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          管道运输——密相输送工艺

          发布时间: 2017-01-17 11:22:17   作者:无   来源:

           

          第一部分:概述
          第二部分:技术原理
          第三部分:国内应用和发展
          第四部分:国外应用和发展
          第五部分:供应商信息
          第六部分:部分参考文献
           
          概述
          a)        定义
          管道运输 (Pipeline transport) 是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的输方式,是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式,是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。有时候,气动管 (pneumatic tube) 也可以做到类似工作,以压缩气体输送固体舱,而内里装着货物。管道运输石油产品比水运费用高,但仍然比铁路运输便宜。大部分管道都是被其所有者用来运输自有产品。
          b)       作用
          对物料品质影响较小。旋转阀密相输送是采用稀相正压输送方式,而动力采用压缩机提供。系统具有较高压力、较低流速但输送能力大,对物料几乎无影响。
           
          技术原理
          一、液化天然气密相输送工艺
          液化天然气作为液体产品进行长距离管道输送,其输送技术与原油加热输送工艺类似,管道沿线需要建设液化天然气加压泵站和冷却站。
          对于低温液体输送管道,特别是长距离管道,要防止液体气化,就必须实现液体单相流动。而防止液化天然气气化的方法需要采用密相输送工艺,即将管道的操作压力控制在临界冷凝压力之上,管道内流体温度控制在临界冷凝温度之下,使得管道运行工况位于液相密相区。
          密相输送通常有如下组合:
          a)        固态密相
          常用于单点供料、长距离输送。适用输送脆性、磨蚀性大的物料。在管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。在管线中以低速、高密度的方式输送物料。
          b)        不连续密相
          常用于单点供料,较长距离输送。管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。管道磨蚀小、物料不易破碎。般为正压输送。正压输送系统是以压缩空气把大量物料输送至较远距离的一种节能高效的输送方式。其气源采用压缩风机。根据输送物料的不同,和布置形式的不同,需进行严格的气力输送计算。正压系统有多种不同形式的输送方式。其方式为:通过星形锁气器的给料方式、将排入管道中的物料输入储料库。通过锁气器的给料方式,将排入管道中的物料输入储料库。组合的负压/正压输送系统由负压系统将近距离的多点物料输送到集料斗中,再由集料斗下部设置的仓泵将物料输入储料库或其它接收点。
          c) 连续密相
          多点供料,单点出料的输送方式。物料在管线中输送速度低于悬俘速度,适合输送粉末和小颗粒的物料。
          此外,为降低因流动摩擦和过泵剪切引起的液化天然气温度升高,长距离液化天然气输送管道除建设加压站之外,还需要每隔一定距离设冷却站,并且使加压站和冷却站建在一起,即所谓的冷泵站,以便于施工和管理。随着低温材料和设备技术的发展,液化天然气长距离管道输送在技术上是可行的。
          二、管输液化天然气技术难点
              a) 管材的选择如果要实现管道在低温“密相区”工况下运行,管道材质十分关键。管材必须选用性能良好的低温隔热材料,同时还应该考虑到管材的冷脆问题,因此,液化天然气管材一般选用9%3.5 %的镍钢。此外,管道焊接一般采用惰性气体保护焊,并需要进行焊缝检测。为了减少输送压降损失,管道内涂层技术仍需要开展研究。
              b) 低温输送工艺在管道输送液化天然气前,需要将管道温度从环境温度冷却到工作温度,即所谓的管道预冷过程。在预冷过程中,为使管道保冷层和周围土壤降温,需要蒸发掉一定量的液化天然气,且经过相当长的时间才能达到热稳定工况。
          液化天然气管道停输期间,由于周围环境热量的作用,管内液化天然气温度升高而达到饱和状态,甚至进一步气化而使管内压力急剧升高,因此要在进出站处设置安全阀,与放空罐相连,以将管道压力控制在安全极限内。此外,液化天然气管道的在线检测和自动控制等方面还需要进一步研究。
          c)      冷能再利用将天然气液化(冷冻到-1620摄氏度)需要大量的能量,该能量通常被称作液化天然气冷能。目前广东省正在建设第一个300t/a的液化天然气接收终端,并已经开始建造6座天然气发电厂,现有的燃油电厂将变为燃气电厂。液化天然气冷能在电厂中的利用系统见图3。经长输管道输人的液化天然气必须经过再气化后才能被用户使用。由于液化天然气有可观的冷能储备,回收利用这部分冷能可以有效提高能量的利用率。因此,在液化天然气长输管道项目的规划建设中应进行综合考虑。
           
           
          国内发展和应用现状
          管道运输业是中国新兴运输行业,是即铁路、公路、水运、航空运输之后的第五大运输业,它在国民经济和社会发展中起着十分重要的作用。2006年末,全国输油(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,其中天然气管道3.1万千米。天然气管道建设将是中国管道建设的热点。继西气东输管道之后,中国将启动“俄气南送”工程,为了解决上海、广州等大型城市用气的季节性不均衡性问题,还将在城市附近建立大型的低温储气库。此外,为了改善我国东南沿海地区经济增长迅速而缺乏能源的状况,经国家批准,广东珠江三角洲地区将首先引进国外液化天然气资源,作为液化天然气项目的试点,该管道由一条主干线及两条支线组成,全长327 km,主干线由深圳至广东,预计2005年完工。液化天然气管道的建设将有力地拉动相关产业的发展,保证城市天然气市场的快速增长。
          目前,国内液化天然气管道输送技术尚处于起步阶段,国外也无成熟的实践经验,因此需要加强对液化天然气管道输送技术,特别是在管材、低温输送工艺、低温管道施工、自动控制和检测技术及设备方面的研究工作。
           
          国外发展和应用现状
          管道运输现代管道运输始于19世纪中叶,1985年美国宾夕法尼亚州建成第一条原油输送管道。然而它的进一步发展则是从20世纪开始的。随着二次大战后石油工业的发展,管道的建设进入了一个新的阶段,各产油国竞相开始兴建大量石油及油气管道。
          20世纪60年代开始,输油管道的发展趋于采用大管径、长距离,并逐渐建成成品油输送的管网系统。同时,开始了用管道输送煤浆的尝试。全球的管道运输承担着很大比例的能源物资运输,包括原油、成品油、天然气、油田伴生气、煤浆等。其完成的运量常常大大高于人们的想象(如在美国接近于汽车运输的运量)
          近年来管道运输也被进一步研究用于解决散状物料、成件货物、集装物料的运输,以及发展容器式管道输送系统。
           
          供应商信息
          a)        上海麦克曼气力输送系统设备有限公司
          b)        美国Macawber 集团
           
          参考文献
          [1]邓道明,宫敬,张效研等,《富气的密相输送工艺技术》,石油大学·北京。
          [2] 徐孝轩,陈维平,余金怀,《液化天然气的运输方式及其特点》,油气储运,200625(3)611