達(dá)到3500萬(wàn)美元，通過(guò)兩次試航，以花費(fèi)5000萬(wàn)美元的代價(jià)否定了水運(yùn)的方案[1]。否定水運(yùn)的主要原因有兩個(gè)。一是東路和西路均會(huì)遇到北冰洋每年近10個(gè)月的封凍期，浮冰可能會(huì)劃破船體，必須采用雙層船體，避免原油泄漏；二是北坡淺海區(qū)冰層時(shí)常移動(dòng)，難以修建穩(wěn)定的深海油輪停靠的碼頭。不進(jìn)行試航是無(wú)法得出這樣的結(jié)論的，直接采用海運(yùn)方案，將陷入難以擺脫的困境。與此同時(shí)，建設(shè)阿拉斯加原油管道的第一個(gè)可行性研究報(bào)告新鮮出爐，這份報(bào)告認(rèn)為以目前的技術(shù)力量在阿拉斯加建設(shè)管道是可行的。至此，原油外運(yùn)方案塵埃落定，開(kāi)始規(guī)劃設(shè)計(jì)阿拉斯加原油管道。

啟示二：重大項(xiàng)目的上馬必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的實(shí)地考察及可行性研究，否則會(huì)帶來(lái)無(wú)法預(yù)知的后果。

3 充分細(xì)致的規(guī)劃設(shè)計(jì)

管道科研工作主要解決管道建設(shè)和運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題，因此，管道科研工作必須先行，規(guī)劃設(shè)計(jì)根據(jù)科研成果后續(xù)推進(jìn)。阿拉斯加管道公司總工程師說(shuō)："通過(guò)大范圍的調(diào)查研究，深入到管道建設(shè)的實(shí)際后，我們發(fā)現(xiàn)，在北極地區(qū)修建大管道遇到的難題，比預(yù)想的要多得多"。阿拉斯加管道在建設(shè)和運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題大多是沒(méi)有先例的，無(wú)法運(yùn)用過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，只有依靠大量的科研工作才能解決。由于歷史原因，管道建設(shè)工程凍結(jié)了近四年時(shí)間。管道公司充分利用工程凍結(jié)期的時(shí)間，借助科研院、所、公司、大學(xué)及部隊(duì)的科研力量，投資6000萬(wàn)美元，開(kāi)展大量有針對(duì)性的科研工作，取得了豐碩的科研成果[2]：

(1)掌握了熱油管道埋設(shè)于永凍土中的五種方法；

(2)攻克了架空管道的主要難題，包括：架設(shè)在永凍土上的支撐架的穩(wěn)定問(wèn)題；架空管道的熱膨脹問(wèn)題；架空管道與支撐架之間的隔熱問(wèn)題；架空管道的保溫問(wèn)題；架空管道施工的裝備問(wèn)題；

(3)解決了地表植物的復(fù)種問(wèn)題；

(4)解決了永凍土上泵站的基礎(chǔ)問(wèn)題；

(5)解決了永凍土中管道的陰極保護(hù)問(wèn)題；

(6)解決了低溫下焊接問(wèn)題；

(7)研究出了管道抗震監(jiān)測(cè)方法。

1974年完成的管道設(shè)計(jì)綜合了五年來(lái)的管道科研成果，完全推翻了1969年的初步設(shè)計(jì)，即使與1971年完成的詳細(xì)設(shè)計(jì)相比也調(diào)整、改進(jìn)了很多。

啟示三：大型管道工程的科研工作一定要在管道規(guī)劃設(shè)計(jì)前進(jìn)行，必須對(duì)管道建設(shè)和今后運(yùn)行中可能發(fā)生的問(wèn)題，做大量針對(duì)性很強(qiáng)的科研工作。問(wèn)題解決得越徹底，帶來(lái)的后遺癥就越少，否則會(huì)在管道運(yùn)行中帶來(lái)意想不到的麻煩。

4 管道建設(shè)中的環(huán)保做法[3]

4.1 成立環(huán)保處

管道公司成立環(huán)保處，下設(shè)兩個(gè)業(yè)務(wù)組，一個(gè)管理魚(yú)類和野生動(dòng)物，另一個(gè)管理空氣、水體及對(duì)土地的污染與破壞。后來(lái)環(huán)保處的責(zé)任范圍又?jǐn)U大到植物，涉及植物恢復(fù)和控制水土流失，并由公司總經(jīng)理授權(quán)負(fù)責(zé)監(jiān)督植物再生工程。

4.2 樹(shù)立管道設(shè)計(jì)新理念

管道設(shè)計(jì)總工程師弗農(nóng)卡丁的設(shè)計(jì)理念是，設(shè)計(jì)-條不會(huì)破壞環(huán)境的管道，運(yùn)行后不會(huì)泄漏，也不需要修補(bǔ)，這就意味著管道要鋪設(shè)更多的架設(shè)段，埋地也只能埋在融化后與凍結(jié)時(shí)同樣穩(wěn)定的永凍土中。這種理念在管道設(shè)計(jì)上是一次革命。

4.3 建設(shè)油氣回收系統(tǒng)

為避免油罐的大小呼吸污染瓦爾迪茲港周圍的大氣環(huán)境，建設(shè)了一套油罐排出油氣回收系統(tǒng)。將油罐上部的氣體收集起來(lái)，避免直接排入大氣中，污染環(huán)境，同時(shí)也減少了損耗。將電廠排出的煙道氣作為惰性氣體來(lái)補(bǔ)充油罐的氣體空間，形成安全的惰性氣體層。油罐發(fā)油時(shí)，用惰性氣體補(bǔ)充油罐的氣體空間；油罐收油時(shí)，惰性氣體自油罐中排出，進(jìn)入集氣系統(tǒng)，如集氣系統(tǒng)滿溢，則排入油氣處理裝置，輸入焚燒爐燒掉。

4.4 建造壓倉(cāng)水處理場(chǎng)

為防止油輪壓倉(cāng)水污染港口水域，建造了壓倉(cāng)水處理場(chǎng)。壓倉(cāng)水先輸至儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)罐內(nèi)存放至少6h，將漂浮至表面的油撇出，輸至原油罐。壓倉(cāng)水經(jīng)化學(xué)處理和空氣浮選，含油量降到百萬(wàn)分之八以下后，方可輸至儲(chǔ)水池。達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的壓倉(cāng)水，經(jīng)管道進(jìn)入水下60～114m，通過(guò)噴嘴注入離岸213～320m的海水中。壓倉(cāng)水處理場(chǎng)每天能處理壓倉(cāng)水130萬(wàn)桶，回收原油1.5萬(wàn)桶。經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益十分顯著。

正是由于以上的環(huán)保做法，使得阿拉斯加原油管道安全運(yùn)行了四十多年，對(duì)阿拉斯加環(huán)境的負(fù)面影響微乎其微，正面影響倒十分巨大，是一個(gè)典型的綠色工程。

啟示四：大型工程建設(shè)一定要堅(jiān)持綠色環(huán)保理念，這關(guān)系到國(guó)家、民族、子孫后代的可持續(xù)性發(fā)展。

[1] 王朝暉，等．修建阿拉斯加原油管道是如何決策的[J]．石油知識(shí)，2011(3)：42-44．

[2] 梁翕章，等．世界著名管道工程[M]．北京：石油工業(yè)出版社.2002：94.

[3] 王朝暉，等．阿拉斯加原油管道如何成為綠色工程[J]．石油知識(shí)，2012(5)：39．