第7章 管道运输系统

欧、加拿大及前苏联国家均建成了规模较大的输气管网甚至跨国输气管
道。
1、输气管道的组成
矿场集气管网；
干线输气管道(网)； 城市配气管网； 相关站、场等。
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。
（集、净、输、储、配）
气体处理厂
（3）干线输气
干线是指从矿场附近的输气首站开始到终点配气站为止。 由于输气管道输送的介质是可压缩的，其输量与流速、压力有关。 压气站与管路是一个统一的动力系统。压缩机的出站压力就是该站所属 管路的起点压力。终点压力为下一个压气站的进站压力。
（4）城市配气
城市配气指从配气站（即干线终点）开始，通过各级配气管网和气 体调压所按用户要求直接向用户供气的过程。配气站是干线的终点，也 是城市配气的起点与枢纽。气体在配气站内经分离、调压、计量和添味 后输入城市配气管网。
在全球已建成的230多万公里管道中，输气管道占近60%， 原油管道和成品油管道各占15%多，化工和其它管道不足 10%。 目前，世界管道总长度已超过了世界铁路总里程，成为能源 运输的主要方式，世界上100%的天然气、85%以上的原油 的运输是通过管道输送实现的。 目前，世界管道运输网分布很不均匀，主要集中在北美、欧 洲、俄罗斯和中东。
长距离输油管组成及油的流程
二、输油管道的主要设备
1.离心泵与输油泵站
2.输油加热炉 3.储油罐
4.管道系统
5.清管设备 6.计量及标定装置
1、离心泵与输油泵站
离心泵：是输油站的核心设备，管道运输的心脏，是将机械 能变成液体动能的动力装置。一般采用电动机、柴油机或燃 气轮机驱动。离心泵和驱动机组成泵机组，通常一个泵站设 几个泵机组，根据需要采用串联或并联连接。 国内铁大线 KS型单级离心泵扬程（ 液体出泵和进泵的压差换算 成的液柱的高度）为190m，排量为3000m3/h; 大型输油泵采用多级离心泵串联工作，每级可达 500~600m 。 输油泵站：设于首站和中间站，为油流提供压力能或热能。
4、管道系统
有缝钢管、无缝钢管 埋设深度：不小于0.8m
5、清管系统
清理管道结蜡，保证管道通常。
6、计量及标定装置
掌握油品的首发量、库存量、损耗量。在现代化的管道运输系统中，还 可以调整运行状态、矫正压力与流量、检查泄露等。监测输油管运行的 中枢。
计量系统包括：流量计、过滤器、温度及压力测量仪表、标 定系统和排污管等。
4、我国管道运输发展
1958年，我国修建了第一条原油管道———克拉玛依至独山 子输油管道, 该管道全长147km，管径150mm，是我国第一 条长距离原油输送管道。 1970 年 8 月 3 日，大庆油田原油产量突破 2000 万 t ，以“八三 工程”为代号的大庆原油外输管道开始建设，掀起了中国第 一次建设油气管道的高潮。会战5年，国家率先在东北地区 建成了输油管网。
1976年，胜利油田、辽河油田、华北油田、中原油田相继进
入快速开发期，中国掀起了第二次建设油气管道的高潮。十 年先 后 建 成 了 秦 京线 、鲁宁线等 12 条油气管道， 总长度 3400km，形成了中国东部油气管网。 1987 年，按照“稳定东部，发展西部”的战略部署和实施， 掀起了第三次建设油气管道的高潮。至2005年，随着中哈管 道、阿独管道、西部管道的推进和投运，我国管道总里程达 到5万多公里，形成了中国西部和南部油气管网。
管道、沿线阀室、穿越设备、管道防腐保护措施、供电和通讯设施等。
1—井场；2—输油站；3—来自油田的输油管；4—首站罐区和泵房； 5—全线调度中心；6—清管器发放室；7—首站锅炉房；8—微波通讯塔； 9—线路阀室；10—维修人员住所；11—中间输油站；12—穿越铁路； 13—穿越河流；14—跨越工程；15—车站；16—炼厂； 17—火车装油线桥；18—油轮码头。
第三节 管道运输组织管理
一、管道运输生产管理
1、管道输送计划管理
年度计划、月计划、批次计划；全线运行计划、站库输入输出计划、分 输配气计划等。
2、管道输送技术管理：检测、控制、调节运行参数。 3、管道输送设备管理 4、管道线路管理
二、管道运输安全管理
1、事故预防 管道强度不足造成破坏； 管道腐蚀穿孔； 凝管事故； 设备故障等。 2、场库安全 防火防爆、防雷、防静电、防毒。
第七章
管道运输系统
管道运输概述 管道运输设备 管道运输组织管理
第一节 管道运输概述
一、世界管道运输发展概况
现代管道运输起源于19世纪中叶1865年美国宾夕法尼亚泰特 斯维尔油田的第一条原油管道。管径为50mm，全长约8km， 日输量127ｍ3，每桶油的运价由马源自文库运输的2.5～5美元降至 1美元。 1928年，苏联建成格罗兹内至图阿普赛焊接式钢制长输原油 管道，揭开了现代管道工业发展的序幕。
城市
伦敦 伊斯坦布尔 洛桑 芝加哥 格拉斯哥 布达佩斯 波士顿 巴黎 柏林 纽约
首段 开通 时间
1863 1875 1877 1892 1896 1897 1897 1900 1902 1904
线网长 km
408 0.573 1.5 358.2 10.4 32.3 98.1 212.1 152.7 371
2、输油加热炉
在输送原油的过程中，为降低能量消耗，防止凝结，减少结
蜡，通常采用加热炉加热。 直接加热炉 间接加热炉
1—燃烧器（火嘴）；2—辐射室； 3—对流室；4—烟囱
直接加热炉流程图
3、储油罐
（a）桁架式锥顶油罐 （b）悬链式无力矩顶油罐 （c）立式圆柱形拱顶钢罐
储油罐示意图
1、美国
修建了长达29万多公里输油管道和30多万公里的输气管道， 其各类管道总长度位居世界第一，也是世界上管道技术最先 进的国家。管道运输量已占到了全国货运总量的20%以上。
1977年，美国建成了纵贯阿拉斯加州的输油管道，北起北冰洋沿岸的普 拉德霍湾（这里的石油占美国石油可开采量的1/3），南至太平洋沿岸的 瓦尔迪兹港，穿越了 3条山脉、 300多条大小河流和近 650公里的冻土带， 全长 1287公里，管径 1220mm，年输量 4000万吨以上，全线采用计算机 控制，是美国最大的现代化输油管道，也是世界上最为先进的管道之一。
第八章
一、国内外发展概况
城市轨道交通
世界上最早的地铁是1863年1月 10日在伦敦开通的一段6km长的 线路。列车由蒸汽机车驱动， 通风很成问题，被称为“地沟 铁路”。但它标志着城市快速 轨道交通在世界上的诞生。
1879年电力机车应用。
公共马车
1863年， 在英国伦敦建成通车。 1863-1899年，美国、英国、法国、匈牙利、奥地利等5个国家的 7座城市相继修建了地铁。 1900-1924年，欧洲和美洲又有9座城市修建了地铁，包括柏林、 马德里、费城等。 1925-1949年，由于第二次世界大战的影响，城市轨道建设速度 20世纪，城市交通的发展历程，是一个否定之 否定的发展过程；有轨电车从大发展到大拆除； 放慢。莫斯科第一条地铁于1935 年建成通车。 然后汽车登上历史舞台，逐渐成了城市交通的 1950-1974年，欧洲、亚洲、美洲有 30 余座城市地铁相继通车。 主角；到 20 世纪末，以地铁和轻轨为代表的城 市轨道交通又恢复了它的主导地位，这是个螺 1975-2000年，世界进入和平发展时期，又有 30余座城市地铁相 旋式的上升过程。（有轨电车——汽车——地铁轻轨） 继通车，其中亚洲有20余座城市开通了地铁。 亚洲最早地铁：1927年12月日本的浅草→涩谷 ：1969年北京地铁。
二、管道运输分类
输油管道
输气管道 固体料浆管道
三、管道运输发展趋势
目前输气管道运输正朝大口径（1400mm以上）、高压力方 向发展，并不断研制采用新材料、新技术、新工艺。
国外研究的新技术还包括新的输气工艺。
目前国内采用的大部分是有线载波通讯，微波通讯也开始得 到应用。
（1）矿场集气
集气过程指从井口开始，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。集气设备包括井场、集气管网、集气站、
天然气处理厂、外输总站等。
（2）输气站
输气站又称压气站。核心设备是压气机和压气机车间。任务是对气 体进行调压、计量、净化、加压和冷却，使气体按要求沿着管道向前流 动。每110-150km设一个中间压气站。
三、输油管道的防腐设施
一是化学腐蚀，即金属表面与周围介质发生作用而导致的破坏。
二是电化学腐蚀，它是指在腐蚀过程中有电流产生的腐蚀。
1、采用防腐材料管道
2、在管道中加入缓蚀剂
3、管壁涂防腐涂层 4、阴极保护法（外接电源）
四、输气管道系统
我国是世界上最早使用管道输送天然气的国家之一。1600年左右，竹管 输气已有很大发展。但第一条现代意义的输气管道却是l963年在四川建 成的管径426mm、长度55km的巴渝管线。 从全世界来看，18世纪以前主要是用木竹管道输送，1880年首次出现蒸 汽机驱动的压气机，19世纪90年代钢管出现后，管道运输进入工业性发 展阶段。到20世纪80年代，全世界的输气管道约近90万km。美国、西
3、中东地区
沙特在1987年建成了东起波斯湾沿岸的阿卜凯克，向西横越 阿拉伯半岛后到达红海岸边的延布港，全长1200公里、管径 1219mm的大口径长输原油管道，该管道仅在1988年输油量 即达1.1亿吨，至今年输量仍保持在9000万吨，是世界上输 量最大的石油管道。
伊朗的阿瓦士—阿加贾里—加拉维管道，尽管全长仅248公 里，其第一期工程年输量就达7500万吨。
阿拉斯加输油管道
2、前苏联
前苏联的管道建设在上个世纪发展特别快。20世纪50年代， 前苏联共有管道 7700 公里，此后即以每年 6000-7000 公里的 速度递增。上个世纪下半叶，前苏联在极短的时期内建成了 输送天然气、原油和成品油的干线管道系统，干线管道的总 长度达21.5万公里，堪称20世纪世界上规模最大的管道工程。 其中6条超大型输气管道系统，总长合计近2万公里，管径在 1220-1420mm，是世界上规模最大、最复杂的输气管道网络。
第二节 管道运输设备
一、输油管道的组成
1、输油管种类
–等温输油管 –热油输油管 2、组成 –输油站、管线
3、输油站 ——沿管道干线为输送油品而建立的各种站场。 包括：首站、中间站、末站 首 站：长输管道的起始点，主要任务是集油、输送。 中间站：为油流提供能量，即加压泵站和加热站。 末 站：位于管道的终点，往往是受油单位的油库或转运油库。 4、管线
2、增加输气管输气能力
输气管道在生产过程中常需要进行扩建或改造，目的在于提高输气 能力并降低能耗。当输气管最高工作压力达到管路强度所允许的最大值 时，可采用铺设副管、倍增压气站两种方法来提高输气能力。 前者需要扩建原有压气站、增加并联机组；后者是通过在站间增建 新的压气站、减少站间管路长度，从而获得输气管通过能力的提高。
西气东输工程（一线）于2002年7月4日开工建设，2004年12月30日全线 供气。它西起新疆轮南，经过戈壁沙漠、黄土高原、太行山脉，穿越黄 河、淮河、长江，途经9个省、自治区、直辖市，最后到达上海，全长 约4000公里。
西气东输工程（二线） 至2010年底，我国已建油气管道的总长度约为8.5万千米。 未来10年将迎来中国修建跨国油气管线的高潮。“十二五” 全国将新建天然气管道4.5万千米、原油管道0.9万千米、成 品油管道2万千米，到2015年我国油气管道总长度将达到15 万千米。
线路 数
12 1 1 7 1 3 4 14 9 27
车站 数
275 2 5 144 15 40 66 197 170 468
城市
雅典 费城 纽沃克 汉堡 布宜诺斯艾 里斯 马德里 巴塞罗那 东京 大阪 莫斯科