油气管道输送第一章概述.ppt

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1、1,油气管道输送,2,课程性质,主要专业课程之一。从专业内容分，是石油天然气储存与运输的一大分支;从本专业的就业岗位群分，是油气矿场集输、油气储存与销售、油气管道输送、城市燃气输配四大岗位群之一。,3,课程主要内容,主要学习原油、成品油、天然气等不同介质的和管道输送方法，学习其不同管道的工艺设计计算、运行管理、操作维修、事故状态分析等内容，。学习的重点在于应用。其中天然气管道输送部分由张国栋老师讲授。,4,主要学习参考文献,1、杨筱蘅、张国忠编输油管道设计与管理石油大学出版社.19962、曲慎杨编原油管道工程 石油工业出版社.19913、严大凡、张劲军编油气储运工程中国石化出版社.20034、

2、蔡春知编油气储运工艺石油工业出版社.19945、编写组编中国油气管道石油工业出版社.2004,5,第一章 概 述,第一节 油气管道输送的发展概况一、油气管道输送的产生1、世界第一条输油管道管道输油是伴随着石油工业的发展而产生的，1859年8月美国在宾夕法尼亚州打出了第一口油井，所生产的原油用木桶马车送至火车站外运。,6,马车运输，运送能力小，受天气、交通等因素影响大，不能满足油田生产的需要。为了适应油田开采的需要，1865年10月美国修建了世界上的第一条输油管道，用以把原油从油田输送到火车站。该管道直径为50mm，长9756m，输送能力为2.8m3/h（约2万吨/年），动力设备为蒸汽驱动的往复

3、泵。,7,为了适应天然气开采的需要，1886年美国建设了世界上第一条工业规模的长距离输气管道。该管道从宾夕法尼亚州的凯恩到2、世界第一条工业输气管道纽约州的布法罗，全长140km，管径为200mm。,8,3、我国油气管道输送的产生我国是世界上最早使用管子输送液体的国家，早在秦代就用打通要竹节的竹筒连接起来输送卤水，到了蜀汉时代，又用以输送天然气。但由于旧中国长期封建制度的束缚和帝国主义列强的侵略、掠夺，直到解放，我国没有建成一条工业规模的油气输送管道。,9,新中国成立后，随着新疆、四川等地油、气田的发现与开采，我国于1958年建设了第一条原油输送管道。该管道从新疆克拉玛依油田到独山 子炼油厂，

4、全长147Km，管径150mm。随后，又于1963年建设了条第一条天然气输送管道。该 管道从重庆巴县石油沟气田至重庆孙家湾，简称巴渝线。,10,二、油气管道输送的发展1、焊接与制管技术的提高为油气管道输送的发展创造了条件 1928年电弧焊技术的问世以及无缝钢管的应用，为油气管道输送的发展创造了技术条件，使管道输油得到较快的发展。,11,2、第二次世界大战的需要促进了油气管道输送的发展 油气管道输送技术的第一次飞跃是在第二次世界大战期间。当时由于战争的需要，美国急需将西南部油田生产的油品运往东海岸，而由于德国潜艇对油轮的袭击，海上运输受到严重威胁。为了战争的需要，美国于1942年抢建了一条从德克

5、萨斯,12,到宾夕法尼亚的原油输送管道。该管道直径达到600mm，在当时是最大的，长为2000多公里,输量为1500万吨/年。半年后，又建成了从德克萨斯到新泽西的成品油管道，该管道直径500mm,长2700多公里，输量为1300万吨/年。,13,同时还铺设了一条从美国西南部到东海岸的输气管道，该管道直径为600mm，长为2000多公里。水底输 油管道的建设，在第二次世界大战期间，也得到了发展。苏联军队为了列宁格勒保卫战的需要，于1942年5月秘密在拉多加湖铺设了一条湖底管道。其管径100mm，总35km(水下27 km）。,14,该管道从1942年6月至43年3月，秘密输送油料47400t，为

6、列宁格勒保卫战的胜利做出了贡献。1944年8月，美英联军在英吉利海峡和多佛尔海峡铺设了10多条海底管道，保障了诺曼底登陆战役的燃料供应。,15,这些输油、输气管道的建设，保障了战时的能源供给，对保证第二次世界大战的胜利起了重要作用。同时，也对输油、输气管道的建设起了极大的推动作用。,16,3、战后60年的经济发展为油气管道输送的发展带来了机遇第二次世界大战以后，随着世界范围内经济的恢复，石油天然气工业的快速发展，油气管道的建设得到了前所末有的发展。据统计，到20世纪末，全世界已修建的原油、天然气及成品油输送干线总长度达200多万km，最大管径达1420mm，最高工作压力达16MPa。,17,我

7、国油气输送管道从无到有，到2003年底，已建成的油气管道总长度45865km，其中，陆上原油输送管道15915km，天然气输送管道21299km，成品油输送管道6525km，海底管2126km。,18,（1）我国原油输送管道 我国原油输送管道主要集中在东北、华北和华东地区东北输油管网以大庆原油的外输为主，辐射辽河、吉林油田。其干线主要由大庆至铁岭的大铁复线，铁岭至大连的铁大线，铁岭至秦皇岛的铁秦线。全长2000多公里，管径均为720mm，年输送能力4000万吨/年。,19,华北地区的原油输送管道主要包括从秦皇岛向北京房山 石化（东方红炼油厂）输油的秦京管道，华北、大港等油田的外输管道等。其中秦

8、京管道全长324.6km，管径529mm，输送能力750万吨/年。,20,华东地区的原油输送管道主要包括鲁宁干线输油系统、东黄输油管道和甬沪宁输油管道。鲁宁干线输油系统包括从山东临邑至江苏仪征的干线及从胜利油田向临邑首站供油的东临支线、从中原油田向临邑首站供油的濮临支线和从华北油田向临邑首站供油的沧临支线等。,21,其中，鲁宁干线全长665.37km，管径720mm，设计工作压力4.2Mpa，输送能力2000万吨/年，中间设11座热泵站。东黄输油管道于1974年7月投产，全长248.93km，管径529mm，设计工作压力4.2Mpa，输送能力1000万吨/年，中间设5座热泵站。用于胜利原油的海

9、上外运和出口。,22,东黄输油管道复线于1986年7月投产，全长248.52km，管径720mm，设计工作压力6.57Mpa，输送能力2000万吨/年。1998年10月，黄岛油港改为进口原油。甬沪宁原油管道起自浙江宁波，向上海和南京输送进口原油。管道全长645 km，管径762mm，设计工作压力10Mpa，输送能力2000万吨/年，投产于2004年6月。,23,（2）我国天然气输送管道我国天然气输送管道主要有川渝天然气环网，忠武、陕京、涩宁兰等天然气管道以及西气东输天然气管道系统等。川渝天然气环网分南北两个半环建设。东起重庆垫江，西至成都青白江。依次连接川东、川南、川西南、川西北等四个产气区的

10、70多个气田。,24,南北环于1987年连头并网，干线总长2905.9km，最大管径720mm，设计工作压力4.06.0Mpa，输送能力达30亿立方米/年。忠武输气管道由一条干线和三条支线组成，西起重庆忠县，东至湖北武汉，辐射四川、湖北、湖南等三省15市，全长1375.4km，最大管径720mm，设计工作压力7.0Mpa，输送能力30亿立方米/年。,25,陕京输气管道西起陕西长庆油田的靖边首站，东至首都北京的石景山区衙门口末站，途经陕西、山西、河北、北京等三省一市22个市县，全长918.42km，最大管径660mm，设计工作压力6.4Mpa，输送能力达33亿立方米/年。,26,涩宁兰输气管道西

11、起青海油田的涩北首站，东输经西宁至兰州，全长953km，管径660mm，设计工作压力6.4Mpa，输送能力达20亿立方米/年。2001年9月全线建成。,27,西气东输主干线西起新疆塔里木油田的轮南首站，横贯10个省、市、自治区，东止于我国最大的工业化城市上海市的白鹤镇末站。主干线全长3856km，管径1016mm，设计工作压力10Mpa，设计输送能力120亿立方米/年，可稳定供气30年。,28,与主干线同步建设的还有定远至合肥、南京至芜湖、常州至杭州等三条支干线和江苏至河北的一条联络线。全线总长5144km。主干线自西向东沿途穿过戈壁、沙漠、黄土高原地区，翻越太行山、太岳山、吕梁山，穿跨越黄河

12、3次、长江与淮河各一次。,29,西气东输管道系统，是迄今为止我国输送距离最长、管径最大、设计工作压力最高、输送能力最大、自动控制程度最高、辐射地域最广、建设规模与投资最大的管道。,30,（3）我国的成品油输送管道我国的成品油输送管道干线主要有格拉、兰成渝和西南输油管道等。格拉成品油输送管道起于青海省的格尔木市，终于西藏自治区的拉萨市，位于世界屋脊的青藏高原，是海拔最高的成品油管道。,31,该管道全长1080km，管径150mm，设计工作压力6.4Mpa，设计输送能力25万吨/年，1976年11月试投产。该管道为军地两用管道，顺序输送汽油、柴油、煤油等，为青藏公路沿线加油站和拉萨市供油。该管道的

13、建成投产，对促进西藏地区的发展以及保障国防安全等都有重大的意义。,32,兰成渝成品油输送管道起于甘肃省兰州市北滩油库，经甘肃、陕西、四川三省，终于重庆市伏牛溪油库，干线全长1250km，管径580mm，设计工作压力10Mpa，设计输送能力500万吨/年，投产于2002年9月。,33,西南成品油输送管道东起广东茂名市，西至云南昆明市，途经广东、广西、贵州、云南四省区37个市县全长1691km，管径508mm，设计工作压力8Mpa，设计输送能力1000万吨/年，是国内目前线路最长、输送量最大的成品油管道。2003年9月开工建设，预计2005年9月投产。,34,（4）我国的海底油气输送管道我国的海底

14、油气输送管道主要分布在渤海、南海、东海平湖等油气田。至2000年底，渤海油气田建成海底油气输送管道335.2 km，南海建成海底油气输送管道1121.4 km，东海建成海底油气输送管道670km。其中1996年1月投产的海南至香港天然气输送管道全长778km，是亚洲第一，世界第二长度的海底管道。（最长是821km，丹麦在北海海域铺设）,35,三、世界著名油气输送管道介绍 1、目前世界上距离最长的原油管道前苏联的“友谊”输油管道该管道分南北两线，南线起于前苏联的阿乐梅季耶夫斯克，到达莫济里后进入捷克和匈牙利，最大直径达1020mm,长5500km，建于1964年。,36,北线在前苏联境内与南线平

15、行，到达莫济里后进入波兰，经波兰至前民主德国，最大直径达1220mm,长4412km,建于1973年。南、北线的总输送能力约为1亿吨/年，最大输送压力超过6MPa，全长9912km，是目前世界上输送距离最长的原油输送管道。,37,2、世界上第一条进入北极圈的输油管道 美国阿拉斯加原油管道该管道始于美国阿拉斯加州北部的普拉德霍湾，纵贯长年冰冻的阿拉斯，到达该州南部的瓦乐迪兹港，是世界上第一条伸入北极圈的原油输送管道。管径1220mm，长为1287km，工作压力达8MPa以上，输送能力约为1 亿吨/年，建于1977年。由于在长年冻土带，管道大部分采用架空保温铺设。沿途不设加热站，流速达3m/s,利

16、用摩擦热保持输送温度。,38,3、世界上第一条穿越沙漠地带的输油管道 沙特阿拉伯东西原油管道该管道起于靠近东海岸的阿卜凯克，横贯沙特阿拉伯中部洁翰的沙漠地带，终于西海岸港口城市延布。管径1220mm，长1202km，工作压力5.88MPa，输送能力约为1.1亿吨/年，建于1983年。,39,4、目前世界上最长的加热输送原油管道美国西东原油管道该管道西起圣巴巴拉，东至休斯敦，管径762mm，长2731km，输送能力约为1600万吨/年。该 管道输送高粘度原油，全线设热泵站21座，是目前世界上最长的加热输送原油管道。建于1988年。,40,5、目前规模最大的成品油输送系统美国科洛尼尔成品油管道系统

17、该系统从墨西哥湾的休斯敦至新泽西的林登，全长8413km，最大管径1020mm，输送能力为1.4亿吨/年。全线设有10个供油点和281个出油点，输送汽油、柴油、燃料油等 118个品牌的油品。,41,6、目前世界上最长的低温天然气管道美国阿拉斯加输气管道该管道管贯穿加拿大和美国，最大管径1422mm，全长9040km，设计最大工作压力10MPa，输送能力达为330亿立方米/年。该管道的输送温度控制在 17，是目前世界上最长的低温天然气输送管道。,42,7、目前世界上规模最大的天然气管道输送系统俄罗斯输气管道该管道系统连接了500多个气田、46座地下储气库、300多个天然气处理厂、有900座压气站

18、、4500座配气站，最大管径1420mm，全长49000多公里，总装机容量5000万kw，系统输送能力超过10000亿立方米/年。是目前世界上规模最大的天然气管道输送系统。,43,第二节 油 气管道输送的特点一、优点从第一节的介绍可知，油气的管道输送在世界范围内，特别是在经济比较发达的油气生产与消费大国中，得到了快速的发展。这是因为管道输送与铁路、公路、水路等运输方式相比有着其不可比拟的优越性。,44,1、运送量大管道输送可以连续运行，其运送量比较大。表1-1提供了不同管径和压力时，管道输油量的参考数据，且在管径相同时，提高输送压力，输油量还可再增大。,45,表1-1 不同管径和压力下管道的输

19、油量,46,以年输3600万吨的920 mm输油管道为例，若用铁路油罐车运输相同的油品，以每列火车带40个油罐，每个油罐装油50吨计算，每年需有18000列、每昼夜需有50列、不到半小时就需有一列火车出站。可以想象，这将是一个多么庞大的铁路运输系统。,47,2、运费低，损耗少运送成本是指运送每吨.公里油品的价格。运送损耗率是指运送过程中，油品的损耗量占运送油品量的百分数。根据国内的统计资料，几种方式运送油品的成本与损耗率见表1-2。其管道输送的损耗率最低，成本略高于水路运输。,48,表1-2 国内四种方式运输油品的成本与损耗率,49,3、建设投资小，占地面积少管道埋地铺设，投产后有90的土地可

20、以耕种，占地只有铁路的1/9，建设投资也比铁路小。4、运行平稳，安全性高管道运行，受环境、气候、人为等因素的影响较小，对环境污染、破坏小，运行平稳，安全性高。,50,二、其他特点1、天然气的产、运、销一体化特点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、运、销具有一体化特点。,51,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建设和下游的市场开发统筹起来考虑。2、输油管道的输量一定性特点输油管道的输量一定性特点表现在两个方面。一是从经济性考虑，对一定直径的管道，有一定的经济合

21、理的输量范围，如直径1020mm的管道，其经济输油量为4200万吨/年。,52,输量高于或低于此数值都会使运输成本增加。本书关于管道运输成本低的结论都是基于经济输量而言的。为了使管道具有较高的运行效益，应使管道的运行输量尽可能接近设计输量。二是从安全性考虑，对于已建成的管道，其最大输量受到泵的性能、管子强度等的限制。对于加热输送的管道，又受到由温降确定的最小安全输量的限制。,53,3、输送地点的单一性特点由于管道输送具有单向、定点的特点，所以，主要用于输送量大、用户相对固定情况下的运输，使用起来不如车、船运输灵活、多样。,54,第三节 油气输送管道的分类与构成一、油气输送管道的分类1、按长度和

22、经营方式分类按长度和经营方式，油气输送管道可分为两大类：一类是企业内部的管道，如油气田内的集输管道，其长度一般较短，不是独立的经营系统。,55,另一类是长距离油气输送管道，例如我国的鲁宁输油管道、西气东输管道等。这类管道的管径与输量一般较大，距离较长，具有各种辅助的配套工程，是独立的经营单位。长距离油气输送管道简称长输管道，也称干线输送管道。,56,2、按被输送介质分类,按被输送介质的类型不同，可将油气输送管道分为：原油输送管道;成品油输送管道;天然气输送管道;油气混输管道等。,57,按被输送介质的性质不同，又可将油气输送管道分为：低凝、低粘油品输送管道;高凝、高粘油品输送管道。,58,3、按

23、输送过程中是否需要加热分类,按输送过程中是否需要加热，可将油气输送管道分为：加热输送管道（热油管道）;不加热输送管道（等 温输送管道）。,59,4、按管道所处的位置分类,按管道所处的位置不同，可将油气输送管道分为：陆上输送管道;海底输送管道等。,60,二、长距离输油管道的构成,长距离输油管道由输油站、线路以及辅助配套工程等部分构成（见图1-1）。油田 首站 中间站 末站 图1-1长距离输油管道的构成,61,1、输油站,（1）首站为了将油品输入管道，并沿管道不停的流动至终点，就必须使其具有一定的能量。输油站的主要功能就是给油品加压、加热。管道起点的输油站称为首站，其任务是接收油田集输联合站、炼油

24、厂生产车间或港口油轮等处的来油，经计量、加压、加热（对于加热输送管道）后输入管道。首站一般具有较多的储油设备，加压、加热设备和完善的计量设施。,62,（2）中间站,油品在沿管道的输送过程中，由于摩擦、地形高差、温度差等原因，其压力和温度都不断的下降。当压力和温度降到某一数值时，为了使油品继续向前输送，就必须设置中间输油站，给油品增压、升温。单独增加的输油站称为中间泵站，单独升温的输油站称为中间加热站，泵站与加热站设在一起的称为热泵站。,63,根据油品通过中间站的方式不同，可将输油管道分为“旁接油罐”和密封输送两种输送流程。,ab图1-2 两种输送流程（a）旁接油罐;（b）密封输送,64,如图1

25、-2 a所示，旁接油罐输油流程是：上一站来的输油干线在与下一站输油泵的吸入管道相连的同时，与吸入管上并联着的与大气相通的油罐相通。该油罐称为旁接油罐，故称为旁接油罐输油流程。旁接油罐起到调节两站间输量差额的作用。,65,密闭输送也叫“从泵到泵”输送。它是上一站来的输油干线与下一站输油泵的吸入管道直接相连，见图1-2 b。这种输油流程的特点是全线各站的输量相等，全线构成一个统一的水力系统。,66,(3)末站,末站是设在管道终点的输油站，其作用是接收管道来油，向油品用户转运。末站一般设有较多的储油设备，较准确的计量系统和一定的输油设施。,67,三、长距离输气管道的构成,长距离输气管道的构成与长距离

26、输油管道类似，也包括首站、中间站、末站、干线管道以及辅助设施等部分。首站 进气站 分输站 压气站 线路 末站,68,输气管道首站的主要功能是对进入管线的天然气进行分离、调压和计量。与输油不同的是，输气管道的首站可能不需增压（靠气井压力输至下一站），如陕京线的第一个增压站就设在离管线起点100km处。,69,根据功能不同，输气管道的中间站可分为接收站、分输站和压气站等。接收站的功能是接收沿线支线或气源的来气，分输站的功能是向沿线的支线或用户供气，压气站的功能是给气体增压。,70,输气管道末站的功能是接收管道来气、分离、调压、计量、向用户转输。若末站直接向城市输配气管网供气，末站也可称为城市门站。在有条件的地区，末站应建设地下储气库，以调节供气的不平衡。,