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1、第七章第七章第七章第七章 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1第七章第七章第七章第七章 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
2、及及工工作作原理。原理。l本章重点本章重点：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。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。2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3一、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
3、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。4一、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
4、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，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。5一、管道运输的特点一、管道运输的特点l1.运费低，能耗少；运费低，能耗少；l2.运量大，劳动生产率高；运量大，劳动生产率高；l3.投资省，占地少；投资省，占地少；l4.受外界影响小，安全可靠。受外界影响小，安全可靠。6一、管道运输的特点一、管道运输
5、的特点分类：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7二、我国管道运输的差距二、我国管道运输的差距l1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l2在输油工艺方面在输油工艺方面l3在机、泵、阀门等方面在机、泵、阀门等方面l4在自动化技术方面在自动化技术方面l5在防腐技术方面在防腐技术方面l6在管道施工技术方面在管道施工技术方面8三、管道运输的发展趋势三、管道运输的发展趋势l目目前前输输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
6、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。9第二节第二节第二节第二节 输油管道运输设备输油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
7、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10一、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11一、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，主要任务是集油、输送。长输管道的起始点，主要任务是集油、输送。l中间站：中间站：为油流提供能量，即加压泵站和加热站。为油流提供能量，即加压泵站和加热站。l末末站站：位位
8、于于管管道道的的终终点点，往往往往是是受受油油单单位位的的油油库库或或转运油库。转运油库。12一、输油管道的组成一、输油管道的组成2.2.组成：组成：（2 2）管线）管线l管管道道、沿沿线线阀阀室室、穿穿越越设设备备、管管道道防防腐腐保保护措施、供电和通讯设施等护措施、供电和通讯设施等。131井场；井场；2输油站；输油站；3来自油田的输油管；来自油田的输油管；4首站罐区和泵房；首站罐区和泵房；5全线调度中心；全线调度中心；6清管器发放室；清管器发放室；7首站锅炉房；首站锅炉房；8微波通讯塔；微波通讯塔；9线路阀室；线路阀室；10维修人员住所；维修人员住所；11中间输油站；中间输油站；12穿越铁
9、路；穿越铁路；13穿越河流；穿越河流；14跨越工程；跨越工程；15车站；车站；16炼厂；炼厂；17火车装油线桥；火车装油线桥；18油轮码头。油轮码头。长距离输油管组成及油的流程长距离输油管组成及油的流程14二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备输油管道的主要设备：输油管道的主要设备：1.1.离心泵与输油泵站离心泵与输油泵站2.2.输油加热炉输油加热炉3.3.储油罐储油罐4.4.管道系统管道系统5.5.清管设备清管设备6.6.计量及标定装置计量及标定装置15二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备1.1.离心泵与输油泵站离心泵与输油泵站离离心心泵泵：是是输输油油站站的的核核心心设设备备
10、，是是将将机机械械能能变变成成液液体体动动能能的的动动力力装装置置。一一般般采采用用电电动动机机、柴柴油油机机或或燃燃气气轮轮机机驱驱动动。离离心心泵泵和和驱驱动动机机组组成成泵泵机机组组，通通常常一一个个泵泵站站设设几几个个泵泵机机组组，根根据需要采用串联或并联连接。据需要采用串联或并联连接。输输油油泵泵站站：设设于于首首站站和和中中间间站站，为为油油流流提提供供能量。能量。16二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备2.2.输油加热炉输油加热炉在在输输送送原原油油的的过过程程中中，为为降降低低能能量量消消耗耗，防防止凝结，减少结腊，通常采用加热炉加热。止凝结，减少结腊，通常采用加热炉加
11、热。直接加热炉直接加热炉间接加热炉间接加热炉17二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备11燃烧器（火嘴）；燃烧器（火嘴）；22辐射室；辐射室；33对流室；对流室；44烟囱烟囱直接加热炉流程图直接加热炉流程图18二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备3.3.储油罐储油罐（1 1）作用：）作用：储存石油和产品。储存石油和产品。（2 2）油罐分类：）油罐分类：按建造方式分按建造方式分按建造材料分按建造材料分按结构形式分按结构形式分19二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备（a）桁架式锥顶油罐桁架式锥顶油罐 （b）悬链式无力矩顶油罐悬链式无力矩顶油罐 （c）立式圆柱形拱顶钢罐立式圆柱
12、形拱顶钢罐储油罐示意图储油罐示意图20二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备4.管道系统管道系统有缝钢管、无缝钢管有缝钢管、无缝钢管埋设深度：不小于埋设深度：不小于0.8m21二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备5.5.清管设备清管设备清理管道结腊，保证管道通常。清理管道结腊，保证管道通常。22二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备11前皮碗；前皮碗；22锅刷；锅刷；33刮板；刮板；44后皮后皮碗碗机械清管器构造示意图机械清管器构造示意图23二、二、输油管道的主要设备输油管道的主要设备6.6.计量及标定装置计量及标定装置掌掌握握油油品品的的首首发发量量、库库存存量量、损损耗
13、耗量量。在在现现代代化化的的管管道道运运输输系系统统中中，还还可可以以调调整整运运行行状状态、矫正压力与流量、检查泄露等。态、矫正压力与流量、检查泄露等。24三、管道防腐措施三、管道防腐措施化学腐蚀、电化学腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀l1.1.采用防腐材料管道采用防腐材料管道l2.2.在管道中加入缓蚀剂在管道中加入缓蚀剂l3.3.管壁涂防腐涂层管壁涂防腐涂层l4.4.阴极保护法（外接电源）阴极保护法（外接电源）25四、液化气管道输送的特殊性四、液化气管道输送的特殊性1保保持持液液化化气气管管道道沿沿线线压压力力不不低低于于输输送送温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸汽汽压压，以以避避免免液液化化气气汽汽化
14、化降降低低输输量量。一一般般要要求求各各中中间间站站进进站站压压力力比比同同温温下下液液化化气气饱饱和蒸汽压高和蒸汽压高5105MPa以上。以上。2液液化化气气输输送送管管道道温温度度常常低低于于管管道道周周围围土土壤壤，为为防防止止液液化化气气温温度度升升高高，管管道道周周围围应应涂涂敷敷绝绝热热保保温温层层。同同时时，液液化化气气输输送送时时摩摩擦擦阻阻力力会会降降压压且且使使温温度度升升高高，故故长长距距离离输输送送时时，除除设设加加压压泵泵站外，还应设站外，还应设中间冷却站中间冷却站。26四、液化气管道输送的特殊性四、液化气管道输送的特殊性3液液化化气气管管道道投投产产前前，要要用用压
15、压缩缩空空气气推推动动清清管管球球驱驱除除管管内内试试压压存存水水，同同时时还还要要用用低低露露点点的的天天然然气气或或氮氮气气为为管管道道置置换换空空气气。通通常常从从开开始运行到稳定运行需要一个始运行到稳定运行需要一个预冷却过程预冷却过程。4液液化化气气管管道道停停运运时时，管管道道温温度度会会在在周周围围热热量量渗渗透透下下升升温温，使使管管道道压压力力急急剧剧增增大大，故故应应在在进进出出站站处处设设安安全全阀阀与与空空罐罐相相连连，使使管管道道压压力力保持在保持在安全极限安全极限以内。以内。27第三节第三节第三节第三节 输气管道运输设备输气管道运输设备输气管道运输设备输气管道运输设备
16、一、一、输气管道的组成输气管道的组成二、二、输气管道的主要设备输气管道的主要设备三三、增加输气管输气能力增加输气管输气能力28一、一、输气管道的组成输气管道的组成v我我国国是是世世界界上上最最早早使使用用管管道道输输送送天天然然气气的的国国家家之一。之一。1600年左右，竹管输气已有很大发展。年左右，竹管输气已有很大发展。v第第一一条条现现代代意意义义的的输输气气管管道道是是1963年年在在四四川川建建成的、管径成的、管径426mm、长度长度55km的巴渝管线。的巴渝管线。v18世世纪纪以以前前主主要要是是用用木木竹竹管管道道输输送送，1880年年首首次次出出现现蒸蒸汽汽机机驱驱动动的的压压气
17、气机机，19世世纪纪90年年代代钢钢管管出出现现后后，管管道道运运输输进进入入工工业业性性发发展展阶阶段段。到到20世纪世纪80年代，全世界的输气管道约近年代，全世界的输气管道约近90万万km。v美美国国、西西欧欧、加加拿拿大大及及前前苏苏联联国国家家均均建建成成了了规规模较大的输气管网甚至跨国输气管道。模较大的输气管网甚至跨国输气管道。29一、一、输气管道的组成输气管道的组成F矿场集气管网矿场集气管网F干线输气管道干线输气管道( (网网) )F城市配气管网城市配气管网F相关站、场等相关站、场等30一、一、输气管道的组成输气管道的组成天然气输送管道系统示意图天然气输送管道系统示意图31二、输气
18、管道的主要设备二、输气管道的主要设备1.1.矿场集气矿场集气F任任务务：从从井井口口开开始始，经经分分离离、计计量量、调调压压、净化和集中，到输入干线前的一系列过程。净化和集中，到输入干线前的一系列过程。F主主要要设设备备：井井场场、集集气气管管网网、集集气气站站、天天然气处理厂、外输总站等。然气处理厂、外输总站等。32二、输气管道的主要设备二、输气管道的主要设备2.2.输气站输气站( (或压气站或压气站) )F任任务务：对对气气体体进进行行调调压压、计计量量、净净化化、加加压压和和冷冷却却，使使气气体体按按要要求求沿沿着着管管道道向向前流动。每前流动。每110-150110-150kmkm设
19、一个中间压气站。设一个中间压气站。F核核心心设设备备：压压缩缩机机和和压压缩缩机机车车间间，根根据据需要还设有调压计量站和储气库。需要还设有调压计量站和储气库。33二、输气管道的主要设备二、输气管道的主要设备3.3.干线输气干线输气F任任务务：从从首首站站开开始始到到配配气气站站为为止止的的干干线线管网。管网。F高高压压、大大管管径径是是长长距距离离输输气气管管道道的的发发展展方向。方向。34二、输气管道的主要设备二、输气管道的主要设备4.4.城市配气城市配气F任任务务：从从配配气气站站（干干线线终终点点）经经各各级级配配气气管管网网和和气气体体调调压压所所，按按要要求求向向用用户户供供气的过
20、程。气的过程。35三、增加输气管道输气能力三、增加输气管道输气能力F铺设副管铺设副管F倍增压气站倍增压气站36第四节第四节第四节第四节 固体料浆管道运输设备固体料浆管道运输设备固体料浆管道运输设备固体料浆管道运输设备一、一、固体料浆管道系统的组成固体料浆管道系统的组成二、二、固体料浆管道的主要设备固体料浆管道的主要设备37一、固体料浆管道系统的组成一、固体料浆管道系统的组成F固固体体浆浆料料管管道道运运输输：将将待待运运输输的的固固体体物物质质破破碎碎成成粉粉粒粒状状，用用适适量量的的液液体体配配制制成成可可输输送送的的浆浆液液，通通过过长长输输管管道道输输送送浆浆液液到到目目的的地地，再将固
21、体与液体分离后送给用户。再将固体与液体分离后送给用户。F主主要要输输送送物物煤煤、铁铁矿矿石石、磷磷矿矿石石、铜铜矿石、铝钒土、石灰石等矿石、铝钒土、石灰石等F配配制制浆浆液液主主要要是是水水，还还有有少少量量的的燃燃料料油或甲醇油或甲醇38一、固体料浆管道系统的组成一、固体料浆管道系统的组成l组组成成：浆浆液液制制备备厂厂、输输送送管管道道、浆浆液液后后处处理系统理系统l以以煤煤浆浆管管道道为为例例，包包括括: : 煤煤水水供供应应系系统统、制制浆浆厂厂、干干线线管管道道、 中中间间加加压压泵泵站站、终终点点脱水与干燥装置脱水与干燥装置39二、固体料浆管道的主要设备二、固体料浆管道的主要设备
22、1.1.浆液制备系统浆液制备系统l制浆流程示意图制浆流程示意图2.2.中间泵站中间泵站3.3.后处理系统后处理系统l煤浆脱水流程煤浆脱水流程40黑迈萨管道制浆流程示意图黑迈萨管道制浆流程示意图41煤浆脱水流程煤浆脱水流程42习题习题填空题、问答题填空题、问答题l1管管道道运运输输的的种种类类分分 管管道道、 管管道和道和 管道三种。管道三种。l2输油管道的主要设备有输油管道的主要设备有 、 、 、 、 、 。l1管道运输的优点有哪些？管道运输的优点有哪些？43复习题复习题l1试述管道运输的特点。试述管道运输的特点。l2试述输油管道的主要设备及工作原理。试述输油管道的主要设备及工作原理。l3试述输气管道的组成。试述输气管道的组成。l4试述固体料浆管道系统的组成及其特点。试述固体料浆管道系统的组成及其特点。44
