交通运输设备 第一章 绪论 第二章 铁路运输设备 第三章 城市轨道交通设备 第四章 道路运输设备 第五章 水路运输设备 第六章 航空运输设备 第七章 管道运输设备 11:35 11:35 46 157 1

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 11:35 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 11:35 46

第七章 管道运输设备 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 第七章 管道运输设备 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。 重点、难点： 输油管道运输设备及工作原理。 11:35 46

第一节 管道运输概述 一、管道运输的特点 二、我国管道运输的差距 三、管道运输的发展趋势 11:35 46

管道运输的历史 现代管道运输： 起源于1865年美国宾夕法尼亚第一条原油管道， 140余年的历史。 作为输送原油和成品油最主要的方式之一，管道运输的发展与石油工业的发展密切相关。 11:35 46

管道运输的历史 中国 始于20世纪50年代末期： 新疆克拉玛依－独山子输油管道， 全长为147km、管径为150mm。 20世纪60年代： 石油工业的发展，大庆、胜利等油田建设。 五大干线： （大）庆铁（岭）、 铁（岭）大（连）、 铁（岭）秦（皇岛）、 东（营）黄（岛）（胜利油田） 鲁（山东临岜）宁（江苏仪征） 11:35 46

一、管道运输的特点 1.运费低，能耗少； 铁路的22% 2.运量大，劳动生产率高； 直径720mm,2000万t=一条铁路; 100km操作人员:铁路的1/2,公路的1/9 3.投资省，占地少； 不绕行，长度短;施工周期短；占地：铁路1/9 4.受外界影响小，安全可靠。 密闭，长期稳定运行，无噪声 11:35 46

一、管道运输的特点 缺点： 1.灵活性差，定点、量大的流体单向运输 2.经济数量范围小，增加、减少均会造成成本增加 3.不能停输、反输 4.起量高，油田开发初期产量低 11:35 46

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 承压较低，泵站间距短 2．在输油工艺方面 高凝固点，高蜡，高粘度，需加热 3．在机、泵、阀门等方面 大排量，高效率离心泵， 4．在自动化技术方面 国外：全线集中控制自动化技术，国内：试用微波通讯 5．在防腐技术方面 国外：阴极保护，管道涂层； 国内：沥青玻璃布涂层 6．在管道施工技术方面 机械化水平、焊接工艺等差距 11:35 46

三、管道运输的发展趋势 大口径： 1400mm以上，增加能力，降低投资和输气成本 高压力： 减少压气站数量，降低成本，需要高强度钢材 通讯系统： 调度指挥工具 目前-有线载波通讯，微波通讯 水力管道、风动管道、集装胶囊管道和管道旅客运输系统 真空管道运输 11:35 46

第一节 管道运输概述 目前： 输油管道 输气管道 固体料浆管道 11:35 46

第二节 输油管道运输设备 一、输油管道的组成 二、输油管道的主要设备 三、管道防腐措施 四、液化气管道输送的特殊性 11:35 46

一、输油管道的组成 组成： 1.输油站 2.管线 11:35 46

一、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。 首站：起点，任务：集油、计量、加压后输送； 中间站：加压、升温。 末站：接受油品，油罐和计量装置。 11:35 46

一、输油管道的组成 2.管线 管道、沿线阀室、 穿越江河山谷设施、 管道防腐保护设施、 供电和通讯设施等。 11:35 46

输油管种类 等温输油管 轻质或低凝点原油、无需加热 热油输油管 易凝结、高粘、凝固点高于周围环境温度 11:35 46

输油管道组成 15车站 1井场 14跨越工程 2输油站 11中间输油站 16炼厂 5全线调度中心 8微波通讯塔 13穿越河流 12穿越铁路 17火车装油线桥 1井场 2输油站 4首站罐区泵房 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 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 18油轮码头 输油管道组成 11:35 46

穿越江河山谷设施 11:35 46

二、输油管道的主要设备 （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定装置 11:35 46

（一）离心泵与输油泵站 泵机组：离心泵和驱动机， 离心泵：核心设备,机械能-液体动能。 原理：叶轮旋转产生离心力，液体甩出， 叶轮中心压力降低，液体在压力差下吸入 驱动：电动机、柴油机或燃气轮机。 串联或并联。 11:35 46

吐出 吸入 叶轮 11:35 46

（一）离心泵与输油泵站 输油泵站： 设于首站和中间站，为油流提供能量（压力和热能） 输油泵房 总阀室 清管器收发装置 计量间 油罐区 油品预处理（油气分离，首站） 加热炉 （几十公里） 等 11:35 46

（二）输油加热炉 为防止凝结，减少结蜡，降低动能损耗，采用加热炉加热，使原油温度升高。 1.间接加热炉 利用中间热载体加热油品 （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定 （二）输油加热炉 为防止凝结，减少结蜡，降低动能损耗，采用加热炉加热，使原油温度升高。 1.间接加热炉 利用中间热载体加热油品 安全、可靠、结构复杂、造价高 2.直接加热炉 11:35 46

（二）输油加热炉 直接加热炉流程图 1.从燃烧器喷出的燃料在辐射室内燃烧， 火焰温度：1500-1800℃（不能直接冲刷） 70%热量以辐射方式传递 2.火焰部分热量成为700-900℃的烟气进入对流室 以对流方式传递 油的流动？ 2辐射室 3对流室 4烟囱 燃烧器(火嘴) 直接加热炉流程图 11:35 46

立式原油加热炉 范 围： 立式原油加热炉出力4.21mw～28mw， 加热原油温度：60～80℃， 范 围： 立式原油加热炉出力4.21mw～28mw， 加热原油温度：60～80℃， 原油额定压力：0.7mpa～2.5 mpa 用 途： 广泛应用于石油工业及原油集中处理 及炼油厂稳定及分离工艺中 特 点： 翅片管式加热，多燃烧头设计， 热管式空气预器，热效率高 立式设计，占地省，维护简单、方便 节能环保，运行安全，稳定 多级火力比例调节，适应工况变化能力强 智能化控制，多重安全联锁保护， 操作简单、舒适 11:35 46

（三）储油罐 （1）作用：储存石油和其产品。 （2）分类： 按建造方式分 地下、半地下和地上 按建造材料分 金属：钢质，安全可靠，经久耐用， （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定 （三）储油罐 （1）作用：储存石油和其产品。 （2）分类： 按建造方式分 地下、半地下和地上 按建造材料分 金属：钢质，安全可靠，经久耐用， 非金属（砖砌、钢筋混凝土）:地下、半地下，原油或重油， 优点：蒸发低，抗腐蚀强， 缺点：易渗漏（不均匀沉陷裂纹），不适合轻质油 11:35 46

二、输油管道的主要设备 立式圆柱形拱顶钢罐 厚度：12(上)-4（下）mm 11:35 46

（四）管道系统 有缝钢管： 无缝钢管：壁薄、质轻、安全可靠，造价高。用于工作压力高、作业频繁的主要管线 螺旋焊接钢管（大口径） （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定 （四）管道系统 有缝钢管： 无缝钢管：壁薄、质轻、安全可靠，造价高。用于工作压力高、作业频繁的主要管线 11:35 46 螺旋焊接钢管（大口径）

（四）管道系统 埋设深度： 不小于0.8m（负荷损害） 同时略低于冰冻线处（等温输送管） 地下水位较低，高寒地区，可采取较大的埋深 地下水位较高，铺设在地下水位上 11:35 46

（五）清管设备 管道结蜡： 管径缩小，阻力增加，能力下降，丧失流动性，凝管事故 机械清蜡原理： （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定 （五）清管设备 管道结蜡： 管径缩小，阻力增加，能力下降，丧失流动性，凝管事故 机械清蜡原理： 从泵站放入刮蜡器械，利用泵输送原油，顶挤清蜡工具 要求： 不使管道变形，容易通过，清蜡器不易变形和损坏 11:35 46

（五）清管设备 机械清管器构造示意图 优点：效果好，寿命长，缺点：变形管道通过能力差，笨重 1—前皮碗；2—锅刷；3—刮板；4—后皮碗 11:35 46

（五）清管设备 泡沫清管器 和机械优缺点相反 用于有大变形的管道 “智能”检测清管小车 11:35 46

（六）计量及标定装置 掌握： 油品的收发量、库存量、损耗量。 监测： 调整运行状态、 校正输油压力与流速、 发现泄露等。 （一）离心泵与输油泵站 （二）输油加热炉 （三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定 （六）计量及标定装置 掌握： 油品的收发量、库存量、损耗量。 监测： 调整运行状态、 校正输油压力与流速、 发现泄露等。 11:35 46

三、管道防腐措施 腐蚀穿孔引起泄露和爆炸 防腐措施： 化学腐蚀、电化学腐蚀 1.采用耐腐材料：聚氯乙烯管 2. 加入缓蚀剂，抑制内壁腐蚀 （有机缓蚀剂主要包括膦酸（盐）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。） 3.内外壁涂防腐绝缘层：环氧树脂，减少阻力 4.阴极保护法：外接电流 11:35 46

四、液化气管道输送的特殊性 原理工艺与输油大致相同 1．中间站进站压力：。 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（高5×105MPa ），避免液化气汽化降低输量。 2．管道周围涂敷绝热保温层：防止温度升高。 摩擦阻力会降压且使温度升高。 解决办法：设中间冷却站： 11:35 46

四、液化气管道输送的特殊性 3．管道投产前： 要用压缩空气推动清管球驱除管内试压存水， 还要用天然气或氮气为管道置换空气。 4．停运时： 管道温度在周围热量渗透下升温，管道压力急剧增大， 应在进出站处设安全阀与空罐相连，压力保持在安全极限下。 11:35 46

一、输气管道的组成 二、输气管道的主要设备 （一）矿场集气 （二）输气站 （三）干线输气 （四）城市配气 三、增加输气管输气能力 第三节 输气管道运输设备 一、输气管道的组成 二、输气管道的主要设备 （一）矿场集气 （二）输气站 （三）干线输气 （四）城市配气 三、增加输气管输气能力 11:35 46

第三节 输气管道运输设备 历史 我国： 1600年左右：竹管输气。 第三节 输气管道运输设备 历史 我国： 1600年左右：竹管输气。 1963年：第一条现代意义的输气管道，巴渝管线。管径426mm、长度55km。 世界： 18世纪以前：木竹管道， 1880年：蒸汽机驱动的压气机， 1890年：钢管，进入工业性发展阶段。 大规模输气管网、跨国输气管道： 美国、西欧、加拿大及前苏联国家。 11:35 46

一、输气管道的组成 系统组成： 矿场集气管网 干线输气管道(网) 城市配气管网 相关站、场等设备 输气系统 11:35 46

二、输气管道的主要设备 （一）矿场集气 （二）输气站 （三）干线输气 （四）城市配气 11:35 46

（一）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。 11:35 46

（二）输气站(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。 中间压气站间距：110-150km，提供压力能 核心设备：压气机 1.压气站 2.调压计量站： 末站，调节气体压力、测量气体流量，分配气量，分输到储气库 3.储气库： 均衡输气，解决气体昼夜和季节消费不均衡问题 11:35 46

（二）输气站(压气站) 压气机： 容积型： 速度型： 压缩气体，增加密度， 提高压力 活塞式往复压缩机 提高气体速度, 动能-压力能 离心式旋转压缩机 占绝对优势 11:35 46

（二）输气站(压气站) 离心式压缩机 11:35 46

（三）干线输气 定义：从首站开始到终点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。 11:35 46

（四）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。 配气站：干线的终点，城市配气起点； 气体分离、调压、计量和添味 储气库：调节输气与供气间的不平衡 11:35 46

三、增加输气管道输气能力 1.铺设副管： 扩建原有压气站，增加并联机组 2.倍增压气站： 在站间增建新的压气站， 站间距缩小一半，输气能力增加到1.414倍 11:35 46

第四节 固体料浆管道运输设备 一、固体料浆管道系统的组成 二、固体料浆管道的主要设备 （一）浆料制备系统 （二）中间泵站 （三）后处理系统 第四节 固体料浆管道运输设备 一、固体料浆管道系统的组成 二、固体料浆管道的主要设备 （一）浆料制备系统 （二）中间泵站 （三）后处理系统 11:35 46

一、世界浆体管道技术发展简介 1957年，世界第一条煤浆管道在美国俄亥俄州建成。 1967年，世界第一条铁精矿管道在澳大利亚建成。 1977年，巴西建成世界上规模最大的萨马科铁精矿管道。 目前，全世界已建成浆体长距离运输管道上百条，包括：瓮福、尖山、大红山等，分布在五大洲二十个国家，年输送总量一亿八千万吨。

美国1970年建成的黑迈萨管线(440公里),年输煤480万吨,至今已安全运行三十多年。

二、中国管道输送发展状况 目前国内利用管道输送矿浆的矿山共有四家： 山西省太钢尖山铁精粉矿浆管道（图片） 昆钢大红山铁精粉矿浆管道 包钢铁精矿浆管道 贵州瓮福磷矿浆体管道 以上矿浆管道情况，简单介绍如下：

中国浆体管道简介 山西省太钢尖山铁精粉矿浆管道 昆钢大红山铁精粉矿浆管道 包钢铁精矿浆管道 贵州瓮福磷精矿浆体管道 95年动工，97年试车成功。管道全长102公里，管径229.7毫米，精矿运量200万吨/年，矿浆重量浓度63％～65％。 昆钢大红山铁精粉矿浆管道 管道全长171公里，途经新平、峨山、晋宁、安宁四个县市共11个乡镇。于2007年4月25日 调试完成投入生产，管道直径为244.5毫米。管道建设共打穿总长度为15公里的10条隧道，其中最长的一条达2460米，通过管道运输每年可降低运输成本约2~3亿元。 包钢铁精矿浆管道 从包钢到白云鄂博拟建145公里长、年输水2000万吨、输送铁精粉350万吨的管线及配套200万吨铁精粉选矿厂。 贵州瓮福磷精矿浆体管道 浓度为55-60%的磷精矿浆经全长46公里的管道输送到矿区磷肥加工厂。

第四节 固体料浆管道运输设备 原理： 将待运输的固体物质破碎成粉粒状， 与适量的液体配制成可输送的浆液， 第四节 固体料浆管道运输设备 原理： 将待运输的固体物质破碎成粉粒状， 与适量的液体配制成可输送的浆液， 通过长输管道输送到目的地，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 浆液配置载体： 水，燃料油或甲醇 11:35 46

一、固体料浆管道系统的组成 和输气、输油大致相同，多了制浆、脱水设备 组成部分： 浆液制备厂、输送管道、浆液后处理系统 煤浆管道： 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 11:35 46

二、固体料浆管道的主要设备 （一）浆液制备系统 制浆流程示意图 （二）中间泵站 （三）后处理系统 煤浆脱水流程 11:35 46

（一）浆液制备系统 制浆流程示意图 流程： 振动筛粗选 进入 球磨机破碎 经二级振动筛筛分 进棒磨机掺水细磨 粗浆液进入储浆槽 由提升泵送至 安全筛筛分 进入稠浆储罐 管输前： 试验环管检验浓度 外输储罐 增压泵，加压 送干线 制浆流程示意图 11:35 46

（三）后处理系统 煤浆脱水流程 泵 细浆液 粗浆液 废液 煤粒 泵将浆液输送到振动筛中区分为粗、细浆液。 压滤机 泵 煤浆脱水流程 泵将浆液输送到振动筛中区分为粗、细浆液。粗浆液进入离心脱水机，脱水后的煤粒可直接输送给用户，排出的废液输入浓缩池与细粒浆液一起，经浓缩后再经压滤机压滤脱水，最后输送给用户。 泵将浆液输送到振动筛中区分为粗、细浆液。 粗浆液进入离心脱水机，脱水后的煤粒可直接输送给用户， 排出的废液输入浓缩池与细粒浆液一起，经浓缩后再经压滤机压滤脱水，最后输送给用户。 11:35 46

尖山铁矿浓缩池俯视图 11:35 46

搅 拌 槽

喂料泵

主泵:隔膜泵

出口搅拌槽

出口搅拌槽

挤压式过滤机

真空过滤机

第一条输煤管道开工受阻 隐现地方政府利益博弈 2012-05-23 09:09:15　来源: 网易财经　 中国即将兴建的第一条也是目前世界上唯一一条输煤管道在开工前夕出现卡壳。 由陕煤化集团投资70亿元筹建的这条神渭管道输煤项目原定于4月份开工，但是现在正式开工日期已经无限期推迟。原因是陕西省榆林市政府方面始终不予批准。最新的消息是，陕西省政府高层本周将赴榆林市协调此事。 输煤管道在中国已经规划并争论数十年， 已经有多个项目胎死腹中，神渭项目将 是最接近成功的一次。如今遭遇阻碍， 这中间除了用管道输煤面临的技术争议外， 还包括难以协调的地方利益。 11:35 46

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．管道运输的种类分 管道、 管道和 管道三种。 2．输油管道的主要设备有 、 、 、 、 、 。 3．管道运输的优点有哪些？ 11:35 46

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。 11:35 46