新技术应用第一节课件

1、1 油气输送管道的新技术应用油气输送管道的新技术应用第一节第一节 油气管道输送的发展趋势油气管道输送的发展趋势一、我国油气管道一、我国油气管道“十一五十一五”回顾回顾v“十一五十一五”，我国石油与天然气管道建设进，我国石油与天然气管道建设进入了快车道，管线总里程从入了快车道，管线总里程从“十五十五”末的末的4 4万万多公里增加到现在的多公里增加到现在的6 6万多公里，初步形成了万多公里，初步形成了横跨东西、纵贯南北、覆盖全国和连通海外横跨东西、纵贯南北、覆盖全国和连通海外的油气管网体系。的油气管网体系。 2v在东北，在东北，20102010年年11 11月月2 2日，中俄原油管道正式投日，中俄

2、原油管道正式投油运行。油运行。34v19941994年年11 11月，在俄方提议下，中俄双方就此月，在俄方提议下，中俄双方就此问题开始探讨。问题开始探讨。v19961996年年4 4月，两国政府正式确认了中俄原油管月，两国政府正式确认了中俄原油管道项目。道项目。v20012001年年9 9月，中俄两国总理签署了月，中俄两国总理签署了中俄关于中俄关于共同开展铺设中俄原油管道项目可行性研究共同开展铺设中俄原油管道项目可行性研究的总协议的总协议。v20022002年年1212月初，江泽民主席与来访的俄罗斯月初，江泽民主席与来访的俄罗斯总统普京共同签署的联合声明指出中俄原油总统普京共同签署的联合声明指

3、出中俄原油管道项目将按期实施。管道项目将按期实施。5v后俄联邦安全会议决定改变从安加尔斯克至后俄联邦安全会议决定改变从安加尔斯克至中国大庆的石油管道路线中国大庆的石油管道路线( (安大线安大线) )，把该石油，把该石油管线的终点改建在俄远东的纳霍德卡管线的终点改建在俄远东的纳霍德卡( (安纳线安纳线) )。v这与日本的打算不谋而合。日本从首相到外这与日本的打算不谋而合。日本从首相到外相，频繁出动，游说莫斯科，并诱惑俄罗斯相，频繁出动，游说莫斯科，并诱惑俄罗斯放弃与中国的合作，转与日本合作。一时间，放弃与中国的合作，转与日本合作。一时间，输油管道改线问题在俄引起轩然大波。输油管道改线问题在俄引起

4、轩然大波。v“泰纳线泰纳线”的一锤定音，既宣告了喧嚣一时的一锤定音，既宣告了喧嚣一时的的“安大线安大线”和和“安纳线安纳线”的终结，也宣告的终结，也宣告了一场搅动整个东亚地缘政治的远东输油管了一场搅动整个东亚地缘政治的远东输油管道之争落下帷幕。道之争落下帷幕。67v20082008年年1010月月2828日中国和俄罗斯签署了一项期日中国和俄罗斯签署了一项期盼已久的协议，即在盼已久的协议，即在西伯利亚西伯利亚铺设一条通往铺设一条通往中国中国的石油管线。的石油管线。v这条管线将从在建的东西伯利亚太平洋石这条管线将从在建的东西伯利亚太平洋石油管线主干线一直延伸到中国边境，每年可油管线主干线一直延伸到

5、中国边境，每年可向中国输送向中国输送15001500万吨万吨石油石油。v20102010年年8 8月月2929日，俄总理普京出席了中俄石油日，俄总理普京出席了中俄石油管道俄罗斯段的开通仪式，并亲手开启阀门。管道俄罗斯段的开通仪式，并亲手开启阀门。v中俄石油管道全长中俄石油管道全长999999公里，设计年输送原油公里，设计年输送原油能力为能力为15001500万吨。万吨。8v在西北，在西北，20062006年年7 7月，我国首条跨国原油管月，我国首条跨国原油管道道中哈管道全线贯通。中哈管道全线贯通。v20092009年年1212月月1414日，横贯中土哈乌四国的中亚天日，横贯中土哈乌四国的中亚天

6、然气管道工程投产。然气管道工程投产。v在西南，全长在西南，全长16311631公里的中缅原油管道和全长公里的中缅原油管道和全长17271727公里的中缅天然气管道，公里的中缅天然气管道，20102010年年9 9月启动月启动建设。建设。9v中缅原油管道设计能力为中缅原油管道设计能力为22002200万吨万吨/ /年，中缅年，中缅天然气管道年输气能力为天然气管道年输气能力为120120亿立方米亿立方米/ /年，两年，两条管道均起于缅甸皎漂市，从云南省瑞丽市条管道均起于缅甸皎漂市，从云南省瑞丽市进入我国。油气管道入境后，输油管道经贵进入我国。油气管道入境后，输油管道经贵州安顺到达重庆，输气管道经贵

7、州安顺到达州安顺到达重庆，输气管道经贵州安顺到达广西。境内段天然气管道干线长广西。境内段天然气管道干线长17271727公里，公里，投资约投资约420420亿元；原油管道干线长亿元；原油管道干线长16311631公里，公里，投资约投资约300300亿元。油气管道境内段工程预计于亿元。油气管道境内段工程预计于20132013年建成投产。年建成投产。1011121314v在海上，原油码头和在海上，原油码头和LNGLNG项目进展顺利。至项目进展顺利。至此，东北、西北、西南和海上四大油气通道此，东北、西北、西南和海上四大油气通道战略布局初步完成。战略布局初步完成。v与此同时，兰郑长成品油管道、西气东输

8、二与此同时，兰郑长成品油管道、西气东输二线管道西段、涩宁兰复线管道和漠大管道等线管道西段、涩宁兰复线管道和漠大管道等支干线相继投产，国内油气骨干管网建设加支干线相继投产，国内油气骨干管网建设加快推进。油气管道在实现运输变革、推动能快推进。油气管道在实现运输变革、推动能源结构和产业结构调整的同时，更是担负起源结构和产业结构调整的同时，更是担负起保障国家能源安全的使命。保障国家能源安全的使命。 15v20082008年建设的重点管道工程有川气东送、年建设的重点管道工程有川气东送、v西气东输二线、西气东输二线、v永唐秦永唐秦:( :(永清永清唐山唐山秦皇岛秦皇岛) )、v榆林一济南等天然气管道；榆林

9、一济南等天然气管道；v曹妃甸曹妃甸天津等原油管道；天津等原油管道；v兰郑长兰郑长: :郑州郑州安阳汤阴、长岭安阳汤阴、长岭株洲等成品株洲等成品油管道。油管道。16v出于对中国能源供应的保证，中国长距离油出于对中国能源供应的保证，中国长距离油气管道建设并未因为金融危机而降低速度。气管道建设并未因为金融危机而降低速度。v到到20202020年，中国长距离油气管道的建设里程年，中国长距离油气管道的建设里程将至少达到将至少达到1010万万-15-15万公里，由于中国的油气万公里，由于中国的油气资源分布不均，进口油气量越来越大，中国资源分布不均，进口油气量越来越大，中国需要加大投资建设油气管道的力度，未

10、来需要加大投资建设油气管道的力度，未来1010年将迎来中国修建跨国油气管线的高潮。未年将迎来中国修建跨国油气管线的高潮。未来来10101515年，中国经济增长将保持较高速度，年，中国经济增长将保持较高速度，工业化进程进一步加快，油气需求还将继续工业化进程进一步加快，油气需求还将继续呈高速增长态势。呈高速增长态势。17v二、原油管道输送技术的发展趋势二、原油管道输送技术的发展趋势v1 1、输送工艺的多元化、输送工艺的多元化v目前，世界范围内的高粘、易凝原油的长目前，世界范围内的高粘、易凝原油的长距离管道输送基本上仍是采用加热和稀释距离管道输送基本上仍是采用加热和稀释两种工艺。两种工艺。v针对在用

11、管道输量逐渐下降、稠油开采日针对在用管道输量逐渐下降、稠油开采日益增多的现状，以提高管道运行安全性、益增多的现状，以提高管道运行安全性、节能降耗为目的的各种新技术、多元输送节能降耗为目的的各种新技术、多元输送工艺的研究已成热点。工艺的研究已成热点。 18v如对高粘、易凝原油的磁处理、振动如对高粘、易凝原油的磁处理、振动降粘等物理场的处理输送；液环、悬降粘等物理场的处理输送；液环、悬浮、乳化等水处理输送；滑箱、膜袋浮、乳化等水处理输送；滑箱、膜袋等器具处理输送；充气降粘输送，多等器具处理输送；充气降粘输送，多相混合输送等。相混合输送等。v有些已进入工业试验与短距离试输阶有些已进入工业试验与短距离

12、试输阶段。从总体上看，原油管道输送的工段。从总体上看，原油管道输送的工艺正朝着多元化的方向发展。艺正朝着多元化的方向发展。19v2 2、输送设备的高效化、输送设备的高效化v由于长距离原油输送管道装机容量大，能由于长距离原油输送管道装机容量大，能耗大，各国都十分注重输送设备效率的提耗大，各国都十分注重输送设备效率的提高。国外先进的原油输送管道普遍采用高高。国外先进的原油输送管道普遍采用高效加热炉和节能型输油泵。效加热炉和节能型输油泵。v我国目前在长距离原油输送管道上使用的我国目前在长距离原油输送管道上使用的加热设备，与国外先进水平相比，主要存加热设备，与国外先进水平相比，主要存在自动控制和调节系

13、统的实际应用水平不在自动控制和调节系统的实际应用水平不高，换热器、炉管等主要部件的耐腐蚀性高，换热器、炉管等主要部件的耐腐蚀性能差，余热回收装置普遍存在腐蚀、积灰、能差，余热回收装置普遍存在腐蚀、积灰、传热效率不高的问题。传热效率不高的问题。20v发展方向是，大力开展燃烧节能新技术、发展方向是，大力开展燃烧节能新技术、新设备的研究与推广，尤其是高效燃烧器、新设备的研究与推广，尤其是高效燃烧器、余热回收装置以及新型燃油添加剂的研究余热回收装置以及新型燃油添加剂的研究与推广，努力提高加热设备的运行效率。与推广，努力提高加热设备的运行效率。v目前，国外先进输油管道的输油泵普遍采目前，国外先进输油管道

14、的输油泵普遍采用电机调速控制，节电率达用电机调速控制，节电率达4040，节能效，节能效果显著。我国很多管道的输油泵处于不满果显著。我国很多管道的输油泵处于不满负荷状态运行，工作流量远低于额定流量，负荷状态运行，工作流量远低于额定流量，工作压力远高于额定压力，节能潜力很大。工作压力远高于额定压力，节能潜力很大。21v但由于调速节能技术的应用范围较窄，使得但由于调速节能技术的应用范围较窄，使得有些输油管道的输油泵仍旧采用传统的阀门有些输油管道的输油泵仍旧采用传统的阀门节流调节，造成大量的能源浪费。据统计，节流调节，造成大量的能源浪费。据统计，我国输油泵的运行效率比国外先进水平低我国输油泵的运行效率

15、比国外先进水平低10102020。v发展方向是合理的选择调速装置和调速范围。发展方向是合理的选择调速装置和调速范围。一是根据泵的不同运行规律（指泵的流量变一是根据泵的不同运行规律（指泵的流量变化范围和在每种流量下运行的时间）来选择化范围和在每种流量下运行的时间）来选择调速装置。泵的运行规律一般可分为高流量调速装置。泵的运行规律一般可分为高流量变化型、低流量变化型、全流量变化型和全变化型、低流量变化型、全流量变化型和全流量间歇型四种。流量间歇型四种。22v建议高流量变化型泵采用晶闸管串级、液建议高流量变化型泵采用晶闸管串级、液力偶合器等调速方式力偶合器等调速方式；v低流量变化型及全流量间歇型泵采

16、用具备低流量变化型及全流量间歇型泵采用具备低速到全速切换装置的变频调速低速到全速切换装置的变频调速；v对于全流量变化型泵，当低流量运行时间对于全流量变化型泵，当低流量运行时间较长时，采用变频调速方式较合适，若高较长时，采用变频调速方式较合适，若高流量运行时间较长，可采用串级调速或低流量运行时间较长，可采用串级调速或低效调速装置。效调速装置。23v二是根据泵的装机容量选择调速装置。对二是根据泵的装机容量选择调速装置。对于于100kw100kw以上的大型输油泵，选择调速装以上的大型输油泵，选择调速装置时，应优先考虑高效装置；置时，应优先考虑高效装置；v对于对于100kw100kw以下的小容量型输油

17、泵，则应以下的小容量型输油泵，则应首先考虑调速装置的初投资不宜太高。首先考虑调速装置的初投资不宜太高。v三是适当确定调速范围，一般在三是适当确定调速范围，一般在7070100100之间，最低转速应不小于额定转速的之间，最低转速应不小于额定转速的5050。因为当转速低于。因为当转速低于5050时，泵自身的效时，泵自身的效率会明显下降，是不经济的。率会明显下降，是不经济的。243 3、运行管理的高度自动化、运行管理的高度自动化v目前，国外先进的输油管道普遍运用高度自动目前，国外先进的输油管道普遍运用高度自动化的计算计仿真系统模拟管道运行和事故工况，化的计算计仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏

18、检测，优化管道的调试管理，对管道进行泄漏检测，优化管道的调试管理，对管道定期进行安全检测和完整性评价等。定期进行安全检测和完整性评价等。v长输管道仿真系统主要分为三种类型，一是用长输管道仿真系统主要分为三种类型，一是用于油气管道的优化设计、方案优选；二是用于于油气管道的优化设计、方案优选；二是用于对操作人员的培训；三是管道的在线运行管理。对操作人员的培训；三是管道的在线运行管理。v仿真技术在长输管道上的应用，不仅优化了管仿真技术在长输管道上的应用，不仅优化了管道的设计、运行管理，而且为管道企业带来了道的设计、运行管理，而且为管道企业带来了巨大的经济效益。巨大的经济效益。25v管道计算机应用主要

19、体现在管道测绘及地管道计算机应用主要体现在管道测绘及地理信息系统、管道操作优化管理模型和油理信息系统、管道操作优化管理模型和油品运销集成系统三个方面。品运销集成系统三个方面。v如目前比较先进的输油管道地理信息系统如目前比较先进的输油管道地理信息系统（GISGIS）就是融合了原有的输油管道计算机）就是融合了原有的输油管道计算机监控与数据采集（监控与数据采集（SCADASCADA）系统的，实现）系统的，实现了输油管道的地理信息、数据采集、传输、了输油管道的地理信息、数据采集、传输、储存和作图统一作业的，可为输油管道的储存和作图统一作业的，可为输油管道的勘测、设计、施工、投产、运行、监测、勘测、设计

20、、施工、投产、运行、监测、防腐等各阶段提供资料的高智能自动系统。防腐等各阶段提供资料的高智能自动系统。26三、成品油管道输送技术的发展趋势三、成品油管道输送技术的发展趋势v美国的成品油管道输送处于世界领先地位，美国的成品油管道输送处于世界领先地位，其干线管道长度约占世界成品油管道总长其干线管道长度约占世界成品油管道总长度的度的5050；其次是加拿大、西欧和俄罗斯。；其次是加拿大、西欧和俄罗斯。v这些国家的成品油管道都是面向消费中心这些国家的成品油管道都是面向消费中心和用户的多批次、多品种、多出口的商业和用户的多批次、多品种、多出口的商业性运营管道，自动化管理水平高，都实现性运营管道，自动化管理

21、水平高，都实现了运行参数、泄漏检测、混油浓度监测、了运行参数、泄漏检测、混油浓度监测、界面跟综和油品切割的自动控制。界面跟综和油品切割的自动控制。 27v并且正在向着大口径、大输量、多批次、多品并且正在向着大口径、大输量、多批次、多品种、高度自动化运行管理的方向发展，除输送种、高度自动化运行管理的方向发展，除输送成品油外，还输送其他体烃类化合物，输送计成品油外，还输送其他体烃类化合物，输送计划非常饱满。如目前世界最大的成品油管道系划非常饱满。如目前世界最大的成品油管道系统统美国的科洛尼尔管道，双向可顺序输送美国的科洛尼尔管道，双向可顺序输送118118种不同品牌的成品油，一个顺序周期仅为种不同

22、品牌的成品油，一个顺序周期仅为5 5天。天。v我国的成品油管道输送不论是在数量上，还是我国的成品油管道输送不论是在数量上，还是在技术水平上都有较在的差距。目前，我国成在技术水平上都有较在的差距。目前，我国成品油的运输仍以铁路为主，管道运输仅占全部品油的运输仍以铁路为主，管道运输仅占全部运输量的运输量的2 23 3。而且这些管道输送油品。而且这些管道输送油品品种少，技术水平不高。品种少，技术水平不高。 28v成品油管道输送的发展，将是我国管道建成品油管道输送的发展，将是我国管道建设的重点。成品油管道发展的方向是：结设的重点。成品油管道发展的方向是：结合原油资源及炼油企业生产情况，依据市合原油资源

23、及炼油企业生产情况，依据市场需求，按照产运销一体化的原则，贯通场需求，按照产运销一体化的原则，贯通炼油厂、商业油库、转运站，形成网络。炼油厂、商业油库、转运站，形成网络。v据有关规划，我国将构建北油南调和西油据有关规划，我国将构建北油南调和西油东送的成品油管道干线框架，预计到东送的成品油管道干线框架，预计到20102010年，我国将投运的成品油输送管道增加年，我国将投运的成品油输送管道增加10000 km10000 km以上，使输送能力达到以上，使输送能力达到9 910107 7t/at/a以上。以上。 29v初步构建成东北初步构建成东北华北、西北华北、西北西南、西西南、西北北华中、华南华中、

24、华南西南、长江三角洲、珠江西南、长江三角洲、珠江三角洲、鲁苏皖以及浙闽沿海地区的成品油三角洲、鲁苏皖以及浙闽沿海地区的成品油管道输送骨架。管道输送骨架。v中远期发展中短距离管道，实现点、线连接，中远期发展中短距离管道，实现点、线连接，点、点连接，逐步形成成品油管道输送网络。点、点连接，逐步形成成品油管道输送网络。v在加快成品油管道建设速度的同时，必须高在加快成品油管道建设速度的同时，必须高度重视成品油管道技术水平的提高，借鉴国度重视成品油管道技术水平的提高，借鉴国外先进管理方法，引进和消化国外先进技术，外先进管理方法，引进和消化国外先进技术，尽快我国成品油管道输送的技术水平。尽快我国成品油管道

25、输送的技术水平。30四、天然气管道输送技术的发展趋势四、天然气管道输送技术的发展趋势1 1、天然气产、天然气产运运销一体化趋势销一体化趋势v由天然气的性质决定，从气田的井口装置开由天然气的性质决定，从气田的井口装置开始，经矿场集气、干线输气，再通过配气管始，经矿场集气、干线输气，再通过配气管网到用户，天然气所经过的各环节构成了一网到用户，天然气所经过的各环节构成了一个连续的、密闭的水力学系统。天然气的产、个连续的、密闭的水力学系统。天然气的产、运、销具有一体化特点。在确定长距离输气运、销具有一体化特点。在确定长距离输气管道的建设方案时，必须同时将上游的气源管道的建设方案时，必须同时将上游的气源

26、建设和下游的市场开发统筹起来考虑。建设和下游的市场开发统筹起来考虑。312 2、干线管道的大口径、高压力、大输量趋势、干线管道的大口径、高压力、大输量趋势v目前，俄罗斯、西欧、北美一些发达国家的目前，俄罗斯、西欧、北美一些发达国家的天然气干线管道的直径一般在天然气干线管道的直径一般在10001000，输送，输送压力大都超过压力大都超过10MPa10MPa以上，其机组功率和管以上，其机组功率和管道输送能力都较大。道输送能力都较大。v如俄罗斯通往欧洲的天然气干线管道直径达如俄罗斯通往欧洲的天然气干线管道直径达14201420，阿意输气管道的最高出站压力达，阿意输气管道的最高出站压力达21MPa21

27、MPa。我国西气东输管道的直径为。我国西气东输管道的直径为10161016，输 送 压 力输 送 压 力 1 0 M P a1 0 M P a ， 设 计 输 送 能 力， 设 计 输 送 能 力1.21.210101010mm3 3/a/a。该管道在一些方面达到或接。该管道在一些方面达到或接近世界先进水平。近世界先进水平。323 3、天然气的计量、检测、减阻技术、天然气的计量、检测、减阻技术v计量在天然气的管道输送中占有重要的地位，计量在天然气的管道输送中占有重要的地位，精确的计量不仅可以避免天然气贸易中上、精确的计量不仅可以避免天然气贸易中上、中、下游间的诸多矛盾，还可以提高管道的中、下游间的诸多矛盾，还可以提高管道的管理水平。天然气计量技术经历了体积计量、管理水平。天然气计量技术经历了体积计