管道輸送機械

供能機械　用於給輸油管道提供能量的是輸油泵，有旋轉泵（如離心泵）和容積泵（如往復泵、螺桿泵等）兩種。離心泵的揚程隨排量增大而減小，出口閥門關閉時，流量為零。離心泵自吸能力低，其工作特性和效率受油品黏度影響較大。因此，離心泵適用於大量輸送低黏度油品。離心泵效率可達80％～86％，是輸油管道的主要泵型。往復泵的排量只與每分鐘的衝程數有關，而與揚程無關；揚程的大小僅受設備強度和動力的限制，在容許範圍內，可隨管道摩擦阻力而定；往復泵自吸能力好，因此適用於輸送高黏油品，或用於易凝油品管道停輸後的再啟動。給天然氣提供輸送動力的是壓縮機。幹線輸氣管道上採用的壓縮機有往復式壓縮機和離心式壓縮機。往復式壓縮機的基本工作原理是利用活塞在氣缸中的往復運動及與之協調配合的吸入閥與排出閥的開啟與關閉來實現氣體壓縮。幹線輸氣管道上採用的許多往復式壓縮機組都是與配套的原動機連成一體的。離心式壓縮機的基本工作原理是利用葉輪的高速旋轉提高氣體的動能，然後通過擴壓器將動能轉化為壓能，從而使排出壓縮機的氣體達到較高的壓力。多相混輸管道的增壓設備——多相混輸泵是管道輸送業中的新成員。已開發研製出多種類型的多相泵。按其使用場合分為陸上多相泵和水下多相泵；按照工作原理又可分為旋轉動力式多相泵和容積式多相泵，前者包括螺旋軸流式多相泵、離心泵等，後者包括雙螺桿泵、隔膜泵、線性活塞泵、對轉式濕式壓縮機等。動力機械　1880年美國開始使用蒸汽機驅動輸氣管道上的壓縮機。20世紀初電動機和柴油機相繼問世，並在管道運輸上被廣泛使用，逐漸取代了蒸汽機作為管道運輸的原動機。1929年柴油機開始用於輸油管道。30年代中期燃氣機進入了管道原動機的行列。1948年前後大功率的燃氣輪機開始用於管道運輸。這些原動機在油、氣管道運輸上各有各的適用範圍。50年代燃氣機占輸氣管道全部原動機的90％左右。60年代以後天然氣管道的規模越來越大，需要的輸氣功率日益提高，促使燃氣輪機大量地套用到輸氣管道上。至21世紀初電動機驅動和燃氣輪機並用。驅動管道用泵和壓縮機的動力機械是管道輸送的核心設備。管道用的原動機有蒸汽機、電動機、柴油機、燃氣機和燃氣輪機等。原動機的選擇原則是：①管道常年連續運行，原動機要安全可靠，維修方便，大修間隔長。②管道運行工況經常變化，原動機要易於調節負荷或轉速，易於控制。③考慮到管道通過地區的能源供應情況，原動機能儘量利用管道本身輸送的油、氣作為燃料；為了減少燃料費用，一條管道的各個作業站可以選擇不同類型的機組。④原動機的熱效率高和能量利用效果好。電動機　安裝、維修和管理都較方便，投資省，能與泵直接連線，易實現自控，效率不受高程影響。電動機的調速控制一般是通過變頻來實現，調速會降低機組效率。輸油管道如果電源充足，應優先採用電動機。大型天然氣管道的壓氣機所需功率很大，電動機啟動時，會增大電網負荷，引起電壓波動，但在有可靠的電力供應且電價便宜的地方，電動機仍然是一種值得考慮的選擇。往復式內燃機　熱效率可達30％～35％，大修間隔接近4萬小時，多用於無電源或電力不足地區。用於油、氣管道上的內燃機組功率一般都小於5 000馬力。用作管道動力的內燃機有柴油機、燃氣發動機和雙燃料發動機3種。柴油機的熱效率為32％～35％，如果從循環冷卻水和排氣中回收餘熱，則熱效率可達75％。柴油機可以變速，以調節管道輸量，一般適用於中小型輸油管道。燃氣發動機的熱效率可達40％，燃料可用天然氣，所以適用於天然氣管道。雙燃料發動機是由柴油機改裝而成的，其熱效率為32％～35％，燃料可用天然氣和柴油二者的混合物，比例可隨意調配，多在輸氣管道上使用。燃氣輪機　主要優點是體積小，轉速高，能以多種油品和天然氣作燃料；不用水冷卻；便於控制；運行安全可靠；可在滿負荷轉速的70％～110％範圍內變速，以調節輸量。主要缺點是燃料消耗大，熱效率偏低，只有20％～30％，且受高程和氣溫影響。燃氣輪機大型化和採用全能量系統，以及充分回收和利用餘熱後，它的熱效率可提高到80％。燃氣輪機已成為天然氣管道的主要原動機。

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