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第六章管道运输作业——开启未来运输的创业者1【学习目标】知识目标①理解管道的概念；掌握管道运输的概念和特点；理解管道输油工艺②理解管道输气工艺；了解管道运输未来趋势。技能目标①识别管道运输的主要设备；识别和执行管道输油的流程；识别和执行管道输气的流程。职业能力目标①确定管道输油的流程；②确定管道输气的流程。2第一节管道运输概述第二节管道运输工艺第三节管道运输未来趋势及应用3管道运输概述4【物流聚焦】中缅油气管道工程云南省内项目开工建设2010年9月10日上午，备受关注的中国石油中缅油气管道工程(中国境内段)暨云南1000万吨/年炼油项目建设奠基仪式在云南省安宁市举行，标志着中缅油气管道工程及云南1000万吨炼油项目开工建设。该项目由中国石油天然气集团公司负责建设，由中缅原油管道、中缅天然气管道、炼化基地3部分组成。油气管道起于缅甸西海岸马德岛的皎漂市，经缅甸从云南瑞丽市入境至昆明，其中，输油管道经贵州到达重庆，输气管道经贵州到达广西。国内段原油管道干线长1631千米、天然气管道干线长1727千米；与此同时，在云南省安宁市建设炼化基地项目，这是中缅原油管道配套的下游项目。三大项目计划在2013年建成。原油管道和天然气管道在缅甸境内段分别长771千和793千米。中缅油气管道工程(中国境内段)途径3个省1个直辖市、23个地级市、73个县市，穿越大中型河流56处、山体隧道76处。沿线地形地貌、地质条件复杂，地质灾害严重，是目前我国管道建设史上难度最大的工程之一。中缅油气管道工程是建设国家能源通道的重要举措，也是推动国家西部大开发战略实施的重点工程。项目的建设将在我国西南地区开辟新的油气资源陆路进口通道，有利于促进我国能源进口的多元化，增强国家能源供应保障能力；有利于促进西南地区基础设施建设，优化西南能源结构，促进和带动西南经济社会发展，造福各族人民。那么，究竟什么是管道运输？管道主要用来运输哪些货物？管道运输有哪些特点？管道运输的工艺流程是怎样的？管道未来的发展趋势又是怎样的？本章将解决这些问题5管道运输是运输作业中的一种运输方式，也是目前世界各国运输液态、气体货物商品的主要途径之一，本节将对管道运输的概念，管道的分类以及管道运输的特点进行介绍。一、管道及管道运输的定义（一）管道的定义管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。管子、管子联接件、阀门和设备上的进出接管间的联接方法，由流体的性质、压力和温度以及管子的材质、尺寸和安装场所等因素决定，主要有螺纹联接、法兰联接、承插联接和焊接等四种方法。6螺纹联接主要适用于小直径管道。联接时，一般要在螺纹联接部分缠上氟塑料密封带，或涂上厚漆、绕上麻丝等密封材料，以防止泄漏。在1.6兆帕以上压力时，一般在管子端面加垫片密封。法兰联接适用的管道直径范围较大。联接时根据流体的性质、压力和温度选用不同的法兰和密封垫片，利用螺栓夹紧垫片保持密封。在需要经常拆装的管段处和管道与设备相联接的地方，大都采用法兰联接承插联接主要用于铸铁管、混凝土管、陶土管及其联接件之间的联接，只适用于在低压常温条件下工作的给水、排水和煤气管道。联接时，一般在承插口的槽内先填入麻丝、棉线或石棉绳，然后再用石棉水泥或铅等材料填实，还可在承插口内填入橡胶密封环，使其具有较好的柔性，容许管子有少量的移动。焊接联接的强度和密封性最好，适用于各种管道，省工省料，但拆卸时必须切断管子和管子联接件。7★知识链接——运输行业中的“地下工作者”管道运输是国际货物运输方式之一，具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点。目前，管道运输已成为中国继铁路、公路、水路、航空运输之后的第五大运输行业。管道运输是利用地下管道将原油、天然气、成品油、矿浆、煤浆都介质送到目的地。2006年末，中国输油（气）管道里程为48226公里，其中输油管24136公里，输气管24090公里。2006年底，管道输油（气）能力为66948万吨/年，其中输油能力57530万吨/年，输气能力9418千万立方米/年。2007年，中国已建油气管道的总长度约6万千米，其中原油管道1.7万千米，成品油管道1.2万千米，天然气管道3.1万千米。中国已逐渐形成了跨区域的油气管网供应格局。随着中国石油企业“走出去”战略的实施，中国石油企业在国外的合作区块和油气产量不断增加，国外份额油田或合作区块的外输原油管道也得到了发展。8（二）管道运输的定义管道运输是一种由大型钢管、泵站和加压设备等组成的运输系统完成运输工作的运输方式。当今世界大部分的石油、绝大部分的天然气是通过管道运输的，管道还用于运送固体物料的浆体，如煤浆和矿石的浆体。管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，并可实现自动控制。除广泛用于石油、天然气的长距离运输外，还可运输矿石、煤炭、建材、化学品和粮食等。管道运输可省去水运或陆运的中转坏节，缩短运输周期，降低运输成本，提高运输效率。当前管道运输的发展趋势是：管道的口径不断增大，运输能力大幅度提高；管道的运距迅速增加；运输物资由石油、天然气、化工产品等流体逐渐扩展到煤炭、矿石等非流体。中国目前已建成大庆至秦皇岛、胜利油田至南京等多条原油管道运输线。9★提示板——管线管标准管线管是把露出地面的油、气或水，通过管线管输送到石油和天然气工业企业。管线管包括无缝和焊接管两种，其管端有平端、带螺纹端和承口端；其连接方式为端头焊接、接箍连接、承插连接等。该管主要材质为B、X42、X46、X56、X60、X65、X70等钢级。管线管规范（APISPEC5L-2007），是美国石油学会编制并发布的，在世界各地通用。管线管规格：8-1240×1-200mm标准：ISO3183APISPEC5L——美国石油学会标准GB/T9711——中国国家标准用途：用于石油、天然气工业中的气、水、油的输送等10二、管道的分类管道的常见分类如表6-1所示。表6-1管道的分类按所输送的物品分类按用途分类类型说明类型说明输油管道1.原油管道：主要是自油田将原油输给炼油厂或输给转运原油的港口或铁路车站，或两者兼而有之。特点是：输量大、运距长、收油点和交油点少。集输管道指从油(气)田井口装置经集油(气)站到起点压力站的管道，主要用于收集从地层中开采出来的未经处理的原油(天然气)。2.成品油管道：输送汽油、煤油、柴油、航空煤油和燃料油，以及从油气中分离出来的液化石油气等。特点是：批量多、交油点多。输气管道是输送天然气和油田伴生气的管道，包括集气管道、输气干线和供配气管道。输油(气)管道指与油源处理站或气源压气站相互连通的管道，输送经过处理符合管道输送质量标准的油品或天然气的管道，是整个输气系统的主体部分。固体料浆管道主要用于输送煤、铁矿石、磷矿石、铜矿石、铝矾土和石灰石等矿物，配置浆液主要用水，还有少数采用燃料油或甲醇等液体作载体。配油(气)管道对于油品管道来说，它是指在炼油厂、油库和用户之间的管道。对于输气管道来说，是指从城市调压计量站到用户支线的管道。11★知识链接——管道运输价格的构成我国天然气管道运输价格实行严格的政府定价，按照补偿成本获得合理利润的原则核定，实际操作中，管道运输天然气采用老线老价、新线新价的定价方法。目前，我国采用较为普遍的定价方法是两部制定价。两部制定价，由管道预约容量费用和使用费两部分组成。根据固定成本和变动成本在容量费和使用费中的配置比例，两部制又分为完全二部制和修正二部制两种。在完全二部制中，管道运输固定成本通过容量费回收，变动成本通过使用费回收。在修正二部制中，服务总成本按一定的比例分别在容量费和使用费中分摊，或将固定成本中的某些项目，如权益资本收益和所得税计入变动成本，再分别计算容量费和使用费。管道运输运价的两部制收费，固定成本、变动成本分别是固定费用和使用费用收取的依据。管道建设的高投入决定了管道的折旧费用远远高于管道的运营费用，在管道运输价格构成中，固定成本处于主导地位。管道运输的固定成本包括折旧费、生产员工工资及福利费、修理费、管理费用、财务费用、合理的投资回报、所得税等。变动费用包括变动的操作与维护支出、销售费用、动力费用、工艺损耗费用等。12三、管道运输的特点管道运输是大宗流体货物运输最有效的方式，不动的管道本身就是运货的载体，油泵或压缩机将能量直接作用在流体上。按管道的铺设方式不同，可将管道分为埋地管道、架空管道、水下管道;按输送介质不同，可以分为原油管道、成品油管道、天然气管道、油气混输管道、固体物料浆体管道;按其在油气生产中的作用，油气管道又可分为矿场集输管道，原油、成品油和天然气的长距离输送干线管道，天然气或成品油的分配管道等。管道运输的特点如表6-2所示。13表6-2管道运输的特点管道运输的优点管道运输的缺点·运量大·投资相对较小，占地面积少，受地理条件限制少·不受气候影响，可以长期稳定运行·设备运行比较简单，易于自动化和集中遥控·有利于环境保护·调节运量及改变运输方向的幅度较小，灵活性较差·运输对象单一，不具有通用性·管道内会长期积存所运输的原料·当油田、气田产量递减或枯竭，该段原油管道、输气管道即报废14管道运输工艺15管道运输需要有一些基础设施，采用一定的输送工艺才能实现，本节将对这些基础设施和输送工艺进行介绍，以便读者对管道运输进行进一步地了解。一、管道运输的基本设施管道运输的基本设施包括管道、储存库、压力站(泵站)和控制中心。（一）管道管道是管道运输系统中最主要的部分，它的制造材料可以是金属、混凝土或塑胶，完全依靠输送的货物种类及输送过程中所要承受的压力大小而决定。如图6-1所示，左图为输油站内的输油管道，右图为原料工厂内的料浆管道。1617（二）储存库由于管道运输的过程是连续进行的，因此管道两端必须建造足够容纳其所承载货物的储存库。如图6-2所示，左图为储气库，右图为储油库。18（三）压力站(泵站)压力站是管道运输动力的来源，靠压力推动货物经由管道从甲地输送到乙地。一般管道运输压力的来源可有气压式、水压式、重力式及最新的超导体磁力式。通常气体的输送动力来源靠压缩机来提供，这类压力站彼此的设置距离一般为80～160km。液体的输送动力来源则是靠泵提供，这类的压力站设置距离为30～160km。如图6-2所示，左图为泵站的外部构造，右图为泵站的内部构造。1920（四）控制中心管道运输虽具有高度自动化的特点，但它仍需要有良好的控制中心，并配合最现代的监测器及熟练的管理与维护人员，随时检测、监视管道运输设备的运转情况，以防止意外事故发生时所造成的漏损及危害。21二、管道输油工艺管道输油工艺是指实现管道油品输送的技术和方法，即根据油品性质和输量，确定输送方法和流程、输油站类型和位置，选择钢材和主要设备，制定运行方案和输量调节措施。（一）油品输送方法油品的输送方法，根据油品性质和管道所处的环境确定。轻质成品油和低凝固点、低黏度的原油常采取等温输送方法，即炼油厂或油田采出的油品直接进入管道，其输送温度等于管道周围的环境温度。油品开始进入长输埋地管道时的温度可能不等于入口处的地温，但由于输送过程中管内油品与周围介质间的热交换，在沿线大部分管段中，油温将等于地温。对轻质成品油大多采用顺序输送方法；对易凝高黏油品目前常用加热、掺轻油稀释、热处理、水悬浮、加改性剂和减阻剂等输送方法。221.油品顺序输送。油品顺序输送是在一条管道中按一定顺序连续输送多种油品的管道输油工艺。顺序输送的油品主要是汽油、煤油、柴油等轻质油品类，以及液化石油气类和重质油品类。同类油品中不同规格或不同牌号的油品，也可按批量顺序输送；不同油田、不同性质的原油，按照炼制要求也可以采取分批顺序输送。根据油品