Question

输油管道有哪些？

Answer 1

原油和成品油的运输方式主要是管道输送，其次有铁路、公路和水运，它们有各自的特点及适用范围。管道运输具有独特的优点：(1)运输量大(表8-3)；(2)运费低、能耗少；(3)输油管道埋在地下，受气候影响小、安全可靠；(4)原油的损耗率低，对环境污染小；(5)建设投资少、占地面积小。管道输送适用于大量、单向、定点运输，但不如车、船输送灵活。

管道的输油量

一、管道分类及管材输油管道是油品收发、输转的主要设备。油、气田内部连接油、气井与计量站、联合站的集输管道以及炼油厂和油库的管道属于企业内部输油管道。这些管道一般较短，不形成独立的经营系统。将油田合格原油送至炼油厂、码头或铁路转运站的管道属于长距离输油管道，也称干线输油管道。这些管道管径较大，有各种辅助配套设备，是独立的经营系统，长度可达数千公里。目前最大的原油管道直径达1220mm。管道及其附件的正确选择、合理使用和调度、及时维修和养护，直接关系到系统的正常运行。

按输送的介质，管道可分为原油管道、天然气管道和成品油管道。

按设计压力，管道分为真空管道、低压管道、中压管道、高压管道和超高压管道。泵吸入口用真空管道；油库大多为低压管道；炼油厂反应塔出口管道大多为中压管道和高压管道，而油井出口管道大多为超高压管道。

按材质，管道分金属管道和非金属管道。金属管道规格多、强度高。油库管道主要是碳素钢管道和铸铁管道。在卸油码头及汽车收发油场所常用耐腐蚀、耐油的橡胶管。

无缝钢管没有接缝、强度高、规格多，在油库中应用最为广泛。输送腐蚀性强或高温介质时，可采用不锈钢、耐酸钢或者耐热钢无缝钢管。对缝焊接钢管用在小直径低压管道上；螺旋焊接钢管常用于低压大直径管道。钢管的规格一般用“φ外径×壁厚”表示。

普通铸铁管一般用灰口铸铁铸造，耐腐蚀性好，但质脆、不抗冲击，常用于给排水、消防和冷却水系统中。硅铁管常用于耐酸管道中，其规格以公称直径表示。

油库常用的胶管有耐油夹布胶管、耐油螺旋胶管及耐油钢丝胶管，这些胶管均由丁腈橡胶制成。耐油夹布胶管用于低压输油；耐油螺旋胶管可作压力输送和吸入管用；耐油钢丝胶管比螺旋胶管轻、耐压高。

管道的主要技术参数有公称直径、公称压力、试验压力和工作压力。

公称直径是为了设计、制造、安装和维修方便而规定的一种标准直径。公称直径的数值既不是管子的内径，也不是管子的外径，是与管子内径接近的整数。

公称压力是为了设计、制造和使用方便规定的一种名义压力。对管道及其附件进行强度和严密性试验所规定的压力称试验压力。工作压力是管道在设计流量下所承受的压力。

二、长距离输油管道长距离输油管道由输油站与线路两大部分组成，如图8-19所示。

图8-19　长距离管道输油示意图管道沿线需设泵站给油流加压，以克服流动阻力、提供沿管线坡度举升油流的能量。我国原油含蜡多、凝点高，管道上还设有加热站。每隔一定距离还要设中间截断阀，以便发生事故或检修时关断。沿线还有保护地下管道免遭腐蚀的阴极保护站。为了实现全线自动化集中控制，沿线要有通信线路或信号发射与接受设备等。

长输管道输量越大，管径越大，单位运费越低。当管径、管长、设备一定时，若达不到经济输送量，输送成本单价会随着输量的减少而增大。管径和输量一定时，输送距离越远，输送成本单价越高。当输送距离较大时，足够的输量才能使输送成本单价降到合理水平。

输油管道的起点输油站称首站，任务是接受、计量及储存原油，加压或加温后向下一站输送；沿途中间输油站向管路提供能量；输油管道的终点称末站，任务是接收来油和向用户输转。

输送方式有等温输送和加热输送。加热输送目的在于(1)提高油的温度来降低其粘度，减少摩阻损失；(2)保证油流温度高于其凝固点，防止冻结事故发生。

常用输油工艺有两种。(1)旁接油罐输油工艺中，油罐通过旁路连接到干线上，来油可进入泵站的输油泵，也能同时进入油罐。各管段输油量不等时，油罐起缓冲作用。各管段水力系统相对独立，站间干扰小，利于运行参数调节，且操作简单，无需高精度的自动调节系统。(2)从泵到泵输油称为密闭输油工艺。中间输油站不设缓冲油罐，上站来油直接进泵，为统一的水动力系统。这种工艺流程简单，可充分利用上站的余压，减少节流损失，可以基本消除中间站轻质油的蒸发损失。

三、管道附件管道附件包括各种阀门、过滤器、法兰、弯头、三通、大小头、管道补偿器、压力检测仪表及消气器等。其中阀门种类较多，已在上节单独介绍。

过滤器的作用是滤净输送油品中的机械杂质(如铁屑、泥渣等)，有效阻止杂质进入管道最低处和阀体内，防止阀门关不严甚至损坏阀体或阻塞管道，使油品能顺利通过。过滤器一般由滤网、网架和过滤器壳体组成，分轻油过滤器和粘油过滤器两种。过滤器常置于泵和流量计前，因为机械杂质进泵会加速泵的磨损，影响泵的正常工作；杂质进入流量计将影响其精度和寿命，甚至使其无法正常工作。金属丝滤网会增加流动阻力。过滤器的壳体底部有排污口。必须定期清洗过滤器，以防堵塞或静电积聚。

法兰常用于管道连接，设在检修时需要拆装的地方。也能连接其他仪表和设备，但使用过多会增加泄漏可能并降低管道的弹性。法兰由上、下法兰、垫片及螺栓螺母组成，各部件均为标准件。连接件必须有良好的密封性能，因此法兰上均加工有密封面。垫片是半塑性材料，受载能发生变形，密封微小不平整处，阻止流体泄漏。

弯头在管道安装中用量很大，分为无缝弯头、冲压焊接弯头和焊接弯头三种，其中弯曲半径等于1.5倍公称直径的无缝弯头最为常用。常根据公称直径、弯曲半径及公称压力选用弯头。

三通用于从主管上接出支管，因为在主管上开孔直接焊接支管会增加流动阻力。三通分为等径三通和不等径三通。

大小头主要用于变径管道上，又称变径管，有同心和偏心两种型式。泵的出入口管段大多采用同心大小头。

最常用的弹簧管压力表由弹簧管、齿轮传动机构、指示机构和外壳等几部分组成。应根据工艺过程对压力测量的要求、被测介质的性质、现场环境等，选择压力表的种类、型号、量程和精度。为保证弹性元件在安全范围内可靠工作，压力表量程必须留有足够余地。

四、管道连接及支架最常见的管道连接方法是法兰连接和焊接。法兰连接结合强度高、拆装方便，在石油化工管道中应用广泛。法兰不得埋入地下，不能装在楼板、墙壁或套管内。焊接是管道工程中最重要的连接方法。焊口强度高、严密、不需要配件、成本低。焊接用于无需拆卸的场合。

管道支座对管道起固定、导向和承托作用，分为固定支架和活动支架，活动支架又包括滑动支架、导向支架和吊架等。固定支架是为了均匀分配管道热膨胀量而设置的，适用于室内不保温管道。当温度变化引起管道膨胀收缩时,滑动支架允许管子滑动。低滑动支架适用于不保温管道；保温管道一般采用高滑动支架。导向支架可保证管道在支架上滑动时不偏离其轴线。

五、管道热应力及其补偿物体有热胀冷缩的性质，管道也不例外。如果温度变化时管道不受外界的限制，可以自由伸缩，管道中不会产生热应力。如果管道受到约束，温度变化时管道不能自由膨胀或冷缩，管道中将产生应力，称之为热应力。管道的工作温度高于安装温度时，热应力为压应力，反之为拉应力。管道设计要考虑有效消除这种热应力，否则可能会拉裂管道或支座，影响正常生产。消除管道热应力的唯一方法是消除约束，因为温差不可避免。完全消除约束不现实，但能用补偿器进行部分补偿。

温度变化时，弯曲管道自身会产生一定的弹性变形，不会产生较大的热应力和管道轴向推力，能有效防止管道及支架因受热而发生破坏。这种借管道自身的弹性变形来吸收热变形量的方法称为自然补偿法。其弯曲形状如图8-20所示。油库管道通常采用自体补偿。

图8-20　自然补偿器

管道的热膨胀量较大时，自然补偿有难度，常常采用人工补偿法。人工补偿器有Π形补偿器、波纹管补偿器及填料式补偿器等。Π形补偿器的补偿能力大、使用范围广、作用在固定支架上的轴向推力小、制造简单、使用维护方便，但其流体阻力较大，如图8-21所示。

图8-21　Π型补偿器

波纹管补偿器包括多个压制的波纹。其结构简单、严密、体积小，适于空间受限制处。

填料式补偿器由管体和滑动套筒组成，并用填料保持伸缩时的密封。它体积小、伸缩性好，但不够严密，要定期更换填料。当管道支座发生沉陷时，还有被卡住的危险。

近年来，金属软管作为补偿器在油库中得到了广泛应用。其补偿量大、占地面积小，在大管道中完全取代了Π形补偿器。目前在油罐进出油短管和浮码头管道上应用较多，可以消除油罐基础沉降的影响，防止因水位变化而造成的管线拉裂事故。

六、管道敷设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。图8-22为正在敷设长输管道。

图8-22　长输管道敷设

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1m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。

七、管道的防腐、伴热与保温1.管道的防腐防腐是为了延长管道的寿命。管道敷设方式不同，防腐要求也不尽相同。

对于不需保温的地上管道，管道外壁除锈后涂两道红丹漆，再刷两三道醇酸磁漆即可。如需保温，加一层玻璃布或镀锌铁皮后，外面再刷两遍醇酸磁漆。管沟管道极易腐蚀，经除锈、红丹漆打底后，可刷环氧树脂漆。埋地管道应根据土壤的电阻率采用不同等级的防腐绝缘或阴极保护，也可采用牺牲阳极的电化学保护措施。埋地管道防腐过去常采用三油两布甚至四油三布(油指沥青，布指玻璃布)，由于工艺复杂、成本高，逐渐被聚乙烯防腐胶带代替。除锈后一道底漆，再扎内带和外带即可。

为了便于识别与管理，各种管道应按表8-4涂刷成不同的颜色。

油库工艺管道及设备刷漆规定

工艺管道储运设备介质名称颜色设备名称颜色轻油银白色保温油罐中灰色重油黑色不保温油罐银白色水深绿色机泵银白色蒸汽红色铸钢阀门橘黄色(手轮)消防泡沫混合液中红色铸铁阀门红色(手轮)2.管道的伴热对于粘度大、易凝结的油品(如润滑油、重油等)都需要加热输送。为了减少输送过程中的热损失，除进行管道保温外，有时还需逐段对管道予以伴热。

蒸汽伴热管道铺设应注意：(1)伴热蒸汽应从供汽主线上方引下，保持蒸汽压力稳定。(2)将伴热管和输油管紧贴在一起捆牢，外加保温层。(3)伴热管尾端应在低点通过疏水器以便排除冷凝水。(4)伴热尽量不要和输油管道扫线蒸汽共用汽源，以免扫线不严或忘记关阀使油品窜入伴热管，冻凝管道；必须合用时，扫线阀与油管之间必须装单向阀。(5)由于管内介质存在温差，伴热管应在适当距离设置补偿管。

3.管道的保温加热输送的油品管道需要保温，蒸汽管、水管也要保温。由里到外，管道保温层依次是防腐层、保温层、防潮层和保护层。防腐层是在管壁外涂刷一层沥青底漆或两遍红丹漆，以避免管道外壁的氧化腐蚀。保温层是用玻璃布、泡沫石棉或海泡石等导热性能低的材料，制成一定形状包于管子或设备外部，厚度视管径大小和介质温度而定。防潮层是用沥青玻璃布缠绕于保温层外面，防止雨雪浸入保温层。最外面是保护层，用0.5mm厚的镀锌铁皮或玻璃布缠绕、石棉水泥抹面。应防止人为损坏，延长保温层寿命。