第七章 管道运输设备 第一节 管道运输概述 第二节 输油管道运输设备 第三节 输气管道运输设备 第四节 固体料浆管道运输设备

第七章 管道运输 本章需了解管道运输的历史、现状和发展趋 势，管道运输新设备和新技术；理解管道运 输的特点及应用的范围；掌握输油管道、天 然气管道、固体管道运输设备的组成及工作 原理。 本章重点：输油管道运输设备及工作原理。 本章难点：输油管道运输设备及工作原理。

第一节 管道运输概述 重点：特点、分类（ 3 种） 一、一、管道运输的特点 二、二、我国管道运输的差距 三、三、管道运输的发展趋势

一、管道运输的特点  管道运输（ pipeline transportation ）已有约 130 余年的历史。  作为输送原油和成品油最主要的方式之一， 管道运输的发展与能源工业，尤其是石油工 业的发展密切相关。  现代管道运输起源于 19 世纪中叶 1865 年美国 宾夕法尼亚的第一条原油管道。

一、管道运输的特点  我国的管道网建设则始于 20 世纪 50 年代末期 新疆建成的全长为 147km 、管径为 150mm 的 克拉玛依－独山子输油管道。  20 世纪 60 年代以后，随着我国石油工业的蓬 勃发展，大庆、胜利等油田的建设，管道运 输得到了较大发展。  形成以（大）庆铁（岭）、铁（岭）大 （连）、铁（岭）秦（皇岛）、东（营）黄 （岛）和鲁（山东临岜）宁（江苏仪征）五 大干线为主的全国原油长输管道系统。

一、管道运输的特点 1. 运费低，能耗少； 2. 运量大，劳动生产率高； 3. 投资省，占地少； 4. 受外界影响小，安全可靠。

一、管道运输的特点 分类：  输油管道  输气管道  固体料浆管道

二、我国管道运输的差距 1 ．在管道所用管材与制管工艺方面 2 ．在输油工艺方面 3 ．在机、泵、阀门等方面 4 ．在自动化技术方面 5 ．在防腐技术方面 6 ．在管道施工技术方面

三、管道运输的发展趋势 目前输气管道运输正朝大口径（ 1400mm 以 上）、高压力方向发展，并不断研制采用新材 料、新技术、新工艺。 国外研究的新技术还包括新的输气工艺。 目前国内采用的大部分是有线载波通讯，微波 通讯也开始得到应用。 水力管道、风动管道、集装胶囊管道和管道旅 客运输系统，但应用最广泛的仍主要是液体输 油管道及输气管道。

第二节 输油管道运输设备 重点：输油管道的主要设备 一、一、输油管道的组成 二、二、输油管道的主要设备 三、三、管道防腐措施 四、四、液化气管道输送的特殊性

一、输油管道的组成 1. 输油管种类 等温输油管 热油输油管

一、输油管道的组成 2. 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。

一、输油管道的组成 2. 组成： （ 2 ）管线 管道、沿线阀室、穿越设备、管道防腐保 护措施、供电和通讯设施等。

1— 井场； 2— 输油站； 3— 来自油田的输油管； 4— 首站罐区和泵房； 5— 全线调度中心； 6— 清管器发放室； 7— 首站锅炉房； 8— 微波通讯塔； 9— 线路阀室； 10— 维修人员住所； 11— 中间输油站； 12— 穿越铁路； 13— 穿越河流； 14— 跨越工程； 15— 车站； 16— 炼厂； 17— 火车装油线桥； 18— 油轮码头。 长距离输油管组成及油的流程

二、输油管道的主要设备 输油管道的主要设备：  1. 离心泵与输油泵站  2. 输油加热炉  3. 储油罐  4. 管道系统  5. 清管设备  6. 计量及标定装置

二、输油管道的主要设备 1. 离心泵与输油泵站  离心泵：是输油站的核心设备，是将机械能 变成液体动能的动力装置。一般采用电动机、 柴油机或燃气轮机驱动。离心泵和驱动机组 成泵机组，通常一个泵站设几个泵机组，根 据需要采用串联或并联连接。  输油泵站：设于首站和中间站，为油流提供 能量。

二、输油管道的主要设备 2. 输油加热炉  在输送原油的过程中，为降低能量消耗，防 止凝结，减少结腊，通常采用加热炉加热。  直接加热炉  间接加热炉

二、输油管道的主要设备 1 — 燃烧器（火嘴）； 2 — 辐射室； 3 — 对流室； 4 — 烟囱 直接加热炉流程图

二、输油管道的主要设备 3. 储油罐 （ 1 ）作用：储存石油和产品。 （ 2 ）油罐分类：  按建造方式分  按建造材料分  按结构形式分

二、输油管道的主要设备 （ a ）桁架式锥顶油罐 （ b ）悬链式无力矩顶油罐 （ c ）立式圆柱形拱顶钢罐 储油罐示意图

二、输油管道的主要设备 4. 管道系统  有缝钢管、无缝钢管  埋设深度：不小于 0.8m

二、输油管道的主要设备 5. 清管设备  清理管道结腊，保证管道通常。

二、输油管道的主要设备 1 — 前皮碗； 2 — 锅刷； 3 — 刮板； 4 — 后皮碗 机械清管器构造示意图

二、输油管道的主要设备 6. 计量及标定装置  掌握油品的首发量、库存量、损耗量。在现 代化的管道运输系统中，还可以调整运行状 态、矫正压力与流量、检查泄露等。

三、管道防腐措施 化学腐蚀、电化学腐蚀 1. 采用防腐材料管道 2. 在管道中加入缓蚀剂 3. 管壁涂防腐涂层 4. 阴极保护法（外接电源）

四、液化气管道输送的特殊性  1 ．保持液化气管道沿线压力不低于输送温度 下的饱和蒸汽压，以避免液化气汽化降低输量。 一般要求各中间站进站压力比同温下液化气饱 和蒸汽压高 5×10 5 MPa 以上。  2 ．液化气输送管道温度常低于管道周围土壤， 为防止液化气温度升高，管道周围应涂敷绝热 保温层。同时，液化气输送时摩擦阻力会降压 且使温度升高，故长距离输送时，除设加压泵 站外，还应设中间冷却站。

四、液化气管道输送的特殊性  3 ．液化气管道投产前，要用压缩空气推动清 管球驱除管内试压存水，同时还要用低露点 的天然气或氮气为管道置换空气。通常从开 始运行到稳定运行需要一个预冷却过程。  4 ．液化气管道停运时，管道温度会在周围热 量渗透下升温，使管道压力急剧增大，故应 在进出站处设安全阀与空罐相连，使管道压 力保持在安全极限以内。

第三节 输气管道运输设备 一、一、输气管道的组成 二、二、输气管道的主要设备 三、三、增加输气管输气能力

一、输气管道的组成  我国是世界上最早使用管道输送天然气的国家 之一。 1600 年左右，竹管输气已有很大发展。  第一条现代意义的输气管道是 1963 年在四川建 成的、管径 426mm 、长度 55km 的巴渝管线。  18 世纪以前主要是用木竹管道输送， 1880 年首 次出现蒸汽机驱动的压气机， 19 世纪 90 年代钢 管出现后，管道运输进入工业性发展阶段。到 20 世纪 80 年代，全世界的输气管道约近 90 万 km 。  美国、西欧、加拿大及前苏联国家均建成了规 模较大的输气管网甚至跨国输气管道。

一、输气管道的组成  矿场集气管网  干线输气管道 ( 网 )  城市配气管网  相关站、场等

一、输气管道的组成 天然气输送管道系统示意图

二、输气管道的主要设备 1. 矿场集气  任务：从井口开始，经分离、计量、调压、 净化和集中，到输入干线前的一系列过程。  主要设备：井场、集气管网、集气站、天 然气处理厂、外输总站等。

二、输气管道的主要设备 2. 输气站 ( 或压气站 )  任务：对气体进行调压、计量、净化、 加压和冷却，使气体按要求沿着管道向 前流动。每 km 设一个中间压气 站。  核心设备：压缩机和压缩机车间，根据 需要还设有调压计量站和储气库。

二、输气管道的主要设备 3. 干线输气  任务：从首站开始到配气站为止的干线 管网。  高压、大管径是长距离输气管道的发展 方向。

二、输气管道的主要设备 4. 城市配气  任务：从配气站（干线终点）经各级配 气管网和气体调压所，按要求向用户供 气的过程。

三、增加输气管道输气能力  铺设副管  倍增压气站

第四节 固体料浆管道运输设备 一、一、固体料浆管道系统的组成 二、二、固体料浆管道的主要设备

一、固体料浆管道系统的组成  固体浆料管道运输： 将待运输的固体物 质破碎成粉粒状，用适量的液体配制成可输 送的浆液，通过长输管道输送浆液到目的地， 再将固体与液体分离后送给用户。  主要输送物 —— 煤、铁矿石、磷矿石、铜矿 石、铝钒土、石灰石等  配制浆液 —— 主要是水，还有少量的燃料油 或甲醇

一、固体料浆管道系统的组成 组成：浆液制备厂、输送管道、浆液后处 理系统 以煤浆管道为例，包括 : 煤水供应系统、制 浆厂、干线管道、 中间加压泵站、终点脱 水与干燥装置

二、固体料浆管道的主要设备 1. 浆液制备系统 制浆流程示意图 2. 中间泵站 3. 后处理系统 煤浆脱水流程

黑迈萨管道制浆流程示意图

煤浆脱水流程

习题 —— 填空题、问答题 1 ．管道运输的种类分 管道、 管 道和 管道三种。 2 ．输油管道的主要设备有 、 、 、 、 、 。 1 ．管道运输的优点有哪些？

复习题 1 ．试述管道运输的特点。 2 ．试述输油管道的主要设备及工作原理。 3 ．试述输气管道的组成。 4 ．试述固体料浆管道系统的组成及其特点。