《中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国石油大学(华东)输油管道设计与管理储运教案（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、输油管道设计与管理输油管道设计与管理 中国石油大学储运工程系中国石油大学储运工程系 主讲人 史秀敏主讲人 史秀敏 杨杨 飞飞 油气储运专业基础课程 第一章 输油管道概况和勘察设计 第二章 等温输油管道的工艺计算 第三章 加热输送管道的工艺计算 第五章 热油管道的运行管理 第六章 顺序输送 第一节 输油管道概况 第二节 输油管道勘察设计概述 第一章 输油管道概况和勘察设计 管道是石油生产过程中的重要环节 是石油工业的动脉 在石油的 生产过程中 自始至终都离不开管道 我们可以把石油的生产过程 简单的表示为 一 概述 用户炼油厂 矿场油库转油站联合站计量站油井 矿场油气集输系统 长输管道 原油管道成
2、品油管道 第一节 输油管道概况 长输管道是长距离输油管道的简称 它是指流量大 管径 大 运距长的自成体系的管道系统 可简单地表示为 首站 收 油 计 量 加 压 加 热 中间站 收 油 加 压 加 热 末站 收 油 计 量 发 油 输油管道概况 长输管道总是由输油站和线路组成 首站 末站和中间站统 称为输油站 对于原油管道 首站一般在油田 末站一般为炼厂和港口 为了保证管道的连续运行 首末站一般建有较大的库容 而 中间站一般只设一座旁接油罐或事故罐 用以调节流量的不 平衡 旁接油罐流程 或事故泄压 密闭流程 输油管道一般由离心泵提供压能 电动机为原动机 大功率 2000 3000kW 对于加热
3、输送的管道 由于沿程散热 为 了保持油品的温度 沿线还要设加热站 所用燃料一般为所 输原油或渣油 输油管道概况 输油管道概况 为了保证管道的正常运行 全线设有有效的通讯系统 以调度 指挥生 产 通讯线路是长输管道的生命线 主要的通讯方式有 有线电话 微 波通讯 卫星通讯 网络通讯 无线电通讯 通讯方式的选择主要根据 管线所处地区的环境和管线的具体情况确定 一般多采用微波通信系统 对于多雾山区 可采用网络通讯为主 卫星通讯为辅的通讯系统 以 确保通讯的安全和畅通 之所以说通讯线路是长输管道的生命线 是因为如果通讯系统不畅通就 会给管道造成重大安全事故 例如93年轰动全国的713东辛线盗油泄漏 案
4、 原油泄漏近万吨 就与通讯系统不畅通有关 二 输油管道发展概况 管道工业有着悠久的历史 中国是最早使用管道输送流体的国 家 早在公元前的秦汉时代 在四川的自贡地区就有人用打通 了节的竹子连接起来输送卤水 随后又用于输送天然气 据考 证 最早的输气管道是在1875年前后在中国四川建成 当时的 人们为了输送天然气 把竹子破成两半 打通中央的竹节再重 新组合起来 并用麻布绕紧 石灰糊缝将其用做输气管道 长 达100多公里 现代油气管道始于19世纪中叶 1859年 在美 国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔油田打出了第一口工业油井 所 生产的原油起初用马车拉运 导致了严重的交通拥挤 1886年 美国又铺设了一条
5、口径为200mm 长为139km的输 油管道 美国在1879年建成了泰德 瓦特输油管道 Tide Water Pipeline 被称为全世界第一条长距离输油管 该管道从柯 里亚尔通往威廉港 管道直径152mm 全长174km 年输量 50 104 1865年 在该油田建造了第一条用于输送原油的管道 管 道直径为50mm 长约8km 输量127 m3 d 用往复泵驱动 每桶油的运价由马车运输时的2 5 5美元降至1美元 1920年前 管道均采用丝扣连接 因此管径较小 1920年 在管道铺设中 开始采用气焊 随后又被电焊所取代 金属焊接工艺的发展和完善促进了 大口径 长距离管道的发展 同时也促进了
6、新管材的使用 但真正具有现 代规模的长输管道始于第二次世界大战 当时由于战争的需要 美国急需 将西南部油田生产的油运往东海岸 但由于战争 海上运输常常被封锁而 中断 这就促使美国铺设了两条输油管道 一条是原油管道 叫 Big Inch 管径610mm 全长2016km 日输油能力47700m3 投资近1亿美 元 由德克萨斯到宾夕法尼亚 另一条为成品油管道 叫 Little Big Inch 管径500mm 全长2640km 日输能力为37360m3 政府投资7500 万美元 其中原油管道于1943年建造投产 成品油管道1944年投产运行 输油管道概况 从20世纪60年代起 输油管道向大口径 长
7、距离的方向发展 并出现许 多跨国管线 较著名的有 1964年 原苏联建成了苏联 东欧的 友谊 输油管道 口径为1020mm 长为5500km 1977年 建成了第二条 友谊 输油管道 在原苏联境内与第一条管线平 行 口径为1220mm 长为4412km 经波兰至东德 两条管线的输量约 为1亿吨 年 1977年 美国建成了世界上第一条伸入北极圈的横贯阿拉斯加管道 口 径为1220mm 全长为1287km 其中900km管道采用架空保温铺设 年 输量约为1 2亿m3 不设加热站 流速达3m s 靠摩擦热保持油温不低于 60 投资77亿美元 输油管道概况 1968年发现阿拉斯加北坡油田 1973年底
8、 开始准备修建管道 从1974年4月到1977年 4月 三年间修建了世界上第一条伸入北极 圈的原油管道 起自美国阿拉斯加最北部 北坡的普拉德霍湾 纵贯整个阿拉斯加地 区 终止于南部阿拉斯加湾的不冻港瓦尔 迪兹 管道沿线通过700公里左右的永冻土 地带 所经地区的冬季气温一般在 48 至 51 之间 最低气温为 57 输油管道概况 1988年 美国建成了从西部圣巴巴拉至休斯顿的原油管道 管径762mm 总长2731km 年输油能力约为1600万吨 输油管道概况 同时 成品油管道也获得了迅速发展 典型的是美国的科罗 尼尔成品油管道系统 干线口径为750 800 900 1000mm 总长为8413
9、km 输油能力为1 4亿吨 年 采用顺 序输送 输送的油品种类多达100多种 三 长输管道的发展趋势 1 建设高压力 大口径的大型输油管道 2 采用高强度 高韧性 可焊性良好的管材 4 采用先进的输油工艺和技术 3 采用新型 高效 露天设备 a 设计方面 采用航空选线 b 采用密闭输送工艺流程 减少油气损耗和 压 能损耗 c 采用计算机自控 遥控技术 d 用化学药剂 减阻剂 降凝剂 降低能耗 5 注重管道风险管理和完整性评估 6 重视管道前期工作 可行性研究 踏勘等 四 管道运输的特点 1 长距离输油管道分类 原油管道 crude oil trunk line 特点是输量大 运距 长 管径大
10、分输点少 起点一般为油田 终点一般 是炼厂或港口 成品油管道 products pipeline 特点是所输油品品种 多 批量多 分油点多 采用顺序输送 起点一般为 炼厂 终点一般为消费地区的储油库和分配油库 2 管输的特点 下表是美国1975 1980年各年原油和成品油运输中各种 运输工具所占的比例 年 管道 水运 公路 铁路 总运量 亿吨 1975 48 02 22 06 28 42 1 50 18 32 1976 48 02 21 86 28 75 1 37 19 45 1977 47 95 21 72 28 94 1 39 20 56 1978 46 24 23 68 28 88 1
11、20 21 24 1979 46 66 23 45 28 68 1 21 20 96 1980 46 21 25 57 27 04 1 18 19 92 由上表看出 管道运输是原油和成品油的主要运输方式 我国已把管道 铁路 水路 公路和空运并列为5种主要的 运输方式 输油管道概况 13 2 24 下表为我国1991 2000年原油运输中的各种 运输工具所占的比例 年份 运输总量 铁路 水运 管道 年 万吨 1991 18615 60 7 20 26 90 1992 18311 50 7 20 26 20 66 60 1993 18309 13 9 10 24 20 66 70 1994 177
12、90 98 8 28 25 27 66 45 1995 17507 09 9 80 23 00 67 20 1996 17125 96 9 90 21 15 68 97 1997 17037 00 10 40 19 30 70 20 1998 18186 53 9 71 17 59 72 70 1999 17811 27 10 14 15 19 74 67 2000 18911 28 8 97 12 36 78 67 注 1 1998 2000 年水运不包括进口运量 390kt 2640kt和 16950kt 2 运输总量均未包括汽车运量 每年 300 0kt 5000kt 下表为2000年国
13、内成品油运输中各种运输方式比例 铁路 水运 公路 管道 中国石油 62 9 19 4 11 8 5 9 中国石化 61 6 23 9 14 5 1 8 全国 61 4 22 7 13 3 2 6 管道运输的特点 运量大 固定资产投资小 与铁路相比 管道运输适于大量 单向 定点的运输 不如铁路 公 路运输灵活 占地少 受地形限制小 运价低 耗能少 便于管理 易于实现集中控制 劳动生产率高 受外界限制少 可长期稳定连续运行 对环境 的污染小 输油管道概况 一条720管线的输量约等于一条单线 铁路的运量 但造价不如铁路的1 2 管线埋于地下 基本不受恶 劣气候的影响 油气污染和 噪声污染都比铁路小得
14、多 原苏联管线运价约为铁路的1 2 美国约为铁路的1 7 1 10 我国 目前基本与铁路持平 管线埋于地下 地面仍可耕种 铁路 的坡度一般不能超过30度 而管线不 受坡度的限制 有利于翻山越岭 取 捷径 起终点相同的两地间 管线的 长度一般要比铁路短30 五 我国输油管道概况 1 概况 1958年以前 我国输油管道还是一个空白 1958年 我国修 建了第一条长输管道 克拉玛依 独山子原油管道 随着我 国石油工业的发展 20世纪70年代开始兴建大型输油管道 我国管道工业进入第一个发展高潮 建设的管道主要是原油 管道 到目前为止 我国铺设的百公里以上的原油长输管道 60余条 管径为159 720
15、形成了具有一定规模的原油管网 见全国油气管线分布图 46 2 23 我国管道工业继第一个发展高潮之后 于20世纪90年代中期逐渐进 入第二个发展高潮 而且目前已经处在发展高潮之中 此次发展高 潮以天然气管道和成品油管道建设为主 近几年来 我国已经建成 的或正在兴建中的成品油管道有 1973年建成的跨越世界屋脊的格 尔木 拉萨的成品油管道 也是我国的第一条成品油管道 抚顺至 营口的成品油管道 北京至塘沽的成品油管道 兰州 成 渝成品油管 道 镇海至萧山成品油管道 鲁皖成品油管道 起点为青岛大炼油 珠江三角洲成品油管道 茂名至昆明成品油管道 乌鲁木齐 兰州 的西部成品油管道 兰州 郑州 长沙的成品
16、油管道 和计划建设的抚 顺 郑州的成品油管道等 逐步形成了规模较大的成品油管网 全国 油气管道分布图 输油管道概况 已经建成和正在兴建的大型输气管道有 陕京输气管道 西气 东输管道 正在建二线 涩北西宁兰州天然气管道 忠县至 武汉天然气管道 安平 济南 青岛输气管道 川气东送管道 环珠江三角洲液化天然气管道 海南 香港天然气管道 平湖 至上海的海底天然气管道等 全国油气管道分布图 正准备兴建的管道还有中俄天然气管道 中俄原油管道 远景规划可能还有吐库曼斯坦至中国的天然气管道 西西伯利亚至中国天然气管道 以及苏里格气田的外输 管道等 截止2003年底 我国油气管道总长45899km 其中大陆地 区的原油管道总长15915km 成品油管道共计6525km 海底管道2126km 加上近几年修建的成品油和原油管道 总里程已超过55000km 输油管道概况 2 我国输油管道存在的问题 我国管道工业与发达国家相比还存在一定的差距 俄罗 斯的管道运价约为铁路的1 2 1 4 美国约为1 10 而我 国与铁路运价差不多 甚至有些管线还高于铁路运价 究其原因 一方面是由于我国原油多数为易凝或高粘原 油
