交通运输学 管道运输系统

对于这种高黏易凝原油，可采用以下方法输送。 1）加热输送工艺 升高温度可以降低黏度改善原油的流动性，因此常采用加热的方法输送 这类原油。 2）含蜡原油的改性输送工艺 原油改性输送即是通过一定方法改善原油的流动性。 3）稠油的降黏输送工艺 （1）稠油的稀释输送。 （2）稠油的乳化降黏输送。
三、输气管 道输送工艺
2.油料销售部门用于平衡消费流通领域
油料销售部门的分配油库和部队的供应油库都是直接面向消费单位的油 料流通部门，它们的主要功能是要保证油料供应，满足市场和部队需要。
二、管道运输 系统基本设施
3.企业用于保证生产
炼油厂、石油化工厂的原油库、半成品和成品油库以及机场、港口、发电 厂、内燃机火车的机务段等油库是企业附属油库，这些油库的主要功能是要保 证企业生产的正常进行。
小节
二 管道运输系统基本设施 三 管道运输系统的发展
一、管道运输系统生产过 程及其优点和局限性分析
管道运输系统实际包括管输介质的运输和存储。对于石油行业，它包括 油气集输和油气的长距离运输、各转运枢纽的储存和装卸等，是连接产、运、 销各环节的纽带。
管道运输系统有许多区别于其他运输方式的特点：
1.运行地点连续、物料基本固定
图 8-9 温降曲线 １-输气管，２- 输油管
三、输气管 道输送工艺
4.压缩机组与压气站
压缩机和与之配套的原动机统称为压缩机组。压缩机组是干线输气管道 的主要工艺设备，同时也是压气站的核心部分。压气站的基本功能是利用压缩 机提高气体的压力，以满足管道沿线的供气流量与压力要求。
1）压缩机 目前在干线输气管道上采用的输气压缩机有两种类型，即往复式压缩机 和离心式压缩机。根据两种压缩机的特点，往复式压缩机主要适用于中、小流 量而压缩比较高的场合。离心式压缩机主要适用于大、中排量而压缩比较低的 场合。 2）原动机 干线输气管道上用于驱动输气压缩机的原动机有燃气轮机、蒸汽轮机、 燃气发动机、柴油机和电动机，其中用得最多的是燃气轮机和燃气发动机，它 们的主要优势是直接利用管道中输送的天然气作为燃料，因而不受能源供应的 制约。
1）输油管道的水力特性 输油管道的压能消耗主要有两部分，一部分用于克服地形高差，另一部 分是摩擦损失。
二、输油管 道输送工艺
2）输油管道的热力特性 当管内油温高于环境温度时，输送过程中管内油流向外散热并使温度按 指数规律下降。
图 8-3 不同输量下的沿线温降曲线
二、输油管 道输送工艺
3）不加热输送的特点 对于黏度和凝点均较低的油品，一般采取不加热输送方式（如大多数国 外原油、成品油等）。不加热输送的管内油品，在进入管道不久，其油品温度 就与环境温度趋于相同。 但当管道输量较大、流速较高时，由于油流与管壁 摩擦，会使油流温度升高。对于在高寒地区输送原油，这是可利用的，但对于 轻质原油及成品油管道是要避免的。
现代管道运输始于19世纪中叶，1859年8月，美国宾夕法尼亚州的泰特斯 维尔打出第一口油井，开始了油溪地区的石油开发。
2.我国油气管道建设的主要发展历程
（1）原油管道
（2）成品油管道
（3）天然气管道
第二节 管道输送工艺
一 管道分类
小节
二 输油管道输送工艺
三 输气管道输送工艺
一、管道分类
输送管道常按所输送的物品不同而分为：原油管道、成品油管道、天然 气管道和固体料浆管道（前两类常统称为油品管道或输油管道）。
图 8-4 输油管道的3种输送方式
二、输油管 道输送工艺
1）“ 通过油罐”方式 来油先进入油罐，再被输油泵从油罐中抽出、加压后输往下站，其特点 是油品全部通过油罐。该方式可避免各种杂质和管道内空气直接进入输油泵， 但是操作繁杂、轻质油品在油罐蒸发损耗大。
2）“ 旁接油罐” 方式 来油同时进入油罐和输油泵，经加压输入下站，只有少量油品进出油罐。 调节输油量的变化，轻质油品的蒸发损耗明显减少。
二、管道运输 系统基本设施
凡是用于接收储存和发放原油或石油产品的企业和单位都称为油库。
不同类型的油库其功能也不相同，大体上可以分为以下几种：
1.油田用于集积和中转原油
油田原油库和海上采油设置的油库其功能就是收集油井生产的原油，并 将原油净化、稳定、调和后，用铁路油罐车装车外运或用长输管道向外输油。 这种油库储存品种单一，收发量大，周转频繁。
在同一管道内，按一定顺序连续地输送几种油品，这种输送方式称为顺 序输送。输送成品油的长距离管道一般都采用这种输送方式。用同一条管道输 送几种不同品质的原油时，为了避免不同原油的掺混导致优质原油“ 降级”， 或为了保证成品油的品质，也采用顺序输送。
二、输油管 道输送工艺
9.易凝高黏原油的输送工艺
我国各油田所产原油按其流动性质可分为两大类：第一大类是轻质原油， 这在我国原油产量中只占很小的份额，第二大类是易凝高黏原油，包括含蜡量 较高的高凝点原油。
一、管道运输系统生产过 程及其优点和局限性分析
（5）损耗低：现代的油气管道都采用密闭（与外界隔绝）的输送方式， 在输送过程中几乎没有损耗。
2）管道运输的局限性 （1）主要适用于大量、单向、定点运输，不如车、船运输灵活。 （2）管道口径与输量相关性强输量调节范围小，输油管道不宜停输。 （3）管存物料不能取代。
三、输气管 道输送工艺
2.输气管段的水力特性
输气管段的水力特性是指其流量与压力随轴向位置与时间的变化规律以 及流量与压力的关系。 根据输气管道的运行参数（流量、压力、温度等）是 否随时间变化，可以将其工况分为稳态工况与非稳态工况（又称瞬态工况）。
3.输气管段的热力特性与水合物
1）热力特性 输气管段的热力特性也是指其 沿线的温度变化规律。图 8-9 给出 了油管和气管的温降曲线（To为环境 温度、TQ为起点温度、TZ为终点温度）。 2）水合物 水合物是天然气的某些组分。
2020/4/23
第八章 管道运输系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
管道运输系统概述 管道输送工艺 管道运输生产运行控制与管理 管道运输系统规划设计 管道运输系统前景展望
第一节 管道运输系统概述
管道运输是继铁路、公路、水路和航空之后的第五种运输方式。
一 管道运输系统生产过程及其优点和局限性分析
3）“ 密闭输送” 方式 中间站不接入连通大气的油罐，来油直接进入输油泵，全线是一个密封管道输 送系统。“ 密闭输送” 方式是最先进的输油技术，具有明显的三大优点：无 轻质油品蒸发损失、省去沿线油罐投资和充分利用输油泵的剩余压能。
二、输油管 道输送工艺
3.输油管道的泵机组
为管道提供压能的是沿线各泵站的输油泵， 用串联或并联方式连接的单 级和多级离心泵（往复活塞泵、旋转式容积泵也曾使用过）。动力可以用电动 机、汽轮机、燃气轮机、大型柴油机、柴油发电装置、天然气发动机等。
1）管道运输的优点 （1）基本不占用土地：长距离输送管道主要是埋地敷设，管道上方仍可 耕作。
（2）可靠性好：气候变化对埋地管道影响不大，管道可以常年运行，具 有高度的可靠性。
（3）投资少：一条DN700（700mm直径）的管道基本与一条铁路的运 力相当，前者的投资要低很多。
（4）效率高：管道运输是通过增压设备驱动物料流动达成运输的目的， 其能量的利用率远高于公路、铁路和空运。
管道既是货物的通道也是输送工具，在正常情况下管道运输都是连续地 进行，受管道的限制运输的地点和路由不能变化。
2.管道的形式和输送方式存在差别
原油管道主要承担油源到炼厂之间的运输，管道的口径大、分支少、输 油量大、品种少、分输注入少。
一、管道运输系统生产过 程及其优点和局限性分析
3.管道运输的优缺点
4.管道系统工作点
1）泵站特性 2）管道水力特性 3）系统工作点
图 8-5 泵站与管道的工作点
二、输油管 道输送工艺
5.管道的供热设备
加热系统是加热输送管道的关键设备,也是主要的耗能对象.对输油管道加 热炉的要求是热效率高、流动阻力小,能适应管道输送量变化,可长期安全运行。
6.最优管道直径
同公路建设一样，管径越 大，输送量越大。 一般地讲， 在一定压力等级下，对于某一 输送量，存在一个最小管径， 同时，从经济观点考虑，还在 一个最优管径。
图 8-6 一定管道某一输送量时的最佳管径
二、输油管 道输送工艺
7.泵站布置
油品在输油首站加压进入管道后，在流动中要克服摩擦阻力，能量不断 减少，长距离输送油品，必须建立中间加压泵站。每个泵站供给油品的最大压 力能，受泵的管材性能和强度的限制。输送距离越长，所需的中间泵站越多。
8.不同油品的管道顺序输送
1.原油管道
原油的性质差别非常大，不同地区所产油品其黏度可能相差成千上万倍， 凝固点温度可能相差50~60℃ 。 用管道输送时，要针对所输原油的物性，采 用不同的输送工艺。
2.成品油管道
成品油管道输送汽油、煤油、柴油、航空煤油和燃料油，以及从油气中 分离出来的液化石油气等成品油（油品）。每种成品油在商业上有多种牌号， 常采用在同一条管道中按一定顺序输送多种油品的工艺，成品油沿管道单向输 送，这种工艺能保证油品的品质和准确地分批运到交油点，如同铁路的车站。
天然气产地（气田）往往远离天然气消费中心，因此在整个天然气工业 体系中的一个重要环节就是运输问题。与输油不同，天然气的管道输送必然是 上、中、下游一体化的，开采、收集、处理、运输和分配是在统一的连续密闭 的系统中进行的。
1.天然气的基本性质与管输气质要求
1）天然气的密度。 2）天然气的黏度。 3）天然气的含水量与露点。 4）管输天然气的气质要求。 管输天然气是指进入干线输气管道的净化天然气，也可称为商品天然气。
一、管道分类
3.天然气管道
输送天然气和油田伴生气的管道，包括集气管道、输气干线和供配气管 道。就长距离运输而言，输气管道系指高压、 大口径的输气干线。这种输气 管道约占全世界管道总长的50％。