1、第十章第十章 管道运输设施与设备管道运输设施与设备第一节第一节 管道运输概述管道运输概述第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备第一节第一节 管道运输概述管道运输概述一、管道运输的概念一、管道运输的概念管道运输管道运输(Pipeline Transport)是用管道作为运输工具的一种是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式，是一种专门由生产地向长距离输送液体和气体物资的运输方式，是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式，是统一运输网中干线市场输送石油、煤和化学产品的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。运输的特殊组成部分。现代管道运输始于
2、现代管道运输始于19世纪中叶，世纪中叶，1865年美国宾夕法尼亚州建成年美国宾夕法尼亚州建成第一条原油输送管道。然而它的进一步发展则是从第一条原油输送管道。然而它的进一步发展则是从20世纪开始的。世纪开始的。随着第二次大战后石油工业的发展，管道的建设进入了一个新的随着第二次大战后石油工业的发展，管道的建设进入了一个新的阶段，各产油国竞相开始兴建大量石油及油气管道。阶段，各产油国竞相开始兴建大量石油及油气管道。20世纪世纪60年代开始，输油管道的发展趋于采用大管径、长距离，并逐渐建年代开始，输油管道的发展趋于采用大管径、长距离，并逐渐建成成品油输送的管网系统。同时，开始了用管道输送煤浆的尝试。成
3、成品油输送的管网系统。同时，开始了用管道输送煤浆的尝试。下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述目前全球的管道运输承担着很大比例的能源物资运输，包括原油、目前全球的管道运输承担着很大比例的能源物资运输，包括原油、成品油、天然气、油田伴生气、煤浆等。其完成的运量常常大大成品油、天然气、油田伴生气、煤浆等。其完成的运量常常大大高于人们的想象高于人们的想象(如在美国接近于汽车运输的运量如在美国接近于汽车运输的运量)。近年来，管。近年来，管道运输也被进一步研究用于解决散状物料、成件货物、集装物料道运输也被进一步研究用于解决散状物料、成件货物、集装物料的运输，以及发展容器式管道输送系统。的运输，
4、以及发展容器式管道输送系统。管道运输是国民经济综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一管道运输是国民经济综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一个国家的能源与运输业是否发达的特征之一。目前，长距离、大个国家的能源与运输业是否发达的特征之一。目前，长距离、大管径的输油气管道均由独立的运营管理企业来负责经营和管理。管径的输油气管道均由独立的运营管理企业来负责经营和管理。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述二、管道运输的特点二、管道运输的特点管道运输主要具有以下特点管道运输主要具有以下特点:1.建设周期短、费用低建设周期短、费用低国内外交通运输系统建设的大量实践证明，管道运输系统的建
5、设国内外交通运输系统建设的大量实践证明，管道运输系统的建设周期与相同运量的铁路建设周期相比，一般来说要短周期与相同运量的铁路建设周期相比，一般来说要短1/3以上。以上。历史上，我国建设大庆至秦皇岛全长历史上，我国建设大庆至秦皇岛全长1 152 km的输油管道，仅的输油管道，仅用了用了23个月的时间，而若要建设一条同样运输量的铁路，至少需个月的时间，而若要建设一条同样运输量的铁路，至少需要要3年时间。新疆至上海市的全长年时间。新疆至上海市的全长4 200 km天然气运输管道，天然气运输管道，预期建设周期不会超过预期建设周期不会超过2年，但是如果新建同样运量的铁路专线，年，但是如果新建同样运量的铁
6、路专线，建设周期在建设周期在3年以上，特别是地质地貌条件和气候条件相对较差，年以上，特别是地质地貌条件和气候条件相对较差，大规模修建铁路难度将更大，周期将更长，统计资料表明，管道大规模修建铁路难度将更大，周期将更长，统计资料表明，管道建设费用比铁路低建设费用比铁路低60%左右。左右。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述2.运量大运量大一条输油管线可以源源不断地完成输送任务。根据其管径的大小一条输油管线可以源源不断地完成输送任务。根据其管径的大小不同，其每年的运输量可达数百万吨到几千万吨，甚至超过亿吨。不同，其每年的运输量可达数百万吨到几千万吨，甚至超过亿吨。3.安全可靠、连
7、续性强安全可靠、连续性强由于石油天然气易燃、易爆、易挥发、易泄露，采用管道运输方由于石油天然气易燃、易爆、易挥发、易泄露，采用管道运输方式优势主要在于式优势主要在于:.既安全，又可以大大减少挥发损耗既安全，又可以大大减少挥发损耗;.同时由于泄露导致的对空气、水和土壤污染也可大大减少，也就同时由于泄露导致的对空气、水和土壤污染也可大大减少，也就是说，管道运输能较好地满足运输工程的绿色化要求是说，管道运输能较好地满足运输工程的绿色化要求;.此外，由于管道基本理藏于地下，其运输过程受恶劣多变的气候此外，由于管道基本理藏于地下，其运输过程受恶劣多变的气候条件影响小，可以确保运输系统长期稳定地运行。条件
8、影响小，可以确保运输系统长期稳定地运行。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述4.占地少占地少运输管道通常埋于地下，其占用的土地很少。运输管道通常埋于地下，其占用的土地很少。运输系统的建设实践证明，运输管道埋藏于地下的部分占管道总运输系统的建设实践证明，运输管道埋藏于地下的部分占管道总长度的长度的95%以上，因而对于土地的永久性占用很少，分别仅为以上，因而对于土地的永久性占用很少，分别仅为公路的公路的3%，铁路的，铁路的10%左右，在交通运输规划系统中，优先左右，在交通运输规划系统中，优先考虑管道运输方案，对于节约土地资源，意义重大。考虑管道运输方案，对于节约土地资源，意义重
9、大。5.耗能少、成本低、效益好耗能少、成本低、效益好发达国家采用管道运输石油，每吨千米的能耗不足铁路的发达国家采用管道运输石油，每吨千米的能耗不足铁路的1/7，在大量运输时的运输成本与水运接近，因此在无水条件下，采用在大量运输时的运输成本与水运接近，因此在无水条件下，采用管道运输是一种最为节能的运输方式。管道运输是一种最为节能的运输方式。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述管道运输是一种连续工程，运输系统不存在空载行程，因而系统管道运输是一种连续工程，运输系统不存在空载行程，因而系统的运输效率高，理论分析和实践经验已证明，管道口径越大，运的运输效率高，理论分析和实践经验已证
10、明，管道口径越大，运输距离越远，运输量越大，运输成本就越低，以运输石油为例，输距离越远，运输量越大，运输成本就越低，以运输石油为例，管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为1:1:1.7。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述6.灵活性差灵活性差管道运输不如其他运输方式管道运输不如其他运输方式(如汽车运输如汽车运输)灵活，主要体现在灵活，主要体现在:.除承运的货物比较单一外，它也不容随便扩展管线除承运的货物比较单一外，它也不容随便扩展管线;.实现实现“门到门门到门”的运输服务，对一般用户来说，管道运输常常要的运输服务，对一般用户
11、来说，管道运输常常要与铁路运输或汽车运输、水路运输配合才能完成全程输送与铁路运输或汽车运输、水路运输配合才能完成全程输送;.此外由于运输量明显不足时，运输成本会显著地增大。此外由于运输量明显不足时，运输成本会显著地增大。管道运输的上述特点，使得管道运输主要担负单向、定点、量大管道运输的上述特点，使得管道运输主要担负单向、定点、量大的流体状货物的流体状货物(如石油、油气、煤浆、某些化学制品原料等如石油、油气、煤浆、某些化学制品原料等)运输。运输。另外，在管道中利用容器包装运送固态货物另外，在管道中利用容器包装运送固态货物(如粮食、沙石、邮如粮食、沙石、邮件等件等)，也具有良好的发展前景。，也具有
12、良好的发展前景。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述三、管道运输的优越性三、管道运输的优越性在五大运输方式中，管道运输有着独特的优势。主要体现在在五大运输方式中，管道运输有着独特的优势。主要体现在:1.在建设上，与铁路、公路、航空相比，投资要省得多在建设上，与铁路、公路、航空相比，投资要省得多就石油的管道运输与铁路运输相比，交通运输协会的有关专家曾就石油的管道运输与铁路运输相比，交通运输协会的有关专家曾算过一笔账算过一笔账:沿我国成品油主要流向建设一条长沿我国成品油主要流向建设一条长7 000 km的管道，它所产生的管道，它所产生的社会综合经济效益，仅降低运输成本、节省动力
13、消耗、减少运的社会综合经济效益，仅降低运输成本、节省动力消耗、减少运输中的损耗输中的损耗3项，每年就可以节约资金数项，每年就可以节约资金数10亿元左右。而且对于亿元左右。而且对于具有易燃特性的石油运输来说，管道运输更有着安全、密闭等特具有易燃特性的石油运输来说，管道运输更有着安全、密闭等特点。点。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述2.在油气运输上，管道运输有其独特的优势在油气运输上，管道运输有其独特的优势(1)平稳、不间断平稳、不间断 对于现代化大生产来说，油田不停地生产，管对于现代化大生产来说，油田不停地生产，管道可以做到不停地运输，炼油化工工业可以不停地生产成品，满足
14、道可以做到不停地运输，炼油化工工业可以不停地生产成品，满足国民经济需要。国民经济需要。(2)安全运输安全运输 对于油气来说，汽车、火车运输均有很大的危险，对于油气来说，汽车、火车运输均有很大的危险，国外称之为国外称之为“活动炸弹活动炸弹”，而管道在地下密闭输送，具有极高的安，而管道在地下密闭输送，具有极高的安全性。全性。(3)保质保质 管道在密闭状态下运输，油品不挥发，质量不受影响。管道在密闭状态下运输，油品不挥发，质量不受影响。(4)经济经济 管道运输损耗少、运费低、占地少、污染低。管道运输损耗少、运费低、占地少、污染低。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述3.成品油作为
15、易燃易爆的高危险性流体，最好运输方式应该是管成品油作为易燃易爆的高危险性流体，最好运输方式应该是管道输送。道输送。与其他运输方式相比，管道运输成品油的优势在于与其他运输方式相比，管道运输成品油的优势在于:.运输量大，劳动生产率高运输量大，劳动生产率高;.建设周期短，投资少，占地少建设周期短，投资少，占地少;.运输损耗少，无运输损耗少，无“三废三废”排放，有利于环境生态保护排放，有利于环境生态保护;.可全天候连续运输，安全性高，事故少可全天候连续运输，安全性高，事故少;.以及运输自动化，成本和能耗低等明显优势。以及运输自动化，成本和能耗低等明显优势。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管
16、道运输概述四、管道运输的类型四、管道运输的类型管道运输可以分为如下类型管道运输可以分为如下类型:1.成品油管道成品油管道可以是运送一种油品，也可以是运送多种油品，主要是由炼油厂可以是运送一种油品，也可以是运送多种油品，主要是由炼油厂通往化工厂、电厂、化肥厂、商业成品油库及其他用户之间。通往化工厂、电厂、化肥厂、商业成品油库及其他用户之间。我国成品油管道大部分都是管径小、距离近、输送油品单一的管我国成品油管道大部分都是管径小、距离近、输送油品单一的管道。道。只有近期完成的东北地区的抚顺只有近期完成的东北地区的抚顺鞍山鞍山大连原油管道改造为成大连原油管道改造为成品油管道，管径品油管道，管径529
17、mm、长为、长为415.7 km、输油能力为、输油能力为4x106t，可输送两种以上的成品油。，可输送两种以上的成品油。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述还有青海格尔木还有青海格尔木拉萨的非商业性管道改为商业用管道，管径拉萨的非商业性管道改为商业用管道，管径159 mm、长为、长为1 080 km。这两条成品油管道的投入使用，。这两条成品油管道的投入使用，将是我国成品油长距离输送网建设的良好开端。将是我国成品油长距离输送网建设的良好开端。2.原油管道原油管道世界上的原油总运量中有世界上的原油总运量中有85%-95%是用管道外运的。我国原是用管道外运的。我国原油管道的发展情
18、况如下油管道的发展情况如下:.我国原油管道始建于我国原油管道始建于1958年，即新疆克拉玛依油田开发后由克年，即新疆克拉玛依油田开发后由克拉玛依油田拉玛依油田独山子炼油厂，全长独山子炼油厂，全长147.2 km;.大规模建设管道始于大规模建设管道始于20世纪世纪70年代随着石油工业的开发而相应年代随着石油工业的开发而相应发展的，管道布局是石油生产地与炼油厂、化工厂等用油地相连，发展的，管道布局是石油生产地与炼油厂、化工厂等用油地相连，也有通过水陆联运、管道输送到海港、内河码头装油藉再运到用也有通过水陆联运、管道输送到海港、内河码头装油藉再运到用油孤的油孤的:上一页 下一页返回第一节第一节 管道
19、运输概述管道运输概述.我国目前拥有原油管道约我国目前拥有原油管道约8 000 km，管道原油运输量占管道，管道原油运输量占管道总运输量的总运输量的90%以上，原油外运量的以上，原油外运量的70%以上是由管道运送的以上是由管道运送的;.我国输送能力最大的原油管道是大庆林源我国输送能力最大的原油管道是大庆林源铁岭，管道直径铁岭，管道直径720 mm、长、长516 km,双管输油能力为双管输油能力为4 500万吨万吨/年。最长年。最长的原油管道是山东的临邑的原油管道是山东的临邑仪征，管径仪征，管径720 mm，全长，全长665 km。3.天然气管道天然气管道天然气管道是输送气田天然气和油田伴生气的输
20、气管道，由开采天然气管道是输送气田天然气和油田伴生气的输气管道，由开采地或处理厂输送到城市配气中心，是陆地上大量运输天然气的唯地或处理厂输送到城市配气中心，是陆地上大量运输天然气的唯一方式。我国的情况如下一方式。我国的情况如下:.我国目前天然气田主要在四川，全国现有天然气管道约我国目前天然气田主要在四川，全国现有天然气管道约7 000 km，其中近，其中近5 000 km在四川在四川;伴生气主产于辽河、中原等东部伴生气主产于辽河、中原等东部油田，管道约有油田，管道约有2 000 km;上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述.我国最长的输气管道为中原油田渡阳柳屯我国最长的输气管
21、道为中原油田渡阳柳屯沧州化肥厂的伴生气沧州化肥厂的伴生气管道，管径管道，管径426 mm，长，长362 km。4.煤浆、矿浆管道煤浆、矿浆管道煤浆、矿浆管道是将其粉碎后加水成浆状通过管道运输，世界上煤浆、矿浆管道是将其粉碎后加水成浆状通过管道运输，世界上第一条煤浆管道是第一条煤浆管道是1970年在美国建成投入使用，年输送能力为年在美国建成投入使用，年输送能力为4.5 x106t。我国仅在厂矿内部短距离少量使用或试用，煤浆等使用管道外运我国仅在厂矿内部短距离少量使用或试用，煤浆等使用管道外运目前尚处于研究阶段。目前尚处于研究阶段。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述五、管道运
22、输的发展趋势五、管道运输的发展趋势1.新方向、新材料、新技术、新工艺新方向、新材料、新技术、新工艺目前输气管道运输正朝大口径目前输气管道运输正朝大口径(1 400 mm以上以上)、高压力方向、高压力方向发展，并不断研制采用新材料、新技术、新工艺。发展，并不断研制采用新材料、新技术、新工艺。采用大口径管线不仅可以增加能力，还能降低投资和输气成本。采用大口径管线不仅可以增加能力，还能降低投资和输气成本。近年来，新建管道压力较过去有较大增加，增大输气压力既可以近年来，新建管道压力较过去有较大增加，增大输气压力既可以提高输气压力，还可以减少压气站数量，降低经营成本。不过，提高输气压力，还可以减少压气站
23、数量，降低经营成本。不过，大口径、高压力管道的应用，需要有高强度的钢材作保证，这间大口径、高压力管道的应用，需要有高强度的钢材作保证，这间接促进了冶金、制管、焊接、施工等工艺技术的发展。接促进了冶金、制管、焊接、施工等工艺技术的发展。国外研究的新技术还包括新的输气工艺，如管输条件下的天然气国外研究的新技术还包括新的输气工艺，如管输条件下的天然气密度的提高技术，着重研究在低温、高压下气态或液态输送天然密度的提高技术，着重研究在低温、高压下气态或液态输送天然气的技术，它可以大幅度提高输气能力。气的技术，它可以大幅度提高输气能力。上一页 下一页返回第一节第一节 管道运输概述管道运输概述2.通信系统的
24、应用通信系统的应用通信系统是长输管道运行调度和指挥的重要工具。目前国内采用通信系统是长输管道运行调度和指挥的重要工具。目前国内采用的大部分是有线载波通信。随着管理水平的提高，对通信系统的的大部分是有线载波通信。随着管理水平的提高，对通信系统的要求也越来越高，微波通信也开始得到应用。要求也越来越高，微波通信也开始得到应用。近几十年来，国内外管道运输发展很快。迄今为止，尽管研究和近几十年来，国内外管道运输发展很快。迄今为止，尽管研究和开发的管道运输系统有水力管道、风动管道、集装胶囊管道和管开发的管道运输系统有水力管道、风动管道、集装胶囊管道和管道旅客运输系统，但应用最广泛的仍主要是液体输油管道及输
25、气道旅客运输系统，但应用最广泛的仍主要是液体输油管道及输气管道。管道。上一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备一、输油管道一、输油管道1.分类分类(1)按长度和经营方式来分按长度和经营方式来分 按照长度和经营方式，输油管道可按照长度和经营方式，输油管道可划分为两大类划分为两大类:.企业内部的输油管道。例如，油田内部连接油井与计量站、联合企业内部的输油管道。例如，油田内部连接油井与计量站、联合站的集输管道，炼油厂及油库内部的管道等，其长度一般较短，站的集输管道，炼油厂及油库内部的管道等，其长度一般较短，不是独立的经营系统不是独立的经营系统;.长距离输油管道例如，将油田的合格原
26、油输送至炼油厂、码头或长距离输油管道例如，将油田的合格原油输送至炼油厂、码头或铁路转运站的管道，其管径一般较大，有各种辅助配套工程，是铁路转运站的管道，其管径一般较大，有各种辅助配套工程，是独立经营的系统。独立经营的系统。下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备这类输油管道也称干线输油管道。长距离输油管道长度可达数千这类输油管道也称干线输油管道。长距离输油管道长度可达数千千米，目前原油管道最大直径达千米，目前原油管道最大直径达1 220 mm。(2)按输油品种来分按输油品种来分 按照所输送油品的种类，输油管道又可分按照所输送油品的种类，输油管道又可分为原油管道和成品油管道。
27、为原油管道和成品油管道。2.组成组成长距离输油管道由输油站和管线两大部分组成。对于不同的油质长距离输油管道由输油站和管线两大部分组成。对于不同的油质有不同的输送方法有不同的输送方法:.输送轻质油或低凝点原油的管道不需加热，油品经一定距离后，输送轻质油或低凝点原油的管道不需加热，油品经一定距离后，管内油温等于管线理深处的地温，这种管道称为等温输油管，它管内油温等于管线理深处的地温，这种管道称为等温输油管，它无须考虑管内油流与周围介质的热交换无须考虑管内油流与周围介质的热交换;上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备.对易凝、高黏油品，不能采用这种方法输送，因为当油品私
28、度极对易凝、高黏油品，不能采用这种方法输送，因为当油品私度极高或其凝固点远高于管路周围环境温度时，每千米管道的压降将高或其凝固点远高于管路周围环境温度时，每千米管道的压降将高达几个甚至几十个大气压，这种情况下，加热输送是最有效的高达几个甚至几十个大气压，这种情况下，加热输送是最有效的办法。办法。因此，热油输送管道不仅要考虑摩擦阻力的损失，还要考虑散热因此，热油输送管道不仅要考虑摩擦阻力的损失，还要考虑散热损失，输送工艺更为复杂。损失，输送工艺更为复杂。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备(1)输油站输油站 输油站包括首站、末站、中间泵站等。输油站包括首站、末站、
29、中间泵站等。.输油管道的起点称为首站，其任务是集油，经计量后加压向下一输油管道的起点称为首站，其任务是集油，经计量后加压向下一站输送，故首站的设备除输油机泵外，一般有较多的油罐站输送，故首站的设备除输油机泵外，一般有较多的油罐;.输油管道沿途设有中间泵站，其任务是对所输送的原油加压、升输油管道沿途设有中间泵站，其任务是对所输送的原油加压、升温。中间站的主要设备有输油泵、加热炉、阀门等设备温。中间站的主要设备有输油泵、加热炉、阀门等设备;.输油管道末站接收输油管道送来的全部油品，供给用户或以其他输油管道末站接收输油管道送来的全部油品，供给用户或以其他方式转运，故末站有较多的油罐和准确的计量装置。
30、方式转运，故末站有较多的油罐和准确的计量装置。(2)线路线路 输油管道的线路输油管道的线路(即管线即管线)部分包括部分包括:管道、沿线阀室、管道、沿线阀室、穿越江河、山谷等的设施和管道阴极防腐保护设施等。为保证长穿越江河、山谷等的设施和管道阴极防腐保护设施等。为保证长距离输油管道的正常运营，还设有供电和通信设施。距离输油管道的正常运营，还设有供电和通信设施。长距离输油管猫的组成如长距离输油管猫的组成如图图10一一1所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备3.输油管道的主要设备输油管道的主要设备(1)离心泵离心泵 泵是一种将机械能泵是一种将机械能(或其他能
31、或其他能)转化为液体能的水力转化为液体能的水力机械，它也是国内外输油管线广泛采用的原动力设备，是输油管机械，它也是国内外输油管线广泛采用的原动力设备，是输油管线的心脏。线的心脏。泵的种类较多，按工作原理，可将其分为叶片式泵泵的种类较多，按工作原理，可将其分为叶片式泵(如离心泵、如离心泵、轴流泵等轴流泵等)、容积式泵、容积式泵(如齿轮泵、螺杆泵等如齿轮泵、螺杆泵等)和其他类型泵和其他类型泵(如射如射流泵、水锤泵等流泵、水锤泵等)三类。三类。大型的输油泵可采用多级离心泵串联工作，每级的扬程可高达大型的输油泵可采用多级离心泵串联工作，每级的扬程可高达500 600 m。国内通常线采用的。国内通常线采
32、用的KS型单级离心泵扬程达型单级离心泵扬程达190 m。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备1)离心泵的分类离心泵的分类 离心泵的种类有很多离心泵的种类有很多:.按泵轴位置可分为卧式泵、立式泵按泵轴位置可分为卧式泵、立式泵;.按叶轮级数可分为单级泵与多级泵按叶轮级数可分为单级泵与多级泵;.按压力可分为低压泵与高压泵按压力可分为低压泵与高压泵;.按用途可分为井用泵、电站用泵、化工用泵、油泵，等等。按用途可分为井用泵、电站用泵、化工用泵、油泵，等等。2)离心泵的工作原理离心泵的工作原理 离心泵通过离心力的作用完成介质的输送离心泵通过离心力的作用完成介质的输送任务，其
33、结构如任务，其结构如图图10-2所示。所示。当泵内充满液体时，叶轮旋转产生离心力，叶轮槽中的液体因此当泵内充满液体时，叶轮旋转产生离心力，叶轮槽中的液体因此被甩向外围而流进泵壳，使叶轮中心压力降低并低于水池叶面压被甩向外围而流进泵壳，使叶轮中心压力降低并低于水池叶面压力，液体在此压力差下由吸入池流进泵壳，通过泵的不断吸入和力，液体在此压力差下由吸入池流进泵壳，通过泵的不断吸入和压出，完成液体输送。压出，完成液体输送。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备3)离心泵的组成离心泵的组成 从结构上看，离心泵由吸入机构、过流部件、从结构上看，离心泵由吸入机构、过流部件、导
34、流机构、密封部件、平衡部件、支承部件及辅助机构部分组成。导流机构、密封部件、平衡部件、支承部件及辅助机构部分组成。.吸入机构与导流机构组成泵壳吸入机构与导流机构组成泵壳;.过流部件的轴、叶轮、轴套及轴上的部件组成泵的转子部分过流部件的轴、叶轮、轴套及轴上的部件组成泵的转子部分;.蜗壳式泵体与泵盖组成泵壳，它是液体的导入机构。蜗壳应有足蜗壳式泵体与泵盖组成泵壳，它是液体的导入机构。蜗壳应有足够的强度和刚度，流道的铸造要光洁，连接处不能有错缝。这种够的强度和刚度，流道的铸造要光洁，连接处不能有错缝。这种泵壳的导流机构中，液体流断面是由小到大呈螺旋形，故称蜗壳泵壳的导流机构中，液体流断面是由小到大呈
35、螺旋形，故称蜗壳式式;壳体的上半部称泵体，下半部称泵盖壳体的上半部称泵体，下半部称泵盖;.对转子部分来说，其关键是要减少振动，保证转子平衡。一般平对转子部分来说，其关键是要减少振动，保证转子平衡。一般平衡轴向力的机构和机械密封的组合件等均套装在轴上。由不平衡衡轴向力的机构和机械密封的组合件等均套装在轴上。由不平衡重量产生的离心力不应超过转子重量的重量产生的离心力不应超过转子重量的2%3%;.叶轮除考虑机械强度外，还要考虑耐磨和耐腐蚀性能。叶轮除考虑机械强度外，还要考虑耐磨和耐腐蚀性能。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备离心泵应具有良好的密封性能。包括转子轴伸部
36、分与固定壳体间离心泵应具有良好的密封性能。包括转子轴伸部分与固定壳体间的密封的密封(也称轴端密封也称轴端密封)和泵内高低压腔的密封。和泵内高低压腔的密封。(2)输油泵站输油泵站 输油泵站的基本任务是供给油流一定的能量输油泵站的基本任务是供给油流一定的能量(压力压力能或热能能或热能)，将油品输送到终点站，将油品输送到终点站(末站末站)。输油泵站包括生产区。输油泵站包括生产区和生活区两部分，生产区又可分为主要作业区和辅助作业区。和生活区两部分，生产区又可分为主要作业区和辅助作业区。1)主要作业区主要作业区 主要作业区的设备或设施包括输油泵房、总阀室、主要作业区的设备或设施包括输油泵房、总阀室、清管
37、器收发装置、计量间、油罐区、油品预处理装置清管器收发装置、计量间、油罐区、油品预处理装置(多设于首多设于首站站)、加热炉或换热器组等、加热炉或换热器组等;2)辅助作业区辅助作业区 辅助作业区包括供电系统、供热系统、供水系统、辅助作业区包括供电系统、供热系统、供水系统、排污与净化系统、车间与材料库、机修间、调度及监控中心、油排污与净化系统、车间与材料库、机修间、调度及监控中心、油品化验室与微波通信设备等品化验室与微波通信设备等;上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备3)生活区生活区 生活区指供泵站工作人员及家属居住用的设施，新建生活区指供泵站工作人员及家属居住用的设
38、施，新建管道时，一般采取在条件较好的地区集中建设家属生活区的做法，管道时，一般采取在条件较好的地区集中建设家属生活区的做法，输油站一般只设单身宿舍。输油站一般只设单身宿舍。(3)储油罐储油罐1)分类分类 油罐是油罐是19世纪世纪60年代发展起来的一种储存石油及其产年代发展起来的一种储存石油及其产品的设备。品的设备。.油罐按建造方式。可分为地下油罐油罐按建造方式。可分为地下油罐(罐内油品最高液面比邻近自罐内油品最高液面比邻近自然地面低然地面低0.2 m以上者以上者)、半地下油罐、半地下油罐(油罐高度的油罐高度的2/3左右在左右在地下地下)和地上油罐和地上油罐(油罐底部在地面或高于地面者油罐底部在
39、地面或高于地面者)三种。三种。.按建造材料。分为金属油罐、非金属油罐。按建造材料。分为金属油罐、非金属油罐。.按罐的结构形式。分为立式圆柱形油罐、卧式油罐、双曲率形油按罐的结构形式。分为立式圆柱形油罐、卧式油罐、双曲率形油罐三类。罐三类。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备在立式圆柱形油罐中，非金属油罐有砖砌油罐、预应力钢筋混凝在立式圆柱形油罐中，非金属油罐有砖砌油罐、预应力钢筋混凝土油罐等土油罐等;金属油罐则有五种类型金属油罐则有五种类型:锥顶油罐【锥顶油罐【图图10一一3(a)】、】、悬链式无力矩顶油罐【悬链式无力矩顶油罐【图图10一一3(b)】、拱顶油罐、
40、浮顶油罐及】、拱顶油罐、浮顶油罐及套顶油罐等。套顶油罐等。2)应用应用 一般地，应用较广的是钢质金属油罐，安全可靠，经久一般地，应用较广的是钢质金属油罐，安全可靠，经久耐用，施工方便，投资省，可储存各种油品。耐用，施工方便，投资省，可储存各种油品。非金属油品大都建造在地下或半地下，用于储存原油或重油，容非金属油品大都建造在地下或半地下，用于储存原油或重油，容积较小，易于搬迁，油品蒸发比钢罐低，抗腐蚀能力亦比金属罐积较小，易于搬迁，油品蒸发比钢罐低，抗腐蚀能力亦比金属罐强。强。其缺点是易渗漏，不适合储存轻质油品，且当罐底发生不均匀沉其缺点是易渗漏，不适合储存轻质油品，且当罐底发生不均匀沉陷时易产
41、生裂纹，且难以修复。陷时易产生裂纹，且难以修复。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备(4)输油加热炉输油加热炉 在原油输送过程中对原油采用加热输送的目的在原油输送过程中对原油采用加热输送的目的是使原油温度升高，防止输送过程中原油在输油管道中凝结，减是使原油温度升高，防止输送过程中原油在输油管道中凝结，减少结蜡，降低动能损耗。通常采用加热炉为原油提供热能。少结蜡，降低动能损耗。通常采用加热炉为原油提供热能。1)构成构成 加热炉一般由四个部分构成，即辐射室加热炉一般由四个部分构成，即辐射室(炉膛炉膛)、对流室、对流室、烟囱和燃烧设备。烟囱和燃烧设备。加热方法有直接加
42、热和间接加热两种方式。加热方法有直接加热和间接加热两种方式。.直接加热直接加热 直接加热方法是使原油在加热炉炉管内直接加热，直接加热方法是使原油在加热炉炉管内直接加热，即低温原油先经过对流室炉管被加热，再经辐射室炉管被加热到即低温原油先经过对流室炉管被加热，再经辐射室炉管被加热到所需要的温度。直接加热炉的工作流程如所需要的温度。直接加热炉的工作流程如图图10-4所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备.间接加热间接加热 除直接加热炉外，还有一类间接式加热炉，也称热媒除直接加热炉外，还有一类间接式加热炉，也称热媒炉。它利用某种中间热载体炉。它利用某种中间热
43、载体(又称热媒又称热媒)通过换热器加热油品通过换热器加热油品(原原油油)。间接加热炉的优点是安全、可靠，但系统复杂，不易操作，。间接加热炉的优点是安全、可靠，但系统复杂，不易操作，造价亦较高。造价亦较高。2)应用应用 目前我国用得较多的是管式加热炉，它操作方便，成本目前我国用得较多的是管式加热炉，它操作方便，成本低，可以连续、大量地加热原油低，可以连续、大量地加热原油(重质油重质油)，并获得了广泛的应用。，并获得了广泛的应用。管式加热炉有多种炉型，如石油工业早期使用的、较为简单的箱管式加热炉有多种炉型，如石油工业早期使用的、较为简单的箱式炉式炉(方箱炉方箱炉)以及斜顶炉、立式炉、圆筒炉、间接式
44、加热炉等。以及斜顶炉、立式炉、圆筒炉、间接式加热炉等。.箱式炉结构简单，操作容易，取材方便，但占地大，施工周期上箱式炉结构简单，操作容易，取材方便，但占地大，施工周期上较长，效率较低较长，效率较低;上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备.抖顶炉有单抖顶和双抖顶之分，它为补足方箱炉膛中气体充满度抖顶炉有单抖顶和双抖顶之分，它为补足方箱炉膛中气体充满度不佳的缺陷而将炉顶改为倾抖方向，改善了箱式炉炉内受热不够不佳的缺陷而将炉顶改为倾抖方向，改善了箱式炉炉内受热不够均匀的问题均匀的问题;.圆筒炉是输油管道上常用的另一种加热炉，有卧式和立式两种。圆筒炉是输油管道上常用的另一
45、种加热炉，有卧式和立式两种。其结构较紧凑，可减少占地面积和钢材耗用量，且烟气由下向上，其结构较紧凑，可减少占地面积和钢材耗用量，且烟气由下向上，流向合理，热效率较高，但不太适合野外分散的施工作业，多在流向合理，热效率较高，但不太适合野外分散的施工作业，多在炼油厂使用。炼油厂使用。(5)管道系统管道系统 输油系统一般采用有缝或无缝钢管，大口径者可输油系统一般采用有缝或无缝钢管，大口径者可采用螺旋焊接钢管。采用螺旋焊接钢管。1)无缝钢管无缝钢管 无缝钢管壁薄、质轻、安全可靠，但造价高。多无缝钢管壁薄、质轻、安全可靠，但造价高。多用于工作压力高、作业频繁的主要输油管线上。用于工作压力高、作业频繁的主
46、要输油管线上。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备无缝钢管的规格标称方法是无缝钢管的规格标称方法是:外径外径x壁厚，如壁厚，如108 x 4表示外径表示外径为为108 mm、壁厚为、壁厚为4 mm的无缝钢管。的无缝钢管。无缝钢管常用碳素结构钢轧制，常用无缝钢管常用碳素结构钢轧制，常用10号号45号钢，长度在号钢，长度在412 m，承受压力在，承受压力在2040 kg/c。2)焊接钢管焊接钢管 焊接钢管又称有缝钢管，是目前输油管路的主要用焊接钢管又称有缝钢管，是目前输油管路的主要用管。管。制造材料多为普通碳素钢和合金钢，制造工艺有单面焊和双面焊制造材料多为普通碳素
47、钢和合金钢，制造工艺有单面焊和双面焊两种，一般可耐压两种，一般可耐压30 50 kg/。其规格标称方法采用公称。其规格标称方法采用公称口径的毫米或英寸数，如口径的毫米或英寸数，如Dg100表示公称直径表示公称直径100mm管管(即即4 in管管)。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备3)选择方案选择方案 在管道铺设过程中要注意选择合适的方案。应注意在管道铺设过程中要注意选择合适的方案。应注意:.一般地，为防止管道受地面上各种负荷可能引起的损害，保证管一般地，为防止管道受地面上各种负荷可能引起的损害，保证管道在热应力下的稳定性，管道理深应不小于道在热应力下的稳定性
48、，管道理深应不小于0.8 m，在穿越河，在穿越河流、铁路与公路干道时应更深些流、铁路与公路干道时应更深些;.同时应略低于冰冻线处，这对等温输送管道尤为重要。在地下水同时应略低于冰冻线处，这对等温输送管道尤为重要。在地下水位较低、施工方便的高寒地区，可取较大的理深位较低、施工方便的高寒地区，可取较大的理深;.而对地下水位较高、土壤腐蚀性强的地段，应考虑将管道敷设在而对地下水位较高、土壤腐蚀性强的地段，应考虑将管道敷设在地下水位以上。地下水位以上。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备二、天然气管道输送设备二、天然气管道输送设备1.输气管道的组成输气管道的组成输气管道
49、系统主要由矿场集气管网、干线输气管道输气管道系统主要由矿场集气管网、干线输气管道(网网)、城市配、城市配气管网以及与此相关的站、场等设备组成。气管网以及与此相关的站、场等设备组成。这些设备从气田的井口装置开始，经矿场集气、净化及干线输送，这些设备从气田的井口装置开始，经矿场集气、净化及干线输送，再经配气管网送到用户，形成一个统一的、密闭的输气系统再经配气管网送到用户，形成一个统一的、密闭的输气系统(图图10一一5)。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运输设施与设备管道运输设施与设备2.输气管道运输设备输气管道运输设备(1)矿场集气矿场集气 集气过程指从井口开始，经分离、计量、调压、集气过程指
50、从井口开始，经分离、计量、调压、净化和集中等一系列过程，到向干线输送为止。集气设备包括井净化和集中等一系列过程，到向干线输送为止。集气设备包括井场、集气管网、集气站、天然气处理厂、外输总站等。场、集气管网、集气站、天然气处理厂、外输总站等。一般气田的集气有单井集气和多井集气两种流程。一般气田的集气有单井集气和多井集气两种流程。1)单井集气单井集气 单井集气方式下的每一口井场除采气树外，还有单井集气方式下的每一口井场除采气树外，还有一套独立完整的截流一套独立完整的截流(加热加热)、调压、分离、计量等工艺设施和仪、调压、分离、计量等工艺设施和仪表设备。表设备。上一页 下一页返回第二节第二节 管道运
