《管道运输设备》PPT课件.ppt
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1、 管道运输设备管道运输设备管道运输设备管道运输设备第一节第一节 管道运输概述管道运输概述第二节第二节 输油管道运输设备输油管道运输设备第三节第三节 输气管道运输设备输气管道运输设备第四节第四节 固体料浆管道运输设备固体料浆管道运输设备 管道运输管道运输管道运输管道运输l本本章章需需了了解解管管道道运运输输的的历历史史、现现状状和和发发展展趋趋势势,管管道道运运输输新新设设备备和和新新技技术术;理理解解管管道道运运输输的的特特点点及及应应用用的的范范围围;掌掌握握输输油油管管道道、天天然然气气管管道道、固固体体管管道道运运输输设设备备的的组组成成及及工工作作原理。原理。l本章重点本章重点:输油管
2、道运输设备及工作原理。输油管道运输设备及工作原理。l本章难点本章难点:输油管道运输设备及工作原理。输油管道运输设备及工作原理。第一节第一节第一节第一节 管道运输概述管道运输概述管道运输概述管道运输概述重点:特点、分类(重点:特点、分类(3种)种)一、一、管道运输的特点管道运输的特点二、二、我国管道运输的差距我国管道运输的差距三、三、管道运输的发展趋势管道运输的发展趋势一、管道运输的特点一、管道运输的特点P管管道道运运输输(pipeline transportation)已已有有约约130余年的历史。余年的历史。P作作为为输输送送原原油油和和成成品品油油最最主主要要的的方方式式之之一一,管管道道
3、运运输输的的发发展展与与能能源源工工业业,尤尤其其是是石石油油工工业的发展密切相关。业的发展密切相关。P现现代代管管道道运运输输起起源源于于19世世纪纪中中叶叶1865年年美美国国宾夕法尼亚的第一条原油管道。宾夕法尼亚的第一条原油管道。一、管道运输的特点一、管道运输的特点P我我国国的的管管道道网网建建设设则则始始于于20世世纪纪50年年代代末末期期新新疆疆建建成成的的全全长长为为147km、管管径径为为150mm的的克拉玛依独山子输油管道。克拉玛依独山子输油管道。P20世世纪纪60年年代代以以后后,随随着着我我国国石石油油工工业业的的蓬蓬勃勃发发展展,大大庆庆、胜胜利利等等油油田田的的建建设设
4、,管管道道运运输得到了较大发展。输得到了较大发展。P形形成成以以(大大)庆庆铁铁(岭岭)、铁铁(岭岭)大大(连连)、铁铁(岭岭)秦秦(皇皇岛岛)、东东(营营)黄黄(岛岛)和和鲁鲁(山山东东临临岜岜)宁宁(江江苏苏仪仪征征)五五大大干干线线为主的全国原油长输管道系统。为主的全国原油长输管道系统。一、管道运输的特点一、管道运输的特点l管管道道运运输输是是指指由由钢钢管管、泵泵站站和和加加压压设设备备等等组组成成的的运运送送气气体体、液液体体、固固体体等等的的运运输输方方式式。管管道道运运输输系系统统一一般般由由管管线线和和管管线上的各个站点组成。线上的各个站点组成。l 1 1运输量大运输量大 一一
5、条条管管径径为为720mm的的管管道道年年输输原原油油量量约约2000万万吨吨,相相当当于于一一条条铁铁路路的的全全部部运运量量,一一条条管管径径为为1220mm的的管管道道年年输输量量可可达达1亿亿吨吨以以上上,而而每每100km的操作人员仅为铁路运输的一半,为公路汽车运输的的操作人员仅为铁路运输的一半,为公路汽车运输的1/9。2 2给耗少,运费低。给耗少,运费低。原原油油管管道道的的单单位位能能耗耗只只相相当当于于铁铁路路的的1/121/71/121/7。据据国国外外资资料料,管管输输成成本本约约为为铁铁路路输输送送成成本本的的22,我我国国则则大大致致为为80。主主要要是是由由于于我我国
6、国管管道工程尚属初创,管径小、压力低,优势未能充分发挥。道工程尚属初创,管径小、压力低,优势未能充分发挥。3 3占地少,受地形、地貌影响小,运输距离短。占地少,受地形、地貌影响小,运输距离短。由由于于受受地地形形影影响响很很小小,一一般般不不需需绕绕行行,长长度度较较铁铁路路、公公路路均均短短,投投资资与与施施工周期是铁路的一半以下,占地只有铁路的工周期是铁路的一半以下,占地只有铁路的1/9。4 4易于实现全面自动化管理。易于实现全面自动化管理。5 5安全密闭,受环境条件影响小。安全密闭,受环境条件影响小。由由于于深深埋埋地地下下、密密闭闭输输送送,能能够够长长期期连连续续稳稳定定运运行行,不
7、不受受气气候候和和其其他他交交通通事故的影响,无噪声,对环境污染少。事故的影响,无噪声,对环境污染少。6.6.不产生废渣废液,环境保性能好。不产生废渣废液,环境保性能好。管道运输不足之处管道运输不足之处:灵活性较差,只适用于定点、量大的流体单向运灵活性较差,只适用于定点、量大的流体单向运输;经济输量范围小,直径输;经济输量范围小,直径1020mm1020mm的管道最佳输量为的管道最佳输量为42004200万万t t,增加或减少输量均会造成成本增加;管道,增加或减少输量均会造成成本增加;管道输送量的极限受泵的能力、加压站间距、管子强度及输送量的极限受泵的能力、加压站间距、管子强度及直径等限制,临
8、时增减输量较为困难,且不能停输、直径等限制,临时增减输量较为困难,且不能停输、反输;而且,管道运输起输量高,导致油田开发初期反输;而且,管道运输起输量高,导致油田开发初期产量低而难于采用管道输送。产量低而难于采用管道输送。二、我国管道运输的差距二、我国管道运输的差距1 1在管道所用管材与制管工艺方面在管道所用管材与制管工艺方面 我国采用我国采用1616号锰钢,制管工艺不够完善,管子号锰钢,制管工艺不够完善,管子承压较低,导致泵站间距短,耗钢量大。承压较低,导致泵站间距短,耗钢量大。2 2在输油工艺方面在输油工艺方面 我国原油多为高凝固点、高含蜡、高粘度的原我国原油多为高凝固点、高含蜡、高粘度的
9、原油,需要采用加热炉直接输送。国外部分管道采用油,需要采用加热炉直接输送。国外部分管道采用换热器间接加热、利用高速流动的摩擦热输送或经换热器间接加热、利用高速流动的摩擦热输送或经热处理后常温输送的技术可大大降低技术难度与输热处理后常温输送的技术可大大降低技术难度与输送成本。送成本。3 3在机、泵、阀门等方面在机、泵、阀门等方面 国外发展方向为单级、大排量、中扬程、高国外发展方向为单级、大排量、中扬程、高效率离心泵,电机、阀门的调节性、可靠性均优效率离心泵,电机、阀门的调节性、可靠性均优于我国目前水平。于我国目前水平。4 4在自动化技术方面在自动化技术方面 国外采用全线集中控制设计较先进的自动化
10、国外采用全线集中控制设计较先进的自动化技术,我国虽也在研究自动程序控制,但离自动技术,我国虽也在研究自动程序控制,但离自动化还较远。化还较远。5 5在防腐技术方面在防腐技术方面 国外普遍采用阴极保护与管道涂层相结合的技术,国外普遍采用阴极保护与管道涂层相结合的技术,我国仍以沥青玻璃布涂层为主。我国仍以沥青玻璃布涂层为主。6 6在管道施工技术方面在管道施工技术方面 我国在机械化水平、绝缘质量、焊接工艺、质量我国在机械化水平、绝缘质量、焊接工艺、质量检测方面仍存在较大差距。检测方面仍存在较大差距。三、管道运输的基本设施及其分类 、管道运输的基本设施、管道运输的基本设施管道运输系统的基本设施包括管道
11、运输系统的基本设施包括管道线路设管道线路设施、管道站库设施和管道附属设施。施、管道站库设施和管道附属设施。管道线路管道线路设施是管道运输的主体,主要有石油管道和天设施是管道运输的主体,主要有石油管道和天然气管道。由于管道运输的过程是连续进行的,然气管道。由于管道运输的过程是连续进行的,因此管道两端必须建造足够容纳其所承载货物因此管道两端必须建造足够容纳其所承载货物的储存库。的储存库。、管道站库设施的分类1站点站点 一般分为首站、中间站和末站三种。一般分为首站、中间站和末站三种。首站首站 首站位于管线的首端,其作用一般为汇集货物并将其变成流体然后首站位于管线的首端,其作用一般为汇集货物并将其变成
12、流体然后加压送往中间站。除加压设备外,首站还应具备较强的储存能力和运输加压送往中间站。除加压设备外,首站还应具备较强的储存能力和运输中的计量和预处理能力。中的计量和预处理能力。中间站中间站 中间站位于管线上首站和末站之间,长距离运输时中间站不止一个,中间站位于管线上首站和末站之间,长距离运输时中间站不止一个,中间站的作用主要是给管道加压,为管道运输提供能量。对于某些货物中间站的作用主要是给管道加压,为管道运输提供能量。对于某些货物还需进行其他处理。例如:运输易凝高粘原油,中间站还必须给原油加还需进行其他处理。例如:运输易凝高粘原油,中间站还必须给原油加热以增加其流动性。热以增加其流动性。末站末
13、站 末站位于管线的末端,其作用是接收管道输送的末站位于管线的末端,其作用是接收管道输送的货物,然后送往使用单位或用其他运输方式转运出货物,然后送往使用单位或用其他运输方式转运出去。有些货物在末站还需进行处理,例如:煤浆的去。有些货物在末站还需进行处理,例如:煤浆的脱水、成型。因此,管道的末站应具备较强的储存脱水、成型。因此,管道的末站应具备较强的储存能力和转运能力以及必要的作业能力。能力和转运能力以及必要的作业能力。2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
14、距离愈长,所需的中间泵站愈多。在地形起伏较大的地区,输油管道的末段通过高峰时,油品自该高点至终点所得的位能可能大于为克服流动时的摩擦阻力所需的能量,这样的高点称为翻越点。油品过翻越点后不仅可以自流,还会因位能有余而使流速加快,从而在管道中出现不满流。不满流不仅浪费能量,还会使冲击压力增大,在顺序输送的管道上,则会导致混油量增大。为避免不满流的危害,防止停输时管内油品的静水压力可能超过管道强度的容许值,在翻越点之后要采取措施增加摩擦阻力,如在管道沿线高差很大的管段上设减压站,并设置分隔静水压力的截断阀等。3压气站设置货物经由管道从甲地输送到乙地、必须靠压力来推动,压力站就是管道运输动力的来源。一
15、般管道运输压力的来源有气压式、水压式、重力式及最新的超导体磁力式。通常气体的输送动力来源靠压缩机来提供,这类压力站彼此的设置距离一般为80160 km,液体的输送动力来源则是靠泵提供,这类的压力站设置距离为30160 km.。为提高天然气压力或补充天然气沿管道输送所消耗的压力,需要设置压气站。是否需要建设起点压气站,取决于气田压力。当气田压力能满足输气的需要时,可暂不建站。长距离输气管道必须在沿线建设若干个中间压气站。中间压气站的数目主要由输送距离和压缩比决定。站距主要由输气量确定,每个压气站都要消耗一部分天然气作燃料,因此输气量逐站减欠,从而使各站距也有所不同。在确定站距时,应根据通过该站的
16、实际输气量和进出口压力值,还应综合考虑压气站址的地理、水源、电力、交通等条件。四、管道运输的基本设备四、管道运输的基本设备、运输管道管线一般用钢质的管道焊接而成,能承受较大的压力。根据运输货物的种类和运量的不同,管径、管道压力有大有小。例如:原油管道的管径为273mm一1020mm,成品油管道的管径为59mm一920mm。目前我国管道运行压力都在5MPa以下。运输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。分类:分类:输油管道输油管道输气管道输气管道固体料浆管道固体料浆管道“西气东送西气东送”工程工程五、管道运输的发展趋势五、管道运输的发展趋势l目目前前输输
17、气气管管道道运运输输正正朝朝大大口口径径(1400mm以以上上)、高高压压力力方方向向发发展展,并并不不断断研研制制采采用用新新材材料料、新新技术、新工艺。技术、新工艺。l国外研究的新技术还包括国外研究的新技术还包括新的输气工艺新的输气工艺。l目目前前国国内内采采用用的的大大部部分分是是有有线线载载波波通通讯讯,微微波波通讯通讯也开始得到应用。也开始得到应用。l水水力力管管道道、风风动动管管道道、集集装装胶胶囊囊管管道道和和管管道道旅旅客客运运输输系系统统,但但应应用用最最广广泛泛的的仍仍主主要要是是液液体体输输油管道及输气管道。油管道及输气管道。第二节第二节第二节第二节 输油管道运输设备输油
18、管道运输设备输油管道运输设备输油管道运输设备重点:输油管道的主要设备重点:输油管道的主要设备一、一、输油管道的组成输油管道的组成二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备三三、管道防腐措施管道防腐措施四、四、液化气管道输送的特殊性液化气管道输送的特殊性一、输油管道的组成一、输油管道的组成1.1.输油管种类输油管种类l等温输油管等温输油管l热油输油管热油输油管一、输油管道的组成一、输油管道的组成2.2.组成:组成:(1 1)输输油油站站沿沿管管道道干干线线为为输输送送油油品品而而建建立立的各种站场。的各种站场。l包括:包括:首站、中间站、末站首站、中间站、末站l首站:首站:长输管道的起始点,主
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