输气管道的组成
天然气输气管道设计与管理
一、天然气概况1、天然气定义：从地下开采出来的可以燃烧的气体2、天然气来源：气田气，油田气。
3、天然气组成：60%～90%为甲烷和乙烷，10%～40%的丙，丁，戊烷及重烃，在工标状态下只有甲、乙、丙、丁烷为气态，其余都为液态。
二、输气管道概况1、输气管道分类：矿场集气管道，干线输气管道，城市配气管网2、世界著名大型输气管道:前苏联乌连戈依——中央输气管道，全系统由6条输气干线组成，最著名的属亚马尔输气管道。
该管道在苏联境内长4451km，建设了41座压缩机站和2座冷却站，经西西伯利亚地区穿越水域945km，穿越河流700余处。
3、中沧线是中国第一次采用燃气轮机驱动离心压缩机输送油田伴生气的输气管线。
4、西气东输管线包括：青海涩北至甘肃兰州（2000年开工，02年竣工投产），重庆忠县至武汉（2000年开工），塔里木至上海（02年7开工，全长400多千米，管径1016mm，操作压力10MPa）5、中国未来十年管网总体布局：两纵，两横，四枢纽(在北京，上海，信阳和武汉设立调度中心或分调度中心)，五气库（在北京，上海，大庆，山东，和南阳建立地下储气库）6、管道防腐技术：从简单的人工除锈刷漆发展到外涂层与阴极保护和牺牲阳极相结合的联合保护。
自1964年开始使用阴极保护到今天，所有的输气管道上都建有阴极保护站，单站保护长度可达50～80km.输气管道的主要工艺设备包括压缩机组，阀门，计量设备和调压设备。
三、天然气的性质1、天然气的分类（1）按矿藏特点分：纯气藏天然气（在天然气开发过程中，不论何阶段流体在地层中均成气体，采出地面后可能有部分液体析出），凝析气藏天然气（矿藏流体在地层原始状态呈气态，但开采到一定阶段，随地层压力减小有部分烃类在地层中呈液态析出），油田伴生天然气（与原油共存，开采时与原油同时被采出，经油气分离得到的天然气）（2）按烃类组分关系分：干气（地层中呈气态，开采出后在管线设备中也不会有液态烃析出），湿气（地层中呈气态，在一般地面设备的温度、压力下有液态烃析出），富气（丙烷级以上烃类含量大于100 ml/m3），贫气（丙烷级以上烃类含量小于100 ml/m3）（3）按硫化氢、二氧化碳含量分：酸性天然气（含有显著地以上成分，要经过处理才能达到管输商品天然气的标准的天然气），洁气（以上含量甚微，不需净化处理的天然气）2、工程标准状态：20℃（293.15K），1.01325×10^5Pa，这是中国计量气体体积流量采用的标准标准状态：0℃（273.15K），1.01325×10^5Pa3、理想气体状态方程：PV=nRTP——气体压力，PaV——m kg或n kmol气体体积，m^3n——气体千摩尔数，kmolR——气体常数，Kj/(kg·k)T——气体温度，k实际气体状态方程：PV=ZRTZ——压缩因子，在工标或是标态下认为Z=14、露点定义：在压力一定的情况下，逐渐降低气体温度，当天然气中水蒸气开始凝结时的温度。
第二部分 天然气输配系统的构成
第二部分天然气输配系统的构成第一章天然气的输送管道输送是天然气的主要输送方式之一，从油气井口到最终用户，历经矿场集气、净化、压气站、配气站以及调压计量等，形成了一个统一密闭的输气系统。
输气管道一般按其输送距离和经营方式及输送目的分为三类：一是属于油气田内部管理的矿场管道，通常称为矿场集气管线；二是隶属某管道输送公司的干线输气管道，通常称为长距离输气管道；三是由原城市煤气公司或其他燃气公司投资建设并经营管理的城市输气管道，通常称为城市输配管网。
图2.1.1 天然气的输送系统长输管道的构成一般包括输气干管、首站、中间气体分输站、干线截断阀室、中间气体接收站、清管站、障碍（江河、铁路、水利工程等）的穿跨越、末站（或称城市门站）、城市储配站及压气站。
与管道输送系统同步建设的另外两个组成部分是通信系统和仪表自动化系统。
输气干线首站主要是对进入干线的气体质量进行检测控制并计量，同时具有分离、调压和清管球发送功能。
输气管道中间分输站（或进气）站起功能和首站差不多，主要是给沿线城镇供气（或接收其他支线与气源来气）。
增压站是为提高输气压力而设的中间接力站，它由动力设备和辅助系统组成，它的设置远比其他站场复杂。
输气管道末站通常和城市门站合建，除具一般站场的分离、调压和计量功能外，还要给各类用户配气。
为防止大用户用气的过度波动而影响整个系统的稳定，有时装有限流装置。
干线截断阀室是为了及时进行事故抢修、检修而设。
根据线路所在地区类别，每隔一定的距离设置。
第二章城镇燃气输配系统城镇燃气输配系统有两种基本方式：一种是管道输配系统；一种是液化石油气瓶装系统。
管道输配系统一般由接受站(或门站)、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。
如图2.2.1所示。
图2.2.1 燃气输配系统示意图一、接受站接受站(门站)负责接受气源厂、矿(包括煤制气厂、天然气、矿井气及有余气可供应用的工厂等)输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与调节向城镇供应的燃气流量与压力，必要时还需对燃气进行净化。
第三章 天然气管输系统
2) 在T、d、G、P1 、P2 不变时,管线长度的影响 Q1/Q2=(L2/L1)1/2 即输气量与管长的0.5次方成反比,若管长缩小一半, 即:L2=0.5L1,则Q2=1.41Q1,如在原有两加压站间再增设一个加压站,输
天然气管输系统示意图
矿场 集气 支线 集气 站 加压站 配气 站 输 气 干 线 输配气 站 配气管 线
矿场 集气 集气 干线 净化 站 厂 首站 集气 站 集气 站 加压站
配气 站
1、矿场集气
气田集气从井口开始，经分离、计量、调压、净化和集中等一 系列过程，到向干线输气为止。包括井场、集气管网、集气站、天 然气处理厂、外输总站等。
2、干线输气
输气干线从矿场附近的输气首站开始，到终点配气站为止。长 距离管线管径大，压力高，距离长。
3、城市配气
城市配气从配气站开始，通过各级配气管网和气 体调压站根据用户的要求供气。 储气库以调节输气和供气之间的不平衡。
第二节 输气干线的工艺计算
一、一般输气管道通过能力公式及分析
1. 通过能力公式（潘汉德公式） 1)一般输气管指管线敷设在平坦地区，管线沿线地形起 伏的高差在200米以内。 Q=11500Ed2.53〔 (P12-P22)/(ZTLG0.961) 〕0.51
2 2
l输气管线运行的几项基本技术指标 运行操作参数
表征输气管线内气流状况的基本指标是压力、流 量、温度等，用以表明严密性、管内有无积液、污物、 水化物的堵塞。
天然气供气系统结构与工作原理
天然气供气系统结构与工作原理天然气供气系统是将天然气从供气站输送到用户终端的一套设备和管网系统。
它由供气站、输气管道、调压站、分配管网和用户终端组成。
下面将详细介绍天然气供气系统的结构和工作原理。
一、供气站供气站是天然气供气系统的起点，它负责将天然气从天然气井中抽取，并进行初步的处理和净化。
供气站主要由气井、气井阀门、气井压缩机、净化设备和计量设备等组成。
气井阀门用于控制天然气的进出，气井压缩机则用于增压天然气，净化设备用于去除天然气中的杂质和水分，计量设备用于测量天然气的流量和压力。
二、输气管道输气管道是连接供气站和调压站的管道，它负责将天然气从供气站输送到调压站。
输气管道通常由高强度钢管或者聚乙烯管组成，具有足够的强度和密封性能，以承受高压和长距离输送的要求。
为了确保输气管道的安全运行，通常会进行定期的检测和维护工作。
三、调压站调压站是天然气供气系统的关键部份，它负责将输送过来的高压天然气进行降压处理，使其达到用户终端所需的压力。
调压站主要由调压器、安全阀、过滤器和计量设备等组成。
调压器根据用户需求和管网压力，通过调节阀门的开度来控制天然气的压力。
安全阀用于保护系统的安全，当压力超过设定值时会自动打开，释放过压气体。
过滤器用于去除天然气中的杂质和颗粒物，以保护调压器和用户终端设备的正常运行。
四、分配管网分配管网是将调压站输出的天然气分配到各个用户终端的管网系统。
它主要由主干管道、支线管道和用户管道组成。
主干管道负责将天然气从调压站输送到各个区域，支线管道将天然气从主干管道输送到各个小区或者楼栋，用户管道则将天然气输送到每一个用户终端。
分配管网通常采用埋地敷设方式，以减少对城市环境的影响。
五、用户终端用户终端是天然气供气系统的最终目的地，它负责将天然气供应给用户的燃气设备。
用户终端通常包括燃气灶具、燃气热水器、燃气采暖设备等。
用户终端需要根据天然气的压力和流量进行设计和安装，以确保燃气设备的正常运行和安全使用。
气力输送系统
根据系统的需求，可以选择离心式风机、轴流式风机或鼓风机等不同类型的风机。风机的主要作用是 产生气流，通过输送管道将物料输送到目的地。同时，鼓风机也常用于提供压缩空气，确保系统的正 常运行。
控制系统
总结词
控制系统是气力输送系统的指挥中心，负责监控和调节系统的运行状态。
详细描述
控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等部件，能够实时监测系统的运行状态，并根据设定的参数自动调节 风量、压力等参数，确保系统的稳定运行。同时，控制系统还可以实现远程监控和操作，方便对系统的管理和维 护。
02
该系统适用于长距离、大管径、 散装物料的输送，具有较高的输 送效率，但需要消耗大量压缩空 气，且管道密封性要求较高。
负压气力输送系统
负压气力输送系统是通过在输送管道 内形成负压，利用空气负压将物料从 供料点吸送到目的地。
该系统适用于短距离、小管径、粉状 或颗粒状物料的输送，具有较低的能 耗和空气污染，但输送效率较低，且 管道密封性要求较高。
例如，旋风输送系统适用于大块物料的输送，螺旋输送系统 适用于粘性物料的输送，喷气输送系统适用于气体物料的输 送等。
03
气力输送系统的组成与部件
供料装置
总结词
供料装置是气力输送系统的起始部分，负责将物料输送到系统中。
详细描述
供料装置通常包括料斗、给料器、振动器等部件，用于将物料定量、均匀地送 入输送管道。根据物料的特性和输送要求，供料装置的设计和配置会有所不同。
食品行业
用于输送食品原料、添 加剂等，如面粉、糖、
盐等。
医药行业
其他行业
用于输送药品原料、中 间体等，如阿莫西林、
头孢菌素等。
如冶金、电力、建筑等， 用于输送各种物料。
输气管道设计与管理总结(不全还有错误)
输气管道设计与管理总结绪论1.天然气定义：系指从地层开发出来的、可燃的烃和非烃混合气体。
这种气体有的基本是以气态形式从气井中开采出来的，成为气田气；有的是随液体石油一起从油井中开采出来的，称为油田伴生气。
气田气约占世界天然气总量的60%，油田伴生气约占40%。
2.天然气主要用途：①热值高（平均达33MJ/m³），是理想的工业和民用燃料，用于发电、炼铁等工业生产和百姓生活；②作为化工原料用于化工生产，设计工农业、国防等各个领域。
3.输气系统的组成：主要有矿场集气管网、干线输气管道（网）、城市配气网和与这些管网相匹配的站、场装置组成。
4.输气系统的特点：①从生产到使用各环节紧密相连；②气体可压缩性对输气和储气有影响；③可充分利用地层压力输气。
5.天然气生产到使用的五个环节：采气-净气-输气-储气-供配气，这五个环节由三套管网相连，即矿场集气网、输气干线和城市配气网。
三套管网组成一个统一、连续、密闭的输气系统。
第一章天然气的物理化学性质1．天然气的组成：①烃类：甲烷（主要）乙烷、丙烷、丁烷、戊烷；②非烃类气体：硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气和水蒸气、氦气、氩气；③水或盐水、固体颗粒；④注醇等化学药剂携带进入产气。
2.甲烷：无色，稍有蒜味。
比空气轻。
物理标况下相对密度为0.5524。
3.分类：按天然气的烃类组成的多少来分，可分为干气、湿气或贫气、富气。
（1）C5界定法：干气：指在1Nm³井口流出物中，C5以上烃液含量低于13.5cm³的天然气；湿气：指在1Nm³井口流出物中，C5以上烃液含量高于13.5cm³的天然气。
（2）C3界定法：贫气：指在1Nm³井口流出物中，C3以上烃液含量低于100cm³的天然气；富气：指在1Nm³井口流出物中，C3以上烃液含量高于100cm³的天然气。
按酸气含量分为酸性天然气和洁气。
城市燃气输配系统的构成
⒈容积式流量计
容积式流量计相当于一个标准容积的容器,它接连不断 地对流动介质进行度量。
精度比较高,但是计量受度量次数及压力的影响,一般 只能用于小流量低压力的计量。
常见的有往复式 膜式 、回转式 罗茨式、椭圆齿轮 式 、湿式。
膜式燃气表 机械表
智能预付费、远传燃气表
4.街道交通量和路面结构情况,以及运输干线的分布情况。 5.所输送燃气的含湿量,必要的管道坡度,街道地形变化情况。 6.与该管道相连接的用户数量及用气情况,该管道是主要管道还是次要管道。 7.线路上所遇到的障碍物情况。 8.土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。 9.该管道在施工、运行和万一发生故障时,对交通和人民生活的影响。
⑴低压储存 ⑵高压储存
3、根据储存的方式分类
⑴地下储存 ⑵储气罐储存 ⑶管道储存 ⑷管束储存
二、人工燃气储存
1、低压湿式储气罐储存
螺旋罐
直立罐
低压湿式罐的工作原理
2、低压干式罐
三、液化石油气储存
球罐、卧罐
四、天然气储存
1、气态储存
储气罐储存
储气罐储气
贮气罐的主要功能有以下三点： 1 随着用气量的变化,补充制气设备所不能及时供应的部分燃气量。 2 当停电、修理管道、制气或输配系统发生故障时,保证一定程度的供气。 3 可用以混合不同组分的燃气,使燃气的性质 成分、发热值 均匀。
正压法临界流音速喷嘴气体流量标准装置
2 临界流喷嘴法气体流量标准装置
特点： 对于中、高压和大流量气体流量计的检定,临界流喷嘴装置具有明显的优势； 结构简单、性能稳定、体积小、准确度高和使用方便； 准确度：0.2%~0.5％； 临界压力比为0.528；最大0.9。
六大系统压风自救、供水施救安装要求
《煤矿井下“安全避险六大系统”建设指南》中关于压风自救、供水施救的设置标准压风自救系统压风自救系统一般由地面空气压缩机系统、输气管路和终端用气装置组成。
空气压缩机站配置主要包括供电设施、空气压缩机、冷却循环系统、监测监控及各种保护、管路、管路附件及储气装置等。
输气管路组成包括：主管、主干、支管、连接法兰、快速接头、弯头、管路三通〔多通〕、管道阀门、压力表、汽水〔油〕别离装置。
终端用气装置包括：永久避难硐室、移动救生舱及掘进工作面临时呼吸自救系统〔面罩式、防护袋式〕。
1、压风自救系统的建设原则煤矿企业压风自救系统应按照《煤矿安全规程》要求建立压风自救系统的基础上，满足在灾变期间能够向所有采掘作业地点提供压风供气的要求，建设完善的压风自救系统。
（1）空气压缩机应设置在地面。
对于深部多水平开采的矿井，空气压缩机安排在地面难以保证对井下作业点有效供风时，可在其供风水平以上2个水平的进风井井底车场安全可靠地位置安装，并取得煤矿矿用产品安全标志，但不得选用滑片式空气压缩机。
（2）空气压缩机在满足要求的同时，至少要有1台备用。
（3）空气压缩机应符合国家标准、行业标准和《煤矿安全规程》等规定的要求，应配备压力表、安全阀等，对水冷空气压缩机必须装设断油、断水、超温等安全保护装置。
（4）空气压缩机宜采取顺序控制，实习自动化运行，并具有联网通讯和远程监控功能。
（5）空气压缩机应装备在线监控检测系统，以便有关人员可以随时了解空气压缩机的运行情况。
（6）空气压缩机站宜设置储气罐，并应在储气罐的出口管道上加装释压阀。
释压阀的口径不得小于出风管的直径。
储气罐应设在室外阴凉处，储气罐内的温度保持在120℃以下，并装有超温保护装置，在超温时可自动切断电源盒报警。
2.压风自救管道（1）所有矿区采区避灾路线上均应敷设压风管道，并设置供气阀门，间隔不大于200m。
水文地质条件复杂和极复杂的矿井应在各水平、采区和上山巷道最高处敷设压风管道，并设置供气阀门。
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25
（五）清管设备
管道结蜡：
管径缩小，阻力增加，能力下降，丧失流动性，凝管 机械清蜡原理：
从泵站处放入刮蜡器械，利用泵输送原油，挤顶清蜡工具 要求： 不使管道变形，容易通过，清蜡器不易变形和损坏
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（五）清管设备
1—前皮碗；2—锅刷；3—刮板；4—后皮碗
机械清管器构造示意图
• 一、管道运输的特点 • 二、我国管道运输的差距 • 三、管道运输的发展趋势
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4
管道运输的历史
现代管道运输：
1865年美国宾夕法尼亚第一条原油管道， 140余年的历史。
作为输送原油和成品油最主要的方式之一， 管道运输的发展石油工业的发展密切相关。
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管道运输的历史
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2
第七章 管道运输设备
• 了解 管道运输的历史、现状和发展趋势， 管道运输新设备和新技术； • 理解 管道运输的特点及应用的范围； • 掌握 输油管道、天然气管道、固体管道运输设备的组成及 工作原理。 • 重点、难点： 输油管道运输设备及工作原理。
03:28 46 3
第一节 管道运输概述
室内燃烧， 火焰温度：1500-1800℃
70%热量以辐射方式传递
2.火焰部分热量成为700-900℃
的烟气进入对流室
直接加热炉流程图
以对流方式传递
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22
（三）储油罐
（1）作用：储存石油和其产品。 （2）分类：
按建造方式分
地下、半地下和地上 按建造材料分
金属：钢质，安全可靠，经久耐用，
一、输油管道的组成
二、输油管道的主要设备 三、管道防腐措施
四、液化气管道输送的特殊性
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11
一、输油管道的组成
输油管种类 • 等温输油管 轻质、低凝点、无需加热 • 热油输油管 易凝结、高粘、凝固点高于环境温度 组成： 1.输油站
2.管线
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一、输油管道的组成
1.输油站 沿管道干线为输送油品而建立的各种站场。
优点：效果好，寿命长，缺点：变形管道通过能力差，笨重
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（六）计量及标定装置
掌握：
油品的收发量、库存量、损耗量。
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（二）输油加热炉
为防止凝结，减少结蜡，降低能量消耗，
采用加热炉加热，使原油温度升高。
间接加热炉
利用中间热载体加热油品
安全、可靠、结构复杂、造价高
直接加热炉
03:28 46 21
（二）输油加热炉
1.从燃烧器喷出的燃料在辐射
4烟囱 2辐射室 燃 烧 器 ( ) 火 嘴 3对流室
交通运输设备
第一章 绪论 第二章 铁路运输设备 第三章 城市轨道交通设备 第四章 道路运输设备
第五章 水路运输设备
第六章 航空运输设备
第七章 管道运输设备
03:28 157 46 1
第七章 管道运输设备
• 第一节 管道运输概述 • 第二节 输油管道运输设备 • 第三节 输气管道运输设备 • 第四节 固体料浆管道运输设备
一、管道运输的特点
• 1.运费低，能耗少；
铁路的22%
• 2.运量大，劳动生产率高； 直径720mm,2000万t;操作人员:铁路的1/2 • 3.投资省，占地少； 占地：铁路1/9 • 4.受外界影响小，安全可靠。
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二、我国管道运输的差距
• 1．在管道所用管材与制管工艺方面
承压较低
• 2．在输油工艺方面 高凝固点，高蜡，高粘度，需加热
• 3．在机、泵、阀门等方面
大排量，高斜率离心泵， • 4．在自动化技术方面
全线集中控制，微波通讯
• 5．在防腐技术方面 国外：阴极保护，管道涂层； 沥青玻璃布
• 6．在管道施工技术方面
机械化水平、焊接工艺等
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三、管道运输的发展趋势
非金属（砖砌、钢筋混凝土）:地下、半地下，原油或重油， 优点：蒸发低，抗腐蚀强，
缺点：易渗漏（不均匀沉陷），不适合轻质油
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二、输油管道的主要设备
立式圆柱形拱顶钢罐
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（四）管道系统
有缝钢管： 无缝钢管：壁薄、质轻、安全可靠，造价高。工作压 力高、作业频繁的管线 埋设深度：不小于0.8m（负荷损害）
• 首站：起点，任务：集油、计量、加压、输送；
• 中间站：加压、升温。 • 末站：接受油品，油罐和计量装置。
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13
一、输油管道的组成
2.管线
• 管道、沿线阀室、
穿越江河设施、管道防腐保护设施、
供电和通讯设施等。
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14
1井场 2输油站 5全线调度中心 8微波通讯塔 12穿越铁路 9线路阀室 11中间输油站 14跨越工程
20世纪50年代末期： 新疆克拉玛依－独山子， 全长为147km、管径为150mm。 20世纪60年代： 石油工业的发展，大庆、胜利等油田建设。 五大干线： （大）庆铁（岭）、 铁（岭）大（连）、 铁（岭）秦（皇岛）、 东（营）黄（岛）（胜利油田 ） 鲁（山东临岜）宁（江苏仪征）
03:28 46 6
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（一）离心泵与输油泵站
泵机组：离心泵和驱动机， 离心泵：核心设备,机械能-液体动能。 原理：叶轮离心力，液体甩出， 叶轮中心压力降低，液体在压力差下吸入 驱动：电动机、柴油机或燃气轮机。 串联或并联。
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（一）离心泵与输油泵站
• 输油泵站： 设于首站和中间站，为油流提供能量（压力和热能） • 输油泵房 • 总阀室 • 清管器收发装置 • 计量间 • 油罐区 • 加热炉 （几十公里） • 等
大口径： 1400mm以上，增加能力，降低投资和输气成本 高压力： 减少压气站数量，降低成本，高强度钢材 通讯系统： 目前-有线载波通讯，微波通讯
水力管道、风动管道、集装胶囊管道和管道旅客运输系统
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9
第一节 管道运输概述
分类：
输油管道
输气管道
固体料浆管道
03:28
46
10
第二节 输油管道运输设备
15车站
16炼厂
13穿越河流 17火车装油线桥
6清管器发放室
4首站罐区泵房 7首站锅炉房
18油轮码头
输油管道组成
03:28 46 1503 Nhomakorabea2846
16
二、输油管道的主要设备
（一）离心泵与输油泵站
（二）输油加热炉
（三）储油罐 （四）管道系统 （五）清管设备 （六）计量及标定装置