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管道运输 物流工程12 1第三组 组内成员 王昱婷王真真徐鲁薛媛衣红霖尹凤于杰张琳琳张帅张烁周晨朱尚荣 1 本章内容 管道运输的基本概述管道运输系统的组成与工艺管道运输的管理 2 管道运输的基本概述 一 管道运输的概念 管道运输是指用加压设施加压流体 液体或气体 或流体与固体混合物 通过管道输送到使用地点的输送系统 管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式 是一种专门由生产地向市场输送石油 煤和化学产品的运输方式 借助管道送气体 液体 固体的运输技术 3 管道运输的基本概述 二 管道运输的特点 管道既是运输工具 但并不移动 又是运输通道 它通过输送设备 如泵 压缩机等 驱动货物 使之通过管道流向目的地 管道运输适合于定点 量大 单向的流体运输 4 管道运输的基本概述 优点 营运费低 能耗小输送系统简单 基建投资少建设速度快 施工周期短运输量大安全可靠 连续性强 作业率高受地形限制少占地少 有利于环境保护和生态平衡 缺点 专用性强 只能输送特定物料灵活性差 输送能力不易改变只能定向定点运输浆体脱水处理 5 管道运输的基本概述 三 管道运输的分类 按照运输物品的不同分类 1 原油管道世界上的原油总运量中约有85 95 是用管道运输的 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 3 天然气管道天然气管道是输送气田天然气和油田伴生气的输气管道 由开采地或处理厂输送到城市配气中心 是陆地上大量运输天然气的主要方式 4 固体料浆管道输送大量煤炭料浆 6 管道运输的基本概述 按管道的用途分类 1 集油 气 管道用于收集从地层中开采出来的未经处理的原油 天然气 2 输油 气 管道以输气管道为例 主要输送经过符合管道输送质量标准的天然气 3 配油 气 管道是指生产终端与用户之间的管道 7 管道运输的基本概述 四 管道运输的基本设施 管道运输系统的基本设施主要包括管道 储存库 压力站和控制中心1管道管道是管道运输系统中最主要的部分 制造材料可以是金属 混凝土或塑胶 由其输送货物的种类及所承受的压力决定 2储存库由于管道运输的过程是连续进行的 因此管道两端必须有足够容纳其所承载货物的储存库3压力站压力站是管道运输的动力来源 靠压力推动货物运送的目的地 动力来源有气压式 水压式 重力压式以及最新的超导体磁力式 气压式压力站距离一般80 160km液压式压力站一般30 160km4控制中心随时检测 监视管道运输设备的运转情况 防止意外的发生 8 管道运输的组成与工艺 一 管道运输系统组成 管道运输系统主要有输油管道 输气管道和固体浆料管道运输等 一 输油管道1输油管道的组成1 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 2 管线 输油管道的管线包括管道 沿线阀室以及保护设施 供电和通讯设施2输油管道设备1 离心泵 是将其他能转化为液体能的液力机械 是输油管线的心脏 2 输油泵站 设于首站和中间输油站 基本任务时给油流一定的能量 压力能或热能 3 输油加热炉 使原有温度升高 防止原油在管道中凝结 减少结蜡 降低动能损耗 9 管道运输的组成与工艺 4 储油罐5 管道系统6 清管设备 油品在输送过程中 管道结蜡使管径缩小 造成生产能力下降 一般采用人清蜡球或其他类型的刮蜡机械 在管内顶清蜡 使蜡清除随油流走7 计量以及标定装置 为保证输油计划的完成 加强生产管理 必须对油品进行计量 掌握油的收发量 库存量及耗损量 它还是检测输油管线运行的中枢 可以通过流量计调整权限运行状态 校正输油压力与流速 发现泄漏等 10 管道运输的组成与工艺 二 输气管道系统 1输气管道的组成输气管道系统主要有矿场集气网 干线输气管道 城市配气管网以及与此相关的站 场等设备组成 这些设备从气田的进口装置开始 经矿场集气 净化及干线输送 再经配气网送到用户 形成一个统一的 密闭的输气系统2输气管道的主要设备1 矿场集气设备集气过程从井口开始 经分离 计量 调压净化和集中等一系列过程 到干线输送为止 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 其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 11 管道运输的组成与工艺 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 4 城市配气系统是指从终点配气站开始 通过各级配气管网和气体调压所按用户压球直接想用户供气的过程 12 管道运输的组成与工艺 三固体料浆管道系统1料浆管道系统的组成料浆管道的基本组成部分与输气 输油管道大致相同 外加一些制浆 脱水干燥设施2料浆管道的主要设备1 料浆制备系统2 中间泵站3 后处理系统 13 管道运输的组成与工艺 二 管道运输的工艺 一 管道输油工艺管道输油工艺是指实现管道油品输送的技术和方法 即根据油品性质和输量 确定输送方法和流程 输油站类型和位置 选择钢材和主要设备 制定运行方案和输量调节措施 1油品输送方法根据油品性质和管道所处的环境确定 轻质成品油和低凝固点 低粘度的原油常采取等温输送方法 即炼油厂或油田采出的油品直接进入管道 对轻质成品油大多采用顺序输送方法 对易凝高粘油品目前常用加热 掺轻油稀释 热处理 水悬浮 加改性剂和减阻剂等输送方法 14 管道运输的组成与工艺 2输送流程管道沿线上下两泵站之间的连接方式 有开式流程和密闭流程两种 开式流程是指上站来油通过中间泵站的常压油罐输往下站的输送流程 密闭流程是在中间泵站不设油罐 上站来油直接进泵 沿管道全线的油品在密闭状态下输送 全线各泵站是相互串联工作的水力系统 所以各站输量相等 同开式流程相比 密闭流程的优点是 避免油品在常压油罐中的蒸发损耗 减少能量损失 站间的余压可与下站进站 15 管道运输的组成与工艺 3 泵站布置油品在输油首站加压进人管道后 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 输送距离愈长 所需的中间泵站愈多 沿线各中间泵站的位置 是在管道设计时 用水力坡降线在管道纵断面图上作图并初步选定 最后经现场勘察确定的 4 管道事故防护输油管道上某个泵站突然停电或事故停泵 或阀门误关 使上站来油在进站处突然受阻 油流的动能转化为压力能 会使进站处的压力骤然升高 这种因流速迅速变化而引起压力变化的现象称为水击 水击产生的压力可能超过管道和设备的强度极限而造成破坏 在密闭输送时须有防止水击破坏的措施 进站处须设立超压保护装置 16 管道运输的组成与工艺 二 管道输气工艺 管道输气工艺指实现天然气管道输送的技术和方法 主要是根据气源条件及天然气组分 确定输气方式 流程和运行方案 确定管材 管径 设备 沿线设站的类型及站距等 现代天然气管道输送普遍采用压气机提供压力能 对所输送的天然气的质量有严格的要求 1 输气流程来自气井的天然气先在集气站进行加热 降压 分离 计量后进入天然气处理厂 脱除水 硫化氢 二氧化碳 然后进入压气站 除尘 增压 冷却 再输入输气管道 在沿线输送过程中 压力逐渐下降 经中间压气站增压 输至终点调压计量站和储气库 再输往配气管网 气田井口压力降低时 则需建矿场压气站增压 17 管道运输的组成与工艺 输气流程图 18 管道运输的组成与工艺 三 固体料浆管道的输送工艺 固体料浆管道的输送工艺包括以下三个步骤 1 制浆将待输送的固体破碎到所需粒度范围 并经筛选 组成适当的颗粒级配 再掺水制成浓度适宜的浆液 煤浆液的重量浓度一般在50 左右 铁矿浆液的重量浓度约为66 2 管道输送根据年输送量选择适宜的管径 确定临界流速 以高于临界流速的速度输送配制好的浆液 3 固液分离对由管道输送至末站的浆液进行脱水 分离出固体 然后供给用户 浆液输送过程中 靠增压设备为浆液提供输送动力 3 固液分离对由管道输送至末站的浆液进行脱水 分离出固体 然后供给用户 浆液输送过程中 靠增压设备为浆液提供输送动力 19 管道运输的组成与工艺 固体料浆管道的输送工艺 20 管道运输的管理 一 管道运输生产管理 管道生产管理是指管道运行过程中利用技术手段对管道运输实行统一的指挥和调度 以保证管道在最优化状态下长期安全而平稳的运行 从而获得最佳经济效益的过程 管道生产管理包括管道生产计划管理 管道输送技术管理 管道输送设备管理和管道线路管理 前两者合称管道运行管理 一 管道输送计划管理根据管道所承担的运输任务和管道设备状况编制合理的运行计划 以便有计划的进行生产 管道输送计划管理首先是编制管道输送的年度计划 根据年度计划安排管道输送的月计划 批次计划 周期计划等 然后根据这些计划安排管道全线的运行计划 编制管道站 库的输入和输出计划 以及分输和配气计划 另一方面 根据输送任务和管道设备状况 编制设备维护检修计划和辅助系统作业计划 21 管道运输的管理 二 管道输送技术管理根据管道输送的货物特性 确定输送方式 工艺流程和管道运行的基本参数等 以实现管道生产最优化 三 管道输送设备管理对管道站 库的设备进行维护和修理 以保证管道的正常运行 四 管道线路管理对管道线路进行管理 以防止线路受到自然灾害或其他因素的破坏 22 管道运输的管理 二 管道运输安全管理 一 输油管道事故 1 管道强度不足造成破坏 2 管道腐蚀穿孔 3 凝管事故 4 设备事故 5 自然灾害 6 违规事故 23 管道运输的管理 二 输油管道的维修和抢修 当输油管道发生穿孔 破裂 蜡堵 凝管或其他设备事故时 都可能伴随出现跑油或发生火灾事故 其后果是很惨重的 所以 一旦发生事故 必须组织力量进行抢修 而日常的维护保养更是不可缺少的 如果是管道穿孔 破裂跑油 应选择适当的位置开挖储油池 防止原油泄漏污染农田