输油管道与输气管道有何区别

输油管道可以划分为两大类:

一类是企业内部的输油管道,例如油田内部连接油井与计量站、联合站的集输管道,炼油厂及油库内部的管道等,其长度一般较短,不是独立的经营系统。另一类是长距离的输油管道,例如将油田的合格原油输送至炼油厂、码头或铁路转运站的管道,其管径一般较大,有各种辅助配套工程,是独立经营的系统,这类输油管道也称干线输油管道。

按照所输送介质的种类,输油管道又可分为原油管道和成品油管道。

01长距离输油管道的组成本

长距离输油管道由输油站与线路两大部分组成。

输油站主要是给油品增压、加热。管道起点的输油站称首站,接收来自油田、炼油厂或港口的油品,并经计量输向下一站。在输送过程中由于摩擦、地形高低等原因,油品压力不断下降,因此在长距离管道中途需要设置中间输油泵站给油品加压。对于加热输送的管道,油品在输送过程中温度逐渐下降,需要中间加热站给油品升温。输油泵站与加热站设在一起的称热泵站。管道终点的输油站称末站,接收管道来油,向炼油厂或铁路、水路转运。末站设有较多的油罐以及准确的计量系统。

长距离输油管道的线路部分包括管道本身,沿线阀室,通过河流、公路、山谷的穿(跨)越构筑物,阴极保护设施,通讯与自控线路等。长距离输油管道由钢管焊接而成,一般采用埋地敷设。

为了防止土壤对钢管的腐蚀,管外都包有防腐绝缘层,并采用电法保护措施。长距离输油管道和大型穿(跨)构筑物两端每隔一段距离设有截断阀室,一旦发生事故可以及时截断管内油品,防止事故扩大并便于抢修。通讯系统是长距离输油管道的重要设施,用于全线生产调度及系统监控信息的传输。主要的通讯方式有微波、光纤和卫星通讯等。02长距离输油管道的特点

与油品的铁路、公路、水路运输相比,管道运输有以下的优点:

(1)运量大。

(2)运费低、能耗少,且口径越大,单位运费越低。

(3)输油管道一般埋设在地下,比较安全可靠,且受环境、气候影响小,对环境的污染小,其运输油品的损耗率比铁路、公路、水路运输都低。

(4)建设投资较小、占地面积少。

虽然管道运输有很多优点,但也有着其局限性:

(1)主要适用于大量、单向、定点运输,不如车、船运输灵活多样。

(2)对一定直径的管道,有一经济合理的输送量范围。

(3)有极限输量的限制。

03输油管道的运行及控制

(1)输油泵站的连接方式

长距离输油管道各泵之间相互联系的方式,也称为管道的输送方式,主要有两种,即“从泵到泵”输送方式和“旁接油罐”输送方式。

“从泵到泵”输送方式也叫密闭输送,它是将上一站来的输油干线与下一站输油泵的吸入管线相连,正常工作时没有起调节作用的旁接油罐(多数泵站设有小型的事故罐)。它的特点是各站的输量必然相等,各站的进出站压力直接影响,全线构成一个统一的水力系统。这种输油方式便于全线统一管理,但要有可靠地自动控制和保护措施。

“旁接油罐”输送方式是上一站来的输油干线与下一站输油泵的吸入管线相连,同时在吸入管线上并联着与大气相通的旁接油罐。旁接油罐起到调节两站间输量差的作用,由于它的存在,长输管道被分成若干个独立的水力系统。以这种方式运行的管道便于人工控制,对管道的自动化水平要求不高,但不利于能量的充分利用,且存在旁接罐内油品的挥发损耗。

(2)输油管道的水击及控制

输油管道密闭输送的关键之一是解决“水击”问题。“水击”是由于突然停泵(停电或故障)或阀门误关闭等造成管内液流速度突然变化,因罐内液体的惯性作用引起管内压力的突然大幅上升或下降所造成对管道的冲击现象。

水击对输油管道的直接危害是导致管道超压,主要包括两种情况:

一是水击的增压波(高于正常运行压力的压力波)有可能使管道压力超过允许的最大工作压力,使管道破裂;

二是减压波(低于正常运行压力的压力波)有可能使稳态运行时压力较低的管段压力降至液体的饱和蒸汽压,引起液流分离。对于建有中间泵站的长距离管道,减压波还可能造成下游泵站进站压力过低,影响下游泵机组的正常吸入。

通常采用两种方法来解决水击问题,即泄放保护及超前保护。泄放保护是在管道上装有自动泄压阀系统,当水击增压波导致管内压力到达一定值时,通过阀门泄放出一定量的油品,从而削弱增压波,防止水击造成的危害。超前保护是在产生水击时,由管道控制中心迅速向有关泵站发出指令,各泵站采取相应的保护措施,避免水击造成的危害。

04不同油品的管道顺序输送

在统一管道内,按一定的顺序连续输送几种品,这种输送方式称为顺序输送。输送成品油的长距离管道一般都采用这种输送方式。这是因为成品油的品种多,而每一种油品的批量有限,当输送距离较长时,为每一种油品单独铺设一条小口径管道显然是不经济的,甚至是不可能的。而采用顺序输送,各种油品输量相加,可铺设一条大口径管道,输油成本将极大下降。用同一条管道输送几种不同品质的原油时,为了避免不同原油的掺混导致优质原油“降级”,或为了保证成品油的质量,也采用顺序输送。

长距离输气管道又叫干线输气管道,它是连接天然气产地与消费低的运输通道,所输送的介质一般是经过处理的、符合管输气质要求的商品天然气。长距离干线输气管道径大、压力高,距离可达数千米,大口径干线的年输气量高达数百亿立方米。长距离输气管道,主要包括:输气管段、首站、压气站(也叫压缩机站)、中间气体接收站、中间气体分输站、末站、清管站、干线截断阀室等。实际上,一条输气管道的结构和流程取决于这条管道的具体情况,他不一定包括所有这些部分。

与输油管道相通,在管路连线每隔一定距离也要设中间截断阀,以便发生事故或检修的时候关断,沿线还有保护地下管道免受腐蚀的阴极保护站等辅助设施。通常需要与长距离输气管道同步建设的另外两个子系统是通信系统与仪表自动化系统,这两个系统是构成管道运行(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统的基础,其功能是对管道的运行过程进行实时监测、控制和远程操作,从而保证管道安全、可靠、高效、经济的运行。

压缩机组与压气站:

压缩机和与之配套的原动机统称为压缩机组。压缩机组是干线输气管道的主要工艺设备,同时也是压气站的核心部分。压气站的基本功能是利用压缩机提高气体的压力,以克服管输阻力并满足管道沿线的供气量与压力要求。

(1)压缩机

目前在干线输气管道上采用的输气压缩机有两种类型,即往复式压缩机和离心式压缩机。

往复式压缩机也叫活塞式压缩机,其基本工作原理是利用活塞在汽缸中的往复运动及于之协调配合的吸入阀与排除阀的开启与关闭来实现气体压缩的。干线输气管道上采用的许多往复式压缩机组都是一体化的,即压缩机与配套的原动机是连成一体的。往复式压缩机主要适用于中、小流量,而压比较高的场合,如气田集输管网、地下储气库的地面注气系统等。

离心式压缩机的基本工作原理是利用叶轮的高速旋转来提高气体的动能,然后通过扩压器将动能转化为压能,从而使排除压缩机的气体达到较高的压力。根据所要求的压比大小,离心式压缩机可以是单级的,也可以是多级的。离心式压缩机主要适用于大、中排量而压比较低的场合,如干线输气管道。

(2)原动机

干线输气管道上用于驱动输气压缩机的原动机有燃气轮机、蒸汽轮机、燃气发动机、柴油机和电动机。其中用得最多的是燃气轮机和燃气发动机,它们的主要优势是直接利用管道中输送的天然气作为燃料,因而不受能源供应的制约。电动机既可用于驱动往复式压缩机,也可用于驱动离心式压缩机,在有可靠的电力供应且电价便宜的地方,它仍然是一种值得考虑的选择。

(3)压气站

输气管道上配置了输气压缩机的站场称为压气站或压缩机站。压气站中的主要工艺设施是压缩机组,此外,通常还包括气体除尘器、气体冷却器、清管装置等工艺设施。如果压气站同时兼有气体接受或分输功能,则还要配置气体流量计量与调压装置。一个压气站一般都配置多台压缩机,其具体数目与联接方式压气站的流量、压比以及所选的压缩机的规格与性能。在一个压气站中,各台压缩机之间可以采用串联、并联及混联方式,但不宜同时采用离心式压缩机与往复式压缩机。

管道敷设有地上管道敷设、管沟敷设和埋地敷设三种方式。

地上敷设是将管道放置在地面的管墩或管架上。其特点是直观、投资省、易检修、腐蚀小,但会妨碍库区美观与交通。

管沟敷设是将管道放在砖、水泥砌成的管沟里,沟内有管架、沟上盖有水泥板。管沟敷设美观、受热应力影响小,但腐蚀较大、维修保养不太方便,还易积聚水与油气,引起事故。

埋地敷设是将严格防腐处理过的管道埋入土壤中。埋地敷设可基本消除热应力的影响,腐蚀比管沟小,一般无需维修保养,但防腐要求高、费用高。一旦防腐层破坏,会产生电化学腐蚀。渗漏事故不易发现和弥补。

一般根据输送介质、环境与现场条件确定管道敷设形式。目前油库管道一般采用地上敷设,横穿库内道路时采用管沟敷设,长输管道大多埋地敷设。

油库内管道一般按一定方位整齐排列、横平竖直,尽可能避免交叉并保持一定间距。穿越墙壁时,应采取穿墙套管保护,使管道和墙壁互不影响。为了便于排净管道内的油品,管道应向泵房方向保持一定顺坡。输送易凝油品的管道应采取防凝措施,保温层外要有良好的防水层。

埋地输油管道的管顶距地面在耕种区不应小于0.8m,在其他地段不应小于0.5m。管道与铁路或道路平行时,其凸出部分距道路应大于3.5m,距道路肩应1m以上。管道穿越铁路或公路时,交角不宜小于60°,并应敷设在涵洞或套管内。套管的两端应伸出基边坡2m以上,路边有排水沟时,应伸出沟边lm以上。套管顶距铁路轨面不应小于0.8m,距公路路面不应小于0.6m。管道跨越行驶蒸汽机车和内燃机车的铁路时,轨面以上的净空高度不应小于5.5m。管道跨越公路时,路面以上的净空高度不应小于4.5m。管架立柱边缘距铁路不应小于3m,距公路不应小于1m。管道的穿越、跨越段上,不得装设阀门、波纹管或套筒补偿器、法兰、螺纹接头等附件。管道一般应采用焊接,特殊需要也可采用法兰连接。

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