物流運輸及配送管理 第六章

1、第六章第六章 管道運輸管道運輸主講人：張晉莉主講人：張晉莉管道運輸概述管道運輸概述管道運輸已有管道運輸已有130多年的歷史，在各主要工多年的歷史，在各主要工業(yè)國均已成為獨立的技術(shù)門類，形成了龐大業(yè)國均已成為獨立的技術(shù)門類，形成了龐大的工業(yè)體系，成為五大現(xiàn)代運輸方式之一。的工業(yè)體系，成為五大現(xiàn)代運輸方式之一。管道運輸是利用管道，通過一定的壓力差而管道運輸是利用管道，通過一定的壓力差而完成的物品（多為液、氣體貨物）運輸?shù)囊煌瓿傻奈锲罚ǘ酁橐?、氣體貨物）運輸?shù)囊环N運輸方式。種運輸方式。只限于特定對象和固定流向。只限于特定對象和固定流向。發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：管道的口徑不斷增大，運輸能力大幅度提高管道的

2、口徑不斷增大，運輸能力大幅度提高;管道的運距迅速增加管道的運距迅速增加運輸物資由石油、天然氣、化工產(chǎn)品等流體擴展運輸物資由石油、天然氣、化工產(chǎn)品等流體擴展到煤炭、礦石非流體。到煤炭、礦石非流體。第一節(jié)第一節(jié) 輸油管道運輸輸油管道運輸長距離輸油管道是連接油田、煉油廠、油庫或其它長距離輸油管道是連接油田、煉油廠、油庫或其它用油單位的長距離輸送用油單位的長距離輸送原油或成品油的管道原油或成品油的管道。原油管道原油管道的起點大多是油田，終點則可能是煉油廠，或的起點大多是油田，終點則可能是煉油廠，或轉(zhuǎn)運原油的港口、鐵路樞紐。轉(zhuǎn)運原油的港口、鐵路樞紐。成品油管道成品油管道的起點常是煉油廠或成品油庫。其終點

3、和分的起點常是煉油廠或成品油庫。其終點和分油點是轉(zhuǎn)運油庫或分配油庫。油點是轉(zhuǎn)運油庫或分配油庫。成品油管道常采用順序輸送的方法，在同一管道里分批成品油管道常采用順序輸送的方法，在同一管道里分批連續(xù)地順序輸送多種油品。連續(xù)地順序輸送多種油品。輸油管道也可按輸油品的輕重不同，分為輕油管道和重輸油管道也可按輸油品的輕重不同，分為輕油管道和重油管道。油管道。輸油管道的組成輸油管道的組成長距離輸油管道由長距離輸油管道由輸油站輸油站和和管線管線兩大部分組成。兩大部分組成。輸油管道的起點輸油管道的起點稱為首站，其稱為首站，其任務任務是集油，經(jīng)計量是集油，經(jīng)計量后加壓向下一站輸送，故首站的設(shè)備除輸油機泵外，后加

4、壓向下一站輸送，故首站的設(shè)備除輸油機泵外，一般有較多的油罐。輸油管道沿途設(shè)有一般有較多的油罐。輸油管道沿途設(shè)有中間泵站中間泵站，其任務是對所輸送的原油加壓、升溫。輸油管道其任務是對所輸送的原油加壓、升溫。輸油管道末末站站接受輸油管道送來的全部油品，供給用戶或以其接受輸油管道送來的全部油品，供給用戶或以其它方式轉(zhuǎn)運。它方式轉(zhuǎn)運。輸油站包括首站、末站、中間泵站等。輸油站包括首站、末站、中間泵站等。長距離輸油管道的組成如圖所示長距離輸油管道的組成如圖所示長距離輸油管道的組成長距離輸油管道的組成長距離輸油管道組成長距離輸油管道組成1井場；2輸油站；3來自油田的輸油管；4首站罐區(qū)和泵房；5全線調(diào)度中心；

5、6清管器發(fā)放室；7首站鍋爐房；8微波通訊塔；9線路閥室；10維修人員住所；11中間輸油站；12穿越鐵路；13穿越河流；14跨越工程；15車站；16煉廠；17火車裝油線橋；18油輪碼頭。輸油管道的主要設(shè)備及其工作原理輸油管道的主要設(shè)備及其工作原理（1）離心泵與輸油泵站）離心泵與輸油泵站離心泵離心泵泵是一種將機械能（或其它能）轉(zhuǎn)化為液體能的泵是一種將機械能（或其它能）轉(zhuǎn)化為液體能的水力機械，是輸油管線的心臟。水力機械，是輸油管線的心臟。輸油泵站輸油泵站輸油泵站的基本任務是供給油流一定的能量（壓輸油泵站的基本任務是供給油流一定的能量（壓力能或熱能），將油品輸送到終點站（末站）。力能或熱能），將油品輸

6、送到終點站（末站）。（2）輸油加熱爐）輸油加熱爐在原油輸送過程中對原油采用加熱輸送的目的是在原油輸送過程中對原油采用加熱輸送的目的是使原油溫度升高，防止輸送過程中原油在輸油管使原油溫度升高，防止輸送過程中原油在輸油管道中凝結(jié)，減少結(jié)蠟，降低動能損耗。道中凝結(jié)，減少結(jié)蠟，降低動能損耗。直接加熱爐直接加熱爐加熱爐為原油提供熱能。加熱爐為原油提供熱能。間接式加熱爐間接式加熱爐熱媒爐。熱媒爐。 利用某種中間熱載體（又稱熱煤）通過換熱器利用某種中間熱載體（又稱熱煤）通過換熱器加熱油品（原油）。間接加熱爐的優(yōu)點是安全、加熱油品（原油）。間接加熱爐的優(yōu)點是安全、可靠，但系統(tǒng)復雜，不易操作，造價亦較高?？煽浚?/p>

7、但系統(tǒng)復雜，不易操作，造價亦較高。圖圖 離心泵基本構(gòu)造離心泵基本構(gòu)造1吸入室；2葉輪；3排除量；4擴壓管；5泵舌。圖圖 直接加熱爐流程圖直接加熱爐流程圖1燃燒器（火嘴）；2輻射室；3對流室；4煙囪。（3）儲油罐）儲油罐油罐是油罐是19世紀世紀60年代發(fā)展起來的一種儲存石油及年代發(fā)展起來的一種儲存石油及其產(chǎn)品的設(shè)備。其產(chǎn)品的設(shè)備。油罐按建造方式可分為地下油罐半地下油罐和地油罐按建造方式可分為地下油罐半地下油罐和地上油罐三種；按建造材料分為金屬油罐、非金屬上油罐三種；按建造材料分為金屬油罐、非金屬油罐；按罐的結(jié)構(gòu)形式分為立式圓柱形油罐、臥油罐；按罐的結(jié)構(gòu)形式分為立式圓柱形油罐、臥式油罐、雙曲率形油

8、罐三類。式油罐、雙曲率形油罐三類。（4）管道系統(tǒng)）管道系統(tǒng)輸油系統(tǒng)一般采用有縫或無縫鋼管，大口徑者可輸油系統(tǒng)一般采用有縫或無縫鋼管，大口徑者可采用螺旋焊接鋼管。采用螺旋焊接鋼管。焊接鋼管又稱有縫鋼管，是目前輸油管路的主要焊接鋼管又稱有縫鋼管，是目前輸油管路的主要用管。用管。（5）清管設(shè)備）清管設(shè)備油品運輸過程中，管道結(jié)蠟使管徑縮小，造成輸油品運輸過程中，管道結(jié)蠟使管徑縮小，造成輸油阻力增加、能力下降，嚴重時可使原油喪失流油阻力增加、能力下降，嚴重時可使原油喪失流動性，導致凝管事故。動性，導致凝管事故。處理管道結(jié)蠟有效而經(jīng)濟的方法是機械清蠟，利處理管道結(jié)蠟有效而經(jīng)濟的方法是機械清蠟，利用泵輸送原

9、油在管內(nèi)頂擠清蠟工具，使蠟清除并用泵輸送原油在管內(nèi)頂擠清蠟工具，使蠟清除并隨油輸走。隨油輸走。（6）計量及標定裝置）計量及標定裝置為保證輸油計劃的完成，加強輸油生產(chǎn)管理，長為保證輸油計劃的完成，加強輸油生產(chǎn)管理，長輸管線上必須對油品進行計量，及時掌握油品的輸管線上必須對油品進行計量，及時掌握油品的收發(fā)量、庫存量及耗損量。收發(fā)量、庫存量及耗損量。現(xiàn)代管道運輸系統(tǒng)中，流量計已不僅僅是一個油現(xiàn)代管道運輸系統(tǒng)中，流量計已不僅僅是一個油品計量器，它還是監(jiān)測輸油管運行的中樞。如通品計量器，它還是監(jiān)測輸油管運行的中樞。如通過流量計調(diào)整全線運行狀態(tài)、校正輸油壓力與流過流量計調(diào)整全線運行狀態(tài)、校正輸油壓力與流速

10、、發(fā)現(xiàn)泄漏等。速、發(fā)現(xiàn)泄漏等。管道防腐管道防腐管道和儲罐被腐蝕會造成穿孔從而引起油、氣、管道和儲罐被腐蝕會造成穿孔從而引起油、氣、水的跑漏甚至爆炸。水的跑漏甚至爆炸。根據(jù)金屬管道腐蝕的機理，可將其分為兩大類：根據(jù)金屬管道腐蝕的機理，可將其分為兩大類： 化學腐蝕。即金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而導致的化學腐蝕。即金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而導致的 破壞。破壞。 電化學腐蝕。它是指在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生的腐蝕電化學腐蝕。它是指在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生的腐蝕第二節(jié)第二節(jié) 天然氣管道運輸天然氣管道運輸我國是世界上最早使用管道輸送天然氣的國家之我國是世界上最早使用管道輸送天然氣的國家之一。一。第一條現(xiàn)代意義

11、的輸氣管道是第一條現(xiàn)代意義的輸氣管道是l963年在四川建成年在四川建成的巴渝管線。的巴渝管線。從全世界來看，從全世界來看，18世紀以前主要是用木竹管道輸世紀以前主要是用木竹管道輸送。送。1880年首次出現(xiàn)蒸汽機驅(qū)動的壓氣機，年首次出現(xiàn)蒸汽機驅(qū)動的壓氣機，19世紀世紀90年代鋼管出現(xiàn)后，管道運輸進入工業(yè)性年代鋼管出現(xiàn)后，管道運輸進入工業(yè)性發(fā)展階段。發(fā)展階段。到到20世紀世紀80年代，全世界的輸氣管道約近年代，全世界的輸氣管道約近90萬萬km。輸氣管道的組成輸氣管道的組成輸氣管道系統(tǒng)主要由礦場集氣管網(wǎng)、干線輸氣管輸氣管道系統(tǒng)主要由礦場集氣管網(wǎng)、干線輸氣管道（網(wǎng)）、城市配氣管網(wǎng)以及與此相關(guān)的站、場道

12、（網(wǎng)）、城市配氣管網(wǎng)以及與此相關(guān)的站、場等設(shè)備組成。這些設(shè)備從氣田的井口裝置開始，等設(shè)備組成。這些設(shè)備從氣田的井口裝置開始，經(jīng)礦場集氣、凈化及干線輸送，再經(jīng)配氣管網(wǎng)送經(jīng)礦場集氣、凈化及干線輸送，再經(jīng)配氣管網(wǎng)送到用戶，形成一個統(tǒng)一的、密閉的輸氣系統(tǒng)到用戶，形成一個統(tǒng)一的、密閉的輸氣系統(tǒng)。輸氣管道運輸設(shè)備及工作原理輸氣管道運輸設(shè)備及工作原理（1）礦場集氣）礦場集氣集氣過程指從井口開始，經(jīng)分離、計量、調(diào)壓、集氣過程指從井口開始，經(jīng)分離、計量、調(diào)壓、凈化和集中等一系列過程，到向干線輸送為止。凈化和集中等一系列過程，到向干線輸送為止。（2）輸氣站）輸氣站輸氣站又稱壓氣站。核心設(shè)備是壓氣機和壓氣機輸氣站又

13、稱壓氣站。核心設(shè)備是壓氣機和壓氣機車間。任務是對氣體進行調(diào)壓、計量、凈化、加車間。任務是對氣體進行調(diào)壓、計量、凈化、加壓和冷卻，使氣體按要求沿著管道向前流動。壓和冷卻，使氣體按要求沿著管道向前流動。（3）干線輸氣）干線輸氣干線是指從礦場附近的輸氣首站開始到終點配氣站為止。干線是指從礦場附近的輸氣首站開始到終點配氣站為止。壓氣站與管路是一個統(tǒng)一的動力系統(tǒng)。壓縮機的出站壓壓氣站與管路是一個統(tǒng)一的動力系統(tǒng)。壓縮機的出站壓力就是該站所屬管路的起點壓力。終點壓力為下一個壓力就是該站所屬管路的起點壓力。終點壓力為下一個壓氣站的進站壓力。氣站的進站壓力。（4）城市配氣）城市配氣城市配氣指從配氣站（即干線終點

14、）開始，通過各級配城市配氣指從配氣站（即干線終點）開始，通過各級配氣管網(wǎng)和氣體調(diào)壓所按用戶要求直接向用戶供氣的過程。氣管網(wǎng)和氣體調(diào)壓所按用戶要求直接向用戶供氣的過程。配氣站是干線的終點，也是城市配氣的起點與樞紐。氣配氣站是干線的終點，也是城市配氣的起點與樞紐。氣體在配氣站內(nèi)經(jīng)分離、調(diào)壓、計量和添味后輸入城市配體在配氣站內(nèi)經(jīng)分離、調(diào)壓、計量和添味后輸入城市配氣管網(wǎng)。氣管網(wǎng)。增加輸氣管輸氣能力增加輸氣管輸氣能力輸氣管道在生產(chǎn)過程中常需要進行擴建或改輸氣管道在生產(chǎn)過程中常需要進行擴建或改造，目的在于提高輸氣能力并降低能耗。造，目的在于提高輸氣能力并降低能耗。提高輸氣能力的方法：提高輸氣能力的方法：鋪

15、設(shè)副管鋪設(shè)副管擴建原有壓氣站、增加并聯(lián)機組擴建原有壓氣站、增加并聯(lián)機組倍增壓氣站倍增壓氣站在站間增建新的壓氣站、減少站在站間增建新的壓氣站、減少站間管路長度，從而獲得輸氣管通過能力的提高。間管路長度，從而獲得輸氣管通過能力的提高。固體料漿管道運輸固體料漿管道運輸用管道輸送各種固體物質(zhì)的基本措施用管道輸送各種固體物質(zhì)的基本措施將待輸送固體物質(zhì)破碎為粉粒狀，再與適量的液將待輸送固體物質(zhì)破碎為粉粒狀，再與適量的液體配置成可泵送的漿液，通過長輸管道輸送這些體配置成可泵送的漿液，通過長輸管道輸送這些漿液到目的地后，再將固體與液體分離送給用戶。漿液到目的地后，再將固體與液體分離送給用戶。適用范圍適用范圍

16、輸送煤、鐵礦石、磷礦石、銅礦石、鋁釩土和輸送煤、鐵礦石、磷礦石、銅礦石、鋁釩土和石灰石等礦物，配制漿液的主要是水，還有少數(shù)石灰石等礦物，配制漿液的主要是水，還有少數(shù)采用燃料油或甲醇等液體作載體。采用燃料油或甲醇等液體作載體。料漿管道系統(tǒng)的組成料漿管道系統(tǒng)的組成料漿管道的基本組成部分與輸氣、輸油管道料漿管道的基本組成部分與輸氣、輸油管道大致相同，但還有一些制漿、脫水干燥設(shè)備。大致相同，但還有一些制漿、脫水干燥設(shè)備。料漿管道設(shè)備料漿管道設(shè)備（1）漿液制備系統(tǒng)）漿液制備系統(tǒng)（2）中間泵站）中間泵站 中間泵站的任務是為煤漿補充壓力能。停運時則中間泵站的任務是為煤漿補充壓力能。停運時則提供清水沖洗管道。

17、輸送煤漿的泵也可分容積式提供清水沖洗管道。輸送煤漿的泵也可分容積式與離心式兩種。與離心式兩種。（3）后處理系統(tǒng)。）后處理系統(tǒng)。由于管道中流動的漿液是固液兩相的混合物，其由于管道中流動的漿液是固液兩相的混合物，其輸送過程中除了要保證穩(wěn)定流動外，還要考慮其輸送過程中除了要保證穩(wěn)定流動外，還要考慮其沉淀的可能，尤其是在流速降低情況下，不同流沉淀的可能，尤其是在流速降低情況下，不同流速、不同固體粒徑及濃度條件下，漿液管道中可速、不同固體粒徑及濃度條件下，漿液管道中可能出現(xiàn)均質(zhì)流、非均質(zhì)流、半均質(zhì)流三種流態(tài)。能出現(xiàn)均質(zhì)流、非均質(zhì)流、半均質(zhì)流三種流態(tài)。非均質(zhì)流濃度分布不均，可能會出現(xiàn)沉淀，其摩非均質(zhì)流濃度

18、分布不均，可能會出現(xiàn)沉淀，其摩阻高，輸送費用大。阻高，輸送費用大。從整個系統(tǒng)來看，要保證系統(tǒng)的經(jīng)濟性需要考慮從整個系統(tǒng)來看，要保證系統(tǒng)的經(jīng)濟性需要考慮并確定合理的顆粒大小及漿液濃度。細顆粒含量并確定合理的顆粒大小及漿液濃度。細顆粒含量多時雖然可以降低管輸費用，但制漿、脫水費用多時雖然可以降低管輸費用，但制漿、脫水費用增加。增加。管道運輸?shù)奶攸c管道運輸?shù)奶攸c運輸通道與運輸工具合二為一。運輸通道與運輸工具合二為一。高度專業(yè)化，適于運輸氣體和液體貨物。高度專業(yè)化，適于運輸氣體和液體貨物。永遠是單方向運輸。永遠是單方向運輸。管道運輸?shù)膬?yōu)點管道運輸?shù)膬?yōu)點 1.不受地面氣候影響并可以連續(xù)作業(yè)。不受地面氣候影響并可以連續(xù)作業(yè)。 2.運輸?shù)呢浳餆o需包裝，節(jié)省包裝費用。運輸?shù)呢浳餆o需包裝，節(jié)省包裝費用。 3.貨物在管道內(nèi)移動，貨物損壞小。貨物在管道內(nèi)移動，貨物損壞小。 4.費用省，成本低。費用省，成本低。 5.單向運輸，無回空運輸問題。單向運輸，無回空運輸問題。 6.經(jīng)營管理比較簡單。經(jīng)營管理比較簡單。管道運輸存在的局限管道運輸存在的局限1.運輸貨物過于專門化，僅限于液體和氣體運輸貨物過于專門化，僅限于液體和氣體貨物。貨物。2.永遠單向運輸，機動靈活性差。永遠單向運輸