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第15章 管道运输(2)

成品油管道多由炼油厂或成品油库向管道供油。在管道的沿途和终点站,根据销售需要,向各交油站点或分支线输油;也有沿途接入进油支线的,构成地区性产、运、销管网系统,采用等温、密闭和顺序输送的方式输送各种成品油。液化石油气是成品油中最轻的一种油品,它含丙烷和丁烷在90%以上,在常温和大气压力下呈气态。在15.6℃的条件下,丙烷蒸汽压为6.6千克力/厘米2,丁烷为1.4千克力/厘米2。输送液化石油气时,管道系统内各点的压力要保持比该点的蒸汽压高2~3千克力/厘米2。经长距离输送的液化石油气的温度会升高,为了防止液相石油气汽化,在沿途的泵站里常设有液化石油气冷却装置。

燃料油管道输送供发电厂作燃料用的易凝高粘燃料油。20世纪60年代中期,首先在英、法、意、奥等国开始兴建管径为200毫米~250毫米、长度不足100千米的燃料油管道。到20世纪70年代,美国、巴西等国敷设了一批管径为250毫米~400毫米,长度超过100千米的燃料油管道。1967年我国建成了一条长57千米、管径为250毫米和300毫米,由炼油厂到发电厂的燃料油管道。燃料油管道一般都是采用聚氨酯泡沫塑料作绝热层,埋在地下敷设,可不经中间加热输送上百千米,比不保温的加热输送管道可减少很多中间加热站。

军用成品油管道是专供战时用油的管道。采用快装接头连接管子,在地面上敷设,配以拖车式机动油泵作输油动力。

到20世纪70年代末,全世界运行中的成品油管道已达16万多千米,约占全世界长距离管道总长度的14%。以每1千平方千米区域内成品油管道的长度计算:美国为12.2千米(不包括阿拉斯加地区),英国为7.8千米,法国为7.0千米,意大利为4.9千米,德国为3.5千米,墨西哥为3.1千米,伊朗为2.7千米,前苏联为0.4千米,我国为0.13千米。美国是成品油管道最多的国家,它的总长度约占全世界此类管道总长度的一半以上,其中科洛尼尔成品油管道系统规模最大。到20世纪70年代末期,美国每年用管道输送的成品油达6亿多吨。而且世界各国都努力在发展管道运输,每年均进行建设。我国在2003年低,管道长度已达3万多千米千米。

天然气管道

天然气管道是指将天然气(包括油田生产的伴生气)从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道,又称输气管道。利用天然气管道输送天然气,是陆地上大量输送天然气的唯一方式。在世界管道总长中,天然气管道约占一半。

天然气管道发展简史

我国是最早用木竹管道输送天然气的国家。木竹管作为特殊运输工具是沿用秦汉时期(公元前200余年)输送卤水的竹木笕而发展起来的。

据史料记载,公元前61年我国就在鸿门(今陕西省临潼东北)、临邛(今四川省邛崃县)等地已有火井(天然气井)。西晋张华《博物志》有“盆盖井上,煮盐得盐”的记载;东晋常璩《华阳国志》有“以竹筒盛其光,藏之曳行,终日不灭”的记载。明宋应星《天工开物》(1637年)对于用竹管输气作为燃料有详细的描述:“长竹剖开,去节,合缝,漆布,一头插入井底,其上曲接,以口紧对釜脐。”,说明当时管道地面建设的技术发展已达一定水平。由于木竹管道制作简单,又能耐腐蚀和便于就地取材,因而从古代直到中华人民共和国成立以前,在我国浅气层低压天然气集输中起过巨大作用。

我国的现代天然气管道工业,多集中在天然气主要产地四川省。1963年建成了第一条巴渝输气管道,管径为426毫米,全长54.7千米。到1983年已建成从川东经重庆、泸州、威远至成都、德阳等地,沟通全省的输气管网,管径426毫米~720毫米,全长2200多千米,设有集配气站178座,年输量50亿~60亿立方米。此外在大庆、胜利、华北等油田,建有向石油化工厂输送伴生气的管道。2002年7月4日起我国启动了举世瞩目的“西气东输”之程,到2004年1月1日已经完成了从新彊塔里木向上海浙江东部地区商业供气,长达2400千米,是新中国成立后又一个重大历史里程。

世界输气管道也经历了与我国相似的发展过程。18世纪以前,管道也是竹木管。18世纪后期用铸铁管,19世纪90年代开始采用钢管。输气动力开始全靠天然气井口压力,1880年后才用蒸汽驱动的压气机。20世纪20年代~30年代采用了双燃料发动机驱动的压气机给天然气加压,输气压力从而由6千克力/厘米2上升到28~42千克力/厘米2。输送距离也愈来愈长。随着现代科学和工程技术的发展,以及世界对天然气需求量的日益增加,促使管道朝着大口径、高压力方向发展,出现了规模巨大的管网系统。到1977年共有20多个国家建有跨国管道。到1983年,世界输气管道总长增加到91.34万千米。长距离输气管道普遍采用压气机增压输送。1977年全世界约有2700座管道压气站投入运行,总装机功率为2200万千瓦。到1983年则增加到3053万千瓦。

输气管道在管材选用、提高输送效率、实现全线自动化等方面的技术也在迅速发展中。管材广泛采用X-60低合金钢(强度极限42千克力/厘米2),并开始采用X-65、X-70等更高强度的材料。为降低管道内的摩擦阻力,426毫米以上的新钢管已普遍采用内涂层。此外还开展了不同物性的气体在同一管道中顺序输送,以及-70℃低温、77千克力/厘米2高压的气态和液态天然气管道输送试验。

输气管道系统

天然气管道输送系统由管道输气站和线路系统两部分组成。线路系统包括管道、沿线阀室、穿跨越建筑物、阴极保护站、管道通信系统、调度和自动监控系统等。

输气管道可按其用途分集气管道、输气管道、配气管道等三种。①集气管道:从气田井口装置经集气站到气体处理厂或起点压气站的管道,主要用于收集从地层中开采出来未经处理的天然气。由于气井压力很高,一般集气管道压力约在100千克力/厘米2以上,管径为50毫米~150毫米。②输气管道:从气源的气体处理厂或起点压气站到各大城市的配气中心、大型用户或储气库的管道,以及气源之间相互连通的管道,输送经过处理符合管道输送质量标准的天然气,是整个输气系统的主体部分。输气管道的管径比集气管道和配气管道管径大,目前最大的输气管道管径为1420毫米。天然气依靠起点压气站和沿线压气站加压输送,输气压力为70毫米~80千克力/厘米2,管道全长可达数千千米。③配气管道:从城市调压计量站到用户支线的管道,压力低、分支多,管网稠密,管径小,除大量使用钢管外,低压配气管道也可用塑料管或其他材质的管道。

输气管道结构和特点

输气管道是由单根管子逐根连接组装起来的。现代的集气管道和输气管道是由钢管经电焊连接而成。钢管有无缝管、螺旋缝管、直缝管多种,无缝管适用于管径为529毫米以下的管道,螺旋缝管和直缝管适用于大口径管道。集输管道的管子横断面结构,复杂的为内涂层-钢管-外绝缘层-保温(保冷)层;简单的则只有钢管和外绝缘层,而内壁涂层及保温(保冷)层均视输气工艺再加确定。

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