輸油管道

輸油管道（也稱管線、管路）是由油管及其附屬檔案所組成，並按照工藝流程的需要，配備相應的油泵機組，設計安裝成一個完整的管道系統，用於完成油料接卸及輸轉任務。

輸油管道系統，即用於運送石油及石油產品的管道系統，主要由輸油管線、輸油站及其他輔助相關設備組成，是石油儲運行業的主要設備之一，也是原油和石油產品最主要的輸送設備，與同屬於陸上運輸方式的鐵路和公路輸油相比，管道輸油具有運量大、密閉性好、成本低和安全係數高等特點。

輸油管道的管材一般為鋼管，使用焊接和法蘭等連線裝置連線成長距離管道，並使用閥門進行開閉控制和流量調節。輸油管道主要有等溫輸送、加熱輸送和順序輸送等輸送工藝。管道的腐蝕和如何防腐是管道養護的重要環節之一。目前輸油管道已經成為石油的主要輸送工具之一，且在未來依舊具有相當的發展潛力。

基本介紹

• 中文名：輸油管道
• 外文名：Petroleum Pipeline
• 別稱：管線、管路
• 作用：完成油料接卸及輸轉
• 分類：企業內部的輸油管道等

管道分類

按距離分

1、企業內部的輸油管道

企業內部輸油管道主要是指油田內部連線油井與計量站、聯合站的集輸管道，煉油廠及油庫內部的管道等，其長度一般較短，不是獨立的經營系統。

2、長距離輸油管道

長距離輸送原油或成品油的管道。輸送距離可達數百、數千公里，單管年輸油量在數百萬噸到數千萬噸之間，個別有達1億噸的,管徑多在200mm以上，如今最大的為1220mm。其起點與終點分別與油田、煉油廠等其他石油企業相連。由輸油站(包括首站、末站、中間泵站及加熱站等)和管道線路兩大部分組成。後者包括幹線管道部分，及經過河流、峽谷、海底等自然障礙時的穿跨越工程，為防止管道腐蝕而設的陰極保護系統，為巡線、維修而建的沿線簡易公路和線路截斷閥室。輸油企業大多還有一套聯繫全線的獨立的通信系統，包括通信線路和中繼站。

長輸原油管道

按油品分

1、原油輸油管道

原油管道主要是指輸送原油產品的管道，它和成品油管道是有區別的。如今在我國運行的主要原油輸油管道是中俄原油輸油管道和中亞原油輸油管道。

2、成品油輸油管道

成品油輸油管道是長距離輸送成品油的管道，如今在我國有多條成品油輸油管道已經在運營中或在建中，主要有：蘭成渝成品油輸油管道、蘭鄭長成品油輸送管道以及港棗成品油輸送管道等。

按材料分

1、碳素鋼管

固定的輸油管線多用碳素鋼管，碳素鋼管按其製造方法可分為無縫鋼管和焊接鋼管，無縫鋼管又分為熱軋和冷拔兩種，通常的碳素鋼管都是採用沸騰鋼製造，溫度適用範圍為0~300℃，低溫時容易脆化，採用優質碳素鋼製造的鋼管，溫度適用範圍則為-40~450℃，採用16Mn鋼，溫度適用範圍低溫為-40℃，高溫則可達475℃。

2、耐油膠管

耐油膠管是主要用於臨時裝卸輸轉油設施上或管線卸接的活動部位的輸油管。

輸油管道

耐油膠管有耐油夾布膠管，耐油螺旋膠管和輸油鋼絲編織膠管之種，都是由丁腈橡膠製成。並分壓力、吸入和排吸三種不同情況用途，正壓輸送應選用耐壓膠管，負壓輸送則選用吸入膠管，有可能出現正負壓力時則需選用排吸膠管。

管道系統組成

輸油站

長距離的輸油管道由輸油站和管線兩個大部份組成。管道的起點是一個輸油站，通稱為“首站”，油品或原油在首站被收集後，經過計量後，再由首站提供動力向下游管線輸送。首站一般布設有儲油罐、輸油泵和油品計量裝置，若所輸油品因粘度高需要加熱，則亦設有加熱系統。輸油泵提供動力使得油品可以沿管線向終點或下一級輸油站運動，一般情況下，由於距離長，油品在運輸過程中的能量損失明顯，需要多級輸油站提供動力，直至將油品輸送至終點。終點的輸油站通稱“末站”，主要是負責收集上游管線輸送而來的物料，因此也較多配有儲罐和計量系統。

管線

長距離的輸油管道系統的管線部份主要由以下設備組成：管道本身主體；沿線的閥門及其控制系統；通過河流、公路、山地的穿越設施；陰極保護裝置以及簡易道路、通訊系統、工作人員的住所等。長距離的輸油管線由鋼管焊接而成，管外包裹有絕緣層物質以防止土壤中的腐蝕性化學成份對管線本體造成侵蝕，管線本體內部還可內塗防腐材料以減少輸送的油品本身對管線的腐蝕和提高管線管線的光滑度以加大運輸量。每隔一定的距離或跨越大型障礙物時，管線都設有閥門，用以發生事故時阻斷物料，以防止事故的擴大及方便維修設備。通訊設備是用於輸油管道的輸轉調度的重要指揮工具，隨著通訊衛星和自動化技術的發展，相關技術已經大量運用於油品的管道輸送中。

材質與規格

管材及適用性

輸油管道所用的管材主要為碳素鋼管，按照其製造工藝又可分為無縫鋼管和焊接鋼管。無縫鋼管具有強度高，規格多等特點，因此適用於腐蝕性較強的油品或者高溫條件下的輸送。無縫鋼管又分為熱軋和冷拔兩種。由於冷拔加工會引起材料硬化，因此還需要依據管材的具體用途做相應的熱處理。焊接鋼管可分為對縫鋼管和落選焊接管兩種。由於碳素鋼管的工藝特性導致了此種鋼管在低溫時候容易變脆，因此主要適用於常溫管線，管材的使用溫度也不宜超過300攝氏度，一般而言普通碳素鋼管使用溫度介於0至300攝氏度之間。若採用優質碳素鋼管，則溫度套用範圍和放寬達—40至450攝氏度。鋼管的實驗壓力一般為公稱壓力的1.5倍。當所輸送物料的溫度不超過200攝氏度時，工作壓力就是公稱壓力。當溫度超過200度是工作壓力應相應低於公稱壓力。

規格類型

鋼管的外直徑一般用大寫字母D表示，其後面附加外徑的數值，如：外直徑為400mm的鋼管用D400表示；鋼管的內直徑用字母小寫d表示，其後附加內徑數值，如內直徑為300的鋼管表示為d300；鋼管的規格一般用“Φ外徑×壁厚”表示，如外徑為400mm，壁厚為6mm的管道表示為Φ400×6。常用鋼管規格如下表所示：

鋼管類型	鋼管標準	公稱直徑（DN，mm）	適用溫度範圍（°C）
無縫鋼管	YB231—70	10	-40—475
示例螺旋焊縫電焊鋼管	SYB10004—63	200—700	-40—450
鋼板卷管		≥500	-40—470
有縫鋼管	YB234—63	10—65	0—140

重要參數

• 公稱直徑：公稱直徑是為方便管道的設計、建設與檢修所規定的一個標準直徑。一般而言，公稱直徑與管道的實際內徑或外徑都不相等，而是一個與內徑較接近的整數值。公稱直徑用符號“DN”表征，其後附加具體的數值，例如：公稱直徑為600mm的輸油管道表示為“DN600”。公稱直徑也常常使用“寸”作為單位，1寸=25.4mm ，為方便轉換操作上一般取“1寸≈25mm”，DN600的輸油管道就可以稱為“24寸”。
  
• 壓力參數：管道的壓力參數有“公稱壓力”、“試驗壓力”和“工作壓力”三項，公稱壓力如同公稱直徑是方便工程的名義壓力參數，表示為PN，如公稱壓力為1.6兆帕的管道，記：“PN1.6MPa”，公稱壓力還可用千帕（KPa）和帕（Pa）作為量綱，換算關係如下：1MPa=1000KPa=1000000Pa；試驗壓力是對管道的強度和抗壓性能進行測試所使用的壓力，永Ps標記，為了保證管道的使用安全，試驗壓力要求高於公稱壓力；工作壓力是指管道在實際套用中所承受的壓力。
  

連線與控制

連線和法蘭

輸油管道須使用一定的連結方式才能構成一個完整的系統。管道的連線方式主要有絲扣、焊接和法蘭連線三類。壓力不高，管徑不大的管路可以採用絲扣的方法連線，此種連線方法較為方便，但由於多數主幹輸油管線管徑一般都較大，因此多採用其他兩種連線方法。DN≥50的管路基本採用焊接的方法連線，焊接具有施工方便、堅固、嚴密和節約鋼材等優點，一般直管或者彎路上不需要拆卸的部位都可採用。管道和閥門或者其他設備（如：泵）連線處以及管道需要拆卸的地方都採用法蘭連線，為保證法蘭連線處的嚴密性，也在法蘭兩側都需要使用相對質軟的法蘭墊圈進行輔助。法蘭依據製作工藝主要可分為平焊、螺紋、對焊、松套和盲板等幾種類型，除了盲板法蘭之外都是用於管路之間互相連線，若需要連線不同直徑的管路，也可採用兩頭直徑相對應的變徑法蘭。盲板法蘭用於管路頂頭一端的封閉，因此設計能承受較大的彎曲應力。

閥門與控制

閥門是用於開啟、關閉或者控制管道內介質流動的機械裝置。閥門的種類繁多，分類方法也有多種。若按用途劃分，可分為截斷閥、止回閥、分配閥等；若按壓力區分可分為真空閥（工作壓力小於標準大氣壓）、低壓閥（PN≤1.6MPa）、中壓閥（PN=2.5—6.4MPa）和高壓閥（PN=10—80MPa）。若按驅動方式可分為手動閥、動力驅動閥和自動閥，還有按溫度或者材料等等不同的分類方法。閘閥是閥底座和閥板平等，閥板通過手輪隨閥桿垂直上下運動，以此切斷或開通管道，同時可調節管道的開通比例。由於閘板的特性，一般套用時，閘閥多為全開或全閉調節，較少用於流量調節，但閘閥具有密封性能好和維修方便的優點。截止閥的閥芯垂直落於底座上，閥座與管路中心線平行，流體在閥體內呈“S”形態流動，流體阻力較大，截止閥一般用於流量調節，且具有製造和維修方便的有點，但關閉時容易滲漏，密封性不如閘閥。

在長距離輸送管道的鋪設中，沿線須安裝閥門，且間距不應超過32km，若管線途經人煙稀少地區則可以適當放寬。埋地輸油管道沿線在穿跨越大型河流、湖泊、水庫和城鎮等人口密集地區的管道兩端或根據地形條件認為需要，均須設定閥門。截斷閥的設定位置應不受地質災害及洪水影響，且要滿足交通便利、檢修方便的需要，並應設保護設施。

工藝介紹

單品輸送

長距離的輸油管道由輸油站和管路兩部分組成，長度可達數百公里甚至更長，沿線設有首站、若干箇中間站和末站。同一種油品在管線內流動所消耗的能量由輸油站提供，因此需要了解不同情況下管道的工藝特性以確定具體的設備情況。輸送輕質油品（如汽油、航空煤油和柴油等）的管道，由於介質粘度小、流動性好，因此沿線不需要加熱，介質和管道的溫度與周圍土壤溫度相等，此種輸油管道被稱為“等溫輸油管道”，此種工藝無需考慮熱力學因素，僅僅需要從流體力學的角度評估與管道所需壓力平衡的泵站所提供的動力。當所輸送的介質為易凝固、高粘度（如：蠟含量較高的中國大陸之大慶油田的產油）時，若其凝點高於管道周圍的環境溫度或者環境溫度下粘度很高時，無法直接使用等溫法輸送，因為過高的粘度會使得管道的壓降大大增加，不僅會耗費大量動力且有安全隱患，因此須採用加熱輸送的方法以達到降低粘度、較少摩阻的效果。加熱系統伴隨在管道的外壁，保持管道的溫度達到輸送的需要。為了使得加熱管道的能量能夠較少損失，一般加熱輸送的管道都需要包裹保溫設備，保溫設備包裹管道和加熱系統也稱為保溫層，保溫層的物質應具有較差導熱性，且必須具有耐高溫、抗腐蝕、耐振動和吸水性弱、化學穩定性好等特點，一般為柔軟的非金屬混合材料（如：玻璃棉氈等）。保溫層外還需要有保護裝置以保護，最常用的是鍍鋅鐵皮。

順序輸送

主條目：順序輸送

順序輸送是在一條管道內，按照一定批次和順序，連續地輸送不同種類的油品的輸送方法，亦稱為“交替輸送”或者“混油輸送”。順序輸送可以最大限度地利用管道的運能，以此節約成本增加效益，並減低鐵路等其他運油方式的運輸壓力，因而在美國和俄羅斯等國家被廣泛套用。中國也有部分管道尤其是軍用的輸油管道使用順序輸送工藝。順序輸送主要的工藝難點在於不同種類油品依次輸送時所產生的混油的處理，以及如何儘量減少混油的產生，減少混油可以採用使油品在輸送過程中保持湍流流態和使用機械裝置或凝膠隔離的方法實現，其中使用凝膠隔離是目前更具發展潛力的有效方法。

腐蝕與防腐

主條目：管道腐蝕

由於輸送的油品中含有硫元素和酸性物質，外加管道裸露在露天遭受風吹雨淋，導致管道易被腐蝕。管道腐蝕主要有以下幾種：由原電池原理而導致的鋼鐵吸氧腐蝕；由於酸雨導致管道表面極具酸性的硫化物（二氧化硫和硫化氫）而導致的析氫腐蝕；大氣降水導致的二氧化碳酸性腐蝕；管道表面能夠代謝硫酸鹽的細菌導致的細菌腐蝕和管道內積水導致的腐蝕等，其中吸氧腐蝕是最多的腐蝕情況，原理如下：

• 中性條件下：O₂ + 2H + 4e → 2OH
  
• 鹼性條件下：O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH
  
• 酸性條件下：O₂ + 4H + 4e → 2H₂O
  

由於管道腐蝕的成因與條件不盡相同，因此管道防腐依據不同的腐蝕情況也有以下幾種不同的方法：合理選材，依據不同的輸送介質和環境條件選擇不同種類的材料；陰極保護，就是外加直流電源，是原本為陽極的管道金屬本身變為陰極而得到保護，或者可以將化學活性相對更為活潑的一種金屬附加在管道上，使兩者構成原電池，此時更活潑的金屬被腐蝕而管道本身則得到保護；介質處理，包括除去介質中腐蝕性強的成分或調解其PH值；金屬表面添加防腐塗層（如：油漆）以此隔絕鋼材制管道和空氣中的氧氣接觸，以此達到保護效果；添加“緩蝕劑”，緩蝕劑是添加於金屬設備中用於減緩腐蝕的一種專用添加劑，由於用量小、投資省和效果明顯等優點，是管道及其他領域防腐技術的重點發展方向，緩蝕劑的防腐蝕原理可描述為反催化，即和化工生產中所使用的催化劑原理相反，緩蝕劑會提高化學反應所需的活化能，以此減慢腐蝕反應的發生速度。

管道布置

常見的管道的布置形式有以下幾種：單管系統、雙管系統、獨立管道系統輸油管道的敷設，為了減少阻力，一般都儘量採取直線敷設其方法有地上、管溝和地下三種，在油庫圍牆以內的管道，都應在地上敷設，原已埋在地下的管道或已敷設在管溝里的管道，要結合油庫的技術改造，亦應儘可能的逐步地改為地上敷設，圍牆以外的輸油管道，為了不妨礙交通和占用農田，一般都把管道經過防腐處理後直接埋在地下，深度為0.5~0.8m。

輸油管道

行業特點

如今，我國輸油管道建設如火如荼，但現有大型輸油管道總長不過3.5萬公里。專家預計，未來10年我國將實現汽油、柴油、煤油等成品油全部利用管道進行輸送。欲要完成上述目標，平均每年都要新建2萬公里各類輸送管道，我國輸油管道建設將會迎來新的高潮，並將體現出以下特點：

1、向大口徑、高壓力的大型管道發展

當其他條件基本相同時，隨管徑增大，輸油成本降低。在石油資源豐富、油源有保證的前提下，建設大口徑管道的效益會更加明顯。而提高管道工作壓力，可以增加輸量、增大站間距、減少站數，使投資減少、成本降低。因此，採用大口徑、高壓輸送是管道工程發展的趨勢。我國現有原油管道最大管徑720毫米，例如魯寧線，而國外最大管徑為1220毫米。我國目前天然氣管道直徑最大的是西氣東輸管線，直徑1016毫米，而國外最大已達到1400毫米以上。我國在管道建設的口徑和壓力上，與世界水平相比，還有較大差距。

2、採用高強度、韌性及可焊性良好的管材

3、管道運行高度自動化

我國輸油管道

建成最早的原油管道

我國建成最早的原油管道是克拉瑪依—獨山子原油管道，簡稱克-獨原油管道。該管道長147.2公里，管徑159毫米，設計壓力為7.0MPa，輸送能力為53萬噸/年，於1959年1月建成投產。

距離最長的原油管道

我國最長的原油管道是西部原油管道。該管道起於烏魯木齊王家溝首站，止於蘭州末站，幹線長1858公里，管徑813毫米，設計壓力8MPa，設計輸量2000萬噸/年，於2007年6月建成投產。

管徑最粗的原油管道

我國管徑最粗的原油管道是日照-儀征原油管道。該管道北起山東日照，南達江蘇儀征，長390公里，管徑914毫米，設計壓力8.5MPa，近期設計輸量為2000萬噸/年，遠期設計輸油量為3600萬噸/年，於2011年10月10日建成投產，所輸油品為海上進口原油。

國外輸油管道

美國

美國石油生產量大，同時因為消費也大，因此也是石油進口大國，該國的成品油管道發展情況具有極大的借鑑意義。美國在建設原油管道的同時，也十分重視成品油管道的建設規模和效率。

近年來，美國原油產量水平在穩健發展，從1950年的2.67億噸，發展到1970年的4.75億噸，之後每年原油產量基本在4億噸左右。隨著現代化的進程，美國的石油消費量也在不斷增加，從1950年的3.25億噸，增長到2000年的8.97億噸。在此背景下，成品油管道得到快速發展，每年都會有新增的成品油管道公里數，到上世紀80年代成品油管道長度已超過原油管道長度。

美國成品油管道具有先進性，不僅僅因為它的總長度較長，而是在於管道的長距離和大口徑，具有進油點多，輸油量大的特點。在美國100家液體管道公司中，年輸量超過2500萬立方米的公司有10家。其中，1964年底建成單線，1979年建成複線的科洛尼爾成品油管道系統，總長度8008公里，最大管徑1016毫米，有很長的供油段，共5個油品輸入站和37個分輸站向支線分流，雙線管道系統年輸油量達9300萬噸，可順序輸送各種成品油100餘種，成為世界上最大的成品油輸送管道。

法國

法國成品油管道總長度6750公里，共有4條大型成品油管道系統，以及大量地方成品油管道（約20多條），其中最大的成品油管道是1953年投入運行的特拉庇里公司的成品油管道系統，包括3條幹線和13條支線，總長1330公里，總輸油能力達到6800萬噸/年。該系統把勒俄弗爾和塞納河中部地區17個煉油廠（原油年加工能力5850萬噸）與巴黎地區、諾曼第、奧爾良和圖爾地區的分配油庫和轉運油庫連線起來。

英國

英國第一條商用成品油管道於1960年建成投產，70年代以後成品油管道得到長足發展。1979年成品油管道里程達到1980公里，1980年以後，成品油管道運輸進一步發展，成品油運輸結構發生變化，到1986年管道占36%、公路占28%、水運占31%，管道輸送成品油份額已位居首位。

加拿大

加拿大成品油管道也很發達。1980年成品油管道長度已達4800公里，從1960年到1980年的20年間幾乎增加了1.5倍。成品油管網自西向東橫貫加拿大工業發達和人口稠密地區。加拿大最大的成品油管道是省際管道，該管道長6000多公里，最大口徑為864毫米，輸送油品多達65種，成品油除供應本國外，還向美國出口。

發展建議

1、注重與上遊行業的協調發展，促進交流與合作，共同提高

建議上遊行業加快輸油管道專用鋼材設塑膠的研發和穩定生產，促進加工設備和模具行業的技術進步，提高生產的穩定性以及提高生產效率，以降低成本；實現上下遊行業的多贏發展。

2、加強對下游用戶的服務工作，重視基礎研究，促進更好套用

對下游的套用領域要加強服務，以提高輸油管道工程的質量，提高信譽，促進套用。建議強化工程標準的執行力度，重視工程套用基礎技術研究，提高和保證輸油管道產品以及工程套用質量。組織編制有關產品的套用手冊，加強對技術人員、施工人員的技術培訓和教育，加強標準、規範的學習與宣貫，努力配合提高工程質量，促進輸油管道的更好套用。

3、加強行業自律，加強市場監管，引導規範市場

建議加強行業自律，完善質量保證體系，建議實行質量監督制度，對產品實行推廣認定、監督檢查和進場複查，防止假冒偽劣產品用於套用領域，引導規範市場行為。要提高技術水平、質量水平、產品檔次，提高與其他傳統管道相比的競爭能力。生產企業不參與無序競爭，不以低於成本價參與惡性競爭；繼續推進PVC-U輸油管道的禁鉛工作；加強生產企業的出廠檢驗制度的執行，同時建議用戶選擇合格產品。對生產企業的工藝裝備、生產規模、檢測手段和質保體系做出規定，加強對企業的產品質量進行監督抽查；組織扶持優質產品的工作，穩定與擴大優質產品的市場；制訂打擊和取締偽劣產品的管理辦法，以有效制止偽劣產品的套用。

4、提高創新能力，積極研發新產品，提高配套水平

5、推進新產品的更好配套和套用

6、努力創新，開發新材料的管道

存在問題

1、市場不規範，有的企業產品質量低劣，影響行業健康發展

輸油管道行業突出的問題之一是質量水平參差不齊，有的企業使用低檔的加工設備、低檔原料、不合格原料以及填充料等方式降低成本，假冒偽劣產品嚴重危害輸油管道企業的信譽。由於輸油管道市場還不規範，相關部門對市場流通的產品質量監督管理力度不夠，而且市場上的產品質量狀況不容樂觀，個別假冒偽劣產品混入市場、流入工程，影響了輸油管道產品的聲譽和發展。一方面很多輸油管道企業，特別是一些骨幹大企業，產品質量達到國際標準的要求；另一方面在市場上、工地上充斥著大量質量低劣的產品。出現這種情況根本的原因在我國市場經濟的體制還不完善，至今還沒有建立起質量責任制和索賠制。

2、市場推廣工作有待提高，有限的市場競爭加劇

3、產品創新方面還有待加強

4、工程施工質量應進一步完善

5、中國輸油管道行業的競爭力還不算強

發展方向

1、常溫輸送技術

世界各國尤其是盛產含蠟粘性原油的大國，都在大力進行長距離管道常溫輸送工藝的試驗研究。隨著含蠟高粘原油開採量的增加以及原油開採向深海發展，各國都特別重視含蠟高粘原油輸送及流動保障技術研究。

挪威、法國、英國、美國等石油工業已開發國家在含蠟高粘原油流變性及其機理、管道蠟沉積預測等方面達到很高水平，並即將帶來套用技術的新突破。

2、管道監控技術

日前管道監控技術上要分為泄漏後報警技術和開孔前預警技術兩種。其中，從管道防護角度，泄漏後報警技術己不符合管道安全生產的要求，其報警滯後，定位不準，已被盜竊分子掌握規律等弱點被生產實踐證明，不是未來發展主流。而開孔前預警技術則是21世紀發展起來新技術研發領域，它又要分為場式監控（紅外、微波、磁場感應電纜、泄漏電纜等技術）和感知監控（光纖振動、分散式光纜、磁感應振動電纜、聲波探測、地震儀監控等技術）。場式監控重在監控人的進入，感知監控重在監控。人的行為，場式監控只能川於短時問小範圍內的監控，感知監控可以用於長距離的長時間不問斷監控。

但是由於感知監控只能感知外界的作用對管道或大地產生的間接影響，這些問接影響能否被感知到，不僅決定於技術本身，還決定於盜油分子防範措施，受這些的因素的影響，使得系統難以分辨外界作用的屬性，容易產生誤報和漏報，致使這些技術在實際套用。受到了各種各樣的技術限制，不能獲得良好的套用效果，表明了定位感知監控思路還存在根本性的問題。

3、其他技術

高含蠟高粘易凝原油低溫和常溫輸送技術

冷熱原油交替輸送技術

多油品\多品種成品油管道輸送技術