输油管道的设计与管理 chapter1 (2)

,单击此处编辑母版标,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程名称：,输油管道设计与管理,作 者：,安家荣,中国石油大学储运工程系,第一章 输油管道概况和勘察设计,第二章 等温输油管道的工艺计算,第三章 加热输送管道的工艺计算,第四章 易凝高粘原油输送,第五章 热油管道的运行管理,第六章 顺序输送,第一节 输油管道概况,第二节 输油管道勘察设计概述,第一章 输油管道概况和勘察设计,管道是石油生产过程中的重要环节，是石油工业的动脉。在石油的生产过程中，自始至终都离不开管道。我们可以把石油的生产过程简单的表示为：,一、概述,用户,炼油厂,矿场油库,转油站,联合站,计量站,油井,矿场油气集输系统,长输管道,原油管道,成品油管道,第一节 输油管道概况,长输管道是长距离输油管道的简称，它是指,流量大，管径大，运距长的自成体系的管道系统,。可简单地表示为,：,首站,收油,计量,加压,加热,中间站,收油,加压,加热,末站,收油,计量,发油,输油管道概况,长输管道总是由,输油站和线路,组成。首站、末站和中间站统称为输油站。,对于原油管道，首站一般在油田，末站一般为炼厂和港口。,为了保证管道的连续运行，首末站一般建有较大的库容，而中间站一般只设一座旁接油罐或事故罐，用以调节流量的不平衡（旁接油罐流程）或事故泄压（密闭流程）。,输油管道一般由离心泵提供压能，电动机为原动机。对于加热输送的管道，由于沿程散热，为了保持油品的温度，沿线还要设加热站，所用燃料一般为所输原油或渣油。,输油管道概况,输油管道概况,为了保证管道的正常运行，全线设有有效的通讯系统，以调度、指挥生产。通讯线路是长输管道的生命线，主要的通讯方式有：有线电话、微波通讯、卫星通讯、网络通讯、无线电通讯。通讯方式的选择主要根据管线所处地区的环境和管线的具体情况确定，一般多采用微波通信系统。对于多雾山区，可采用网络通讯为主，卫星通讯为辅的通讯系统，以确保通讯的安全和畅通。,之所以说通讯线路是长输管道的生命线，是因为如果通讯系统不畅通就会给管道造成重大安全事故。例如,93,年轰动全国的,713,东辛线盗油泄漏案（原油泄漏近万吨）就与通讯系统不畅通有关。,二、输油管道发展概况,管道工业有着悠久的历史。中国是最早使用管道输送流体的国家。早在公元前的秦汉时代，在四川的自贡地区就有人用打通了节的竹子连接起来输送卤水，随后又用于输送天然气。据考证，最早的输气管道是在,1875,年前后在中国四川建成,当时的人们为了输送天然气，把竹子破成两半，打通中央的竹节再重新组合起来，并用麻布绕紧，石灰糊缝将其用做输气管道，长达,100,多公里。现代油气管道始于,19,世纪中叶，,1859,年，在美国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔油田打出了第一口工业油井，所生产的原油起初用马车拉运，导致了严重的交通拥挤。,1886,年，美国又铺设了一条口径为,200mm,，,长为,139km,的输油管道。,美国在,1879,年建成了泰德,瓦特输油管道,(TideWater Pipeline),，被称为全世界第一条长距离输油管。该管道从柯里亚尔通往威廉港，管道直径,152mm,，全长,174km,，年输量,5010,4,。,1865,年，在该油田建造了第一条用于输送原油的管道，管道直径为,50mm,，长约,8km,，输量,127 m,3,/d,，用往复泵驱动,每桶油的运价由马车运输时的,2.5,5,美元降至,1,美元。,1920,年前，管道均采用丝扣连接，因此管径较小。,1920,年，在管道铺设中开始采用气焊，随后又被电焊所取代。金属焊接工艺的发展和完善促进了大口径、长距离管道的发展，同时也促进了新管材的使用。但真正具有现代规模的长输管道始于第二次世界大战。当时由于战争的需要，美国急需将西南部油田生产的油运往东海岸，但由于战争，海上运输常常被封锁而中断，这就促使美国铺设了两条输油管道。一条是原油管道，叫“,Big Inch”,，管径,610mm,，全长,2016km,，日输油能力,47700m,3,，投资近,1,亿美元，由德克萨斯到宾夕法尼亚。另一条为成品油管道，叫“,Little Big Inch”,，管径,500mm,，全长,2640km,，日输能力为,37360m,3,，政府投资,7500,万美元。其中原油管道于,1943,年建造投产，成品油管道,1944,年投产运行。,输油管道概况,从,20,世纪,60,年代起，输油管道向大口径、长距离的方向发展，并出现许多跨国管线。较著名的有：,1964,年，原苏联建成了苏联东欧的“友谊”输油管道，口径为,1020mm,长为,5500km,。,1977,年，建成了第二条“友谊”输油管道，在原苏联境内与第一条管线平行，口径为,1220mm,，长为,4412km,，经波兰至东德。两条管线的输量约为,1,亿吨,/,年。,1977,年，美国建成了世界上第一条伸入北极圈的横贯阿拉斯加管道，口径为,1220mm,，,全长为,1287km,，,其中,900km,管道采用架空保温铺设。年输量约为,1.2,亿,m,3,，,不设加热站，流速达,3m/s,，,靠摩擦热保持油温不低于,60,，投资,77,亿美元。,输油管道概况,1988,年，美国建成了从西部圣巴巴拉至休斯顿的原油管道，管径,762mm,，总长,2731km,，,年输油能力约为,1600,万吨。,输油管道概况,同时，成品油管道也获得了迅速发展。典型的是美国的科罗尼尔成品油管道系统。干线口径为,750,、,800,、,900,、,1000mm,，总长为,8413km,，输油能力为,1.4,亿吨,/,年，采用顺序输送，输送的油品种类多达,100,多种。,三、长输管道的发展趋势,1,、建设高压力、大口径的大型输油管道；,2,、采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材；,4,、采用先进的输油工艺和技术；,3,、采用新型、高效、露天设备；,a.,设计方面，采用航空选线；,b.,采用密闭输送工艺流程，减少油气损耗和 压 能损耗；,c.,采用计算机自控、遥控技术；,d.,用化学药剂（减阻剂、降凝剂）降低能耗。,四、管道运输的特点,1,、长输管道的分类,原油管道,(crude oil trunk line),：,特点是输量大，运距长，管径大，分输点少。起点一般为油田，终点一般是炼厂或港口。,成品油管道,(products pipeline),：,特点是所输油品品种多，批量多，分油点多，采用顺序输送。起点一般为炼厂，终点一般为消费地区的储油库和分配油库。,2,、管输的特点,下表是美国,1975,1980,年各年原油和成品油运输中各种运输工具所占的比例：,年 管道 水运 公路 铁路 总运量,(,亿吨,),1975 48.02 22.06 28.42 1.50 18.32,1976 48.02 21.86 28.75 1.37 19.45,1977 47.95 21.72 28.94 1.39 20.56,1978 46.24 23.68 28.88 1.20 21.24,1979 46.66 23.45 28.68 1.21 20.96,1980 46.21 25.57 27.04 1.18 19.92,由上表看出，管道运输是原油和成品油的主要运输方式。我国已把管道、铁路、水路、公路和空运并列为,5,种主要的运输方式。,输油管道概况,下表为我国,19912000,年原油运输中的各种运输工具所占的比例,.,年份,运输总量,铁路,水运,管道,年,万吨,%,1991,18615.60,7.2,0,26.90,1992,18311.50,7.20,26.20,66.60,1993,18309.13,9.10,24.20,66.70,1994,17790.98,8.28,25.27,66.45,1995,17507.09,9.80,23.00,67.20,1996,17125.96,9.90,21.15,68.97,1997,17037.00,10.40,19.30,70.20,1998,18186.53,9.71,17.59,72.70,1999,17811.27 10.14 15.19 74.67,2000 18911.28 8.97 12.36 78.67,注,:(1)1998-2000,年水运不包括进口运量,390kt,、,2640kt,和,16950kt,。,(2),运输总量均未包括汽车运量,(,每年,300 0kt-5000kt),。,下表为,2000,年国内成品油运输中各种运输方式比例,铁路 水运 公路 管道,%,中国石油,62.9 19.4 11.8 5.9,中国石化,61.6 23.9 14.5 1.8,全国,61.4 22.7 13.3 2.6,管道运输的特点：,运量大，固定资产投资小（与铁路相比）。,管道运输适于大量、单向、定点的运输，不如铁路、公路运输灵活。,占地少，受地形限制小。,运价低，耗能少。,便于管理，易于实现集中控制，劳动生产率高。,受外界限制少，可长期稳定连续运行，对环境 的污染小。,输油管道概况,一条,720,管线的输量约等于一条单线铁路的运量，但造价不如铁路的,1/2,。,管线埋于地下，基本不受恶劣气候的影响，油气污染和噪声污染都比铁路小得多。,原苏联管线运价约为铁路的,1/2,，美国约为铁路的,1/7-1/10,，我国目前基本与铁路持平。,管线埋于地下，地面仍可耕种。铁路的坡度一般不能超过,30,度，而管线不受坡度的限制，有利于翻山越岭，取捷径，起终点相同的两地间，管线的长度一般要比铁路短,30%,。,五、我国输油管道概况,1.,概况,1958,年以前，我国输油管道还是一个空白。,1958,年，我国修建了第一条长输管道：克拉玛依,独山子原油管道。随着我国石油工业的发展，,20,世纪,70,年代开始兴建大型输油管道，我国管道工业进入第一个发展高潮,建设的管道主要是原油管道。到目前为止,我国铺设的百公里以上的原油长输管道,40,余条,管径为,159,720,，形成了具有一定规模的原油管网,(,见全国油气管线分布图,),。,1-1,我国管道工业继第一个发展高潮之后，于,20,世纪,90,年代中期逐渐进入第二个发展高潮，而且目前已经处在发展高潮之中。此次发展高潮以天然气管道和成品油管道建设为主。近几年来，我国已经建成的或正在兴建中的成品油管道有：,1973,年建成的跨越世界屋脊的格尔木,-,拉萨的成品油管道（也是我国的第一条成品油管道）、抚顺至营口的成品油管道、北京至塘沽的成品油管道、兰州,-,成,-,渝成品油管道,、,镇海至萧山成品油管道,、鲁皖成品油管道（起点为青岛大炼油）、珠江三角洲成品油管道、,茂名至昆明成品油管道,、乌鲁木齐,-,兰州的西部成品油管道、,兰州,-,郑州,-,长沙的成品油管道、和计划建设的抚顺,-,郑州的成品油管道,等，逐步形成了规模较大的成品油管网（,全国油气管道分布图,）。,输油管道概况,已经建成和正在兴建的大型输气管道有：陕京输气管道、,西气东输管道,（正在建二线）、涩北西宁兰州天然气管道、忠县至武汉天然气管道、安平,-,济南,-,青岛输气管道、川气东送管道、环珠江三角洲液化天然气管道、海南,-,香港天然气管道、平湖至上海的海底天然气管道等（,全国油气管道分布图,）。,正准备兴建的管道还有中俄天然气管道、中俄原油管道，远景规划可能还有吐库曼斯坦至中国的天然气管道、西西伯利亚至中国天然气管道，以及苏里格气田的外输管道等。,截止,2003,年底，我国油气管道总长,45899km,，其中大陆地区的原油管道总长,15915km,，成品油管道共计,6525km,，海底管道,2126km,。加上近几年修建的成品油和原油管道，总里程已超过,55000km,。,输油管道概况,2,我国输油管道存在的问题,我国管道工业与一些发达国家相比还比较落后。俄罗斯的管道运价约为铁路的,1/2,1/4,，美国约为,1/10,，而我国与铁路运价差不多，甚至有些管线还高于铁路运价。,究其原因，一方面是由于我国原油多数为