天然氣管道設計中需要注意問題及應對策略

蘭江安(深圳天陽工程設計有限公司，廣東 深圳 518020)

城市化的快速發展推動了城市天然氣工程的發展，天然氣公司搖身變成直接關系國計民生的重要管理服務行業。各天然氣公司對于天然氣管道設計給予了高度重視，但是目前在天然氣管道設計方面依然存在著一些問題，本文將具體展開論述在天然氣管道設計時應當著重注意的關鍵問題，并針對這些關鍵問題的優化設計提出相應的解決對策，以期提升天然氣管道設計的水平，促進天然氣行業的穩定健康發展。

1 天然氣的管道工藝設計要點分析

1.1 壓氣站設計

壓氣站設計主要包括兩個方面，一是站內工藝設計，二是環境設計和增輸預留設計。

站內工藝設計的要點如下：一是要對輸送管道進行分區設計，將壓氣站內分為干線進出站區、過濾分離區、壓縮機區，這主要是為了保證在壓氣站出現意外事故的情況下不會影響干線的正常運輸。除了要進行分區設計之外，各區域之間還要設置消防通道進行隔離，保證達到各分區域的安全要求，保證分區操作便利。二是壓氣站的工藝設計還需要滿足最基本的器械操作如壓縮機啟動、停機、正常操作的空間要求及氣體除塵、增壓、越站等要求，保證各類器械的正常操作和安全要求。三是在壓氣站的廠房設計方面，還要滿足緊急情況下的安全疏散、設備檢修空間、起重吊梁、外運通道、防爆等特殊要求。

第二大方面是做好環境設計和增輸預留設計。所謂環境設計是指要合理布置天然氣管道和站場，盡量依托于當地周圍環境，以方便日后的管道保養和維修。增輸預留設計是指出于對管道下游用戶未來增加幅度的考慮，可以適當考慮進行預留運輸，預留出一部分空間，以便為將來可能的管道增輸提供空間。

1.2 壓縮機組設計

較大型的長距離輸氣工程一般會采用離心式壓縮機組，壓縮機組的設計與配置是整個設計的重點。壓縮機組設計主要包括三個關鍵的方面：

首先，在機組備用方式的選擇方面，要根據天然氣管道的工程實況擇優選擇，若是長輸天然氣管道工程，可以選擇安全可靠、投資較高的全線機組備用方式，若是短距離輸氣工程，可以選用投資較少、隔站備用的備用方式。也可以將這兩種方式優化組合，可以先按照隔站備用的方式進行配置，再對配置方案進行壓縮機組失效工況校核，以保證管道運行的可靠性。

其次，是壓縮機組的配置，壓縮機組的配置直接關系到實際輸送量與設計輸送量之間的達成情況，因此，壓縮機組的配置不僅僅需要滿足各輸量臺階下的正常輸送要求，保持較高的運行效率，而且還必須考慮到機組對低輸量啟輸、管道輸量連續遞增的適應性。

最后，是驅動方式的選擇，驅動方式選擇的主要依據是壓氣站的現場條件和各項技術經濟指標。目前離心式壓縮機常用的驅動機主要有燃氣輪機或者變頻電機。兩者相比，變頻電機具有管道簡單、運行可靠、維護工作量小、維護費用低等顯著優點，不過耗電量大于燃氣輪機。

2 天然氣管道的保護問題及設計策略

2.1 災害問題及保護設計

災害保護設計主要針對的是長輸天然氣管道在巖溶、滑坡、泥石流等地質災害威脅下的相應設計對策。由地質災害引起的管道斷裂不僅影響管線正常運行，而且危及附近環境和民眾安全。所以在原則上采取盡力避讓、巖土勘察與評測的原則，能不通過的盡量不通過，避免不了的就做好巖土勘察和評價工作，選擇最佳的敷設方式。比如在巖溶區或者采空區，內部設置支撐架，并敷設在頂板穩定地段；遇到滑坡地段時，選擇跨越或者溝埋方式通過，并設置錨桿加固、排水溝引流等方式來避免滑坡。

2.2 防腐問題及保護設計

防腐設計是為了應對復雜的內外部環境所發生的腐蝕反應。內部通常會因天然氣中的水分而發生電化學腐蝕，外壁則因暴露在大氣、土壤、細菌中而易受腐蝕，為此，要采取相應的防腐蝕措施。例如選用防腐鋼材或者塑料、鍍鋅或者鍍鋁、架空敷設、進行防腐涂刷（如用油漆、瀝青、水泥、石棉進行漆刷）等等。

3 結語

天然氣以其環境污染小、供需便利、性價比較高而成為目前市場前景廣闊的能源燃料。天然氣管道建設關系到國計民生，管道設計水平與運行性能與民眾息息相關。所以提升天然氣管道的設計水平已經成為學界關注的焦點。通過上述本文的分析，筆者重點論述了兩個方面的問題，以期能夠在保證天然氣管道設計水平的基礎上探求管道設計的優化方案，實現經濟效益和社會效益的同步提升。

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