天然氣輸氣壓力對管道的影響探究

英紅亭

摘要：近年來，我國天然氣管道工程不斷完善，加快了天然氣的推廣的與應用。不過，在天然氣輸送過程中，所產生的壓力會對輸送管道產生一定的影響，為了保證輸送管道的安全運行，本文從正面與負面影響兩個角度進行了分析，并提出了如何避免不良影響的有效措施，為相關人員提供借鑒。

關鍵詞：天然氣；壓力；管道

作為一種清潔能源，天然氣在現代國民經濟發展中得到了快速推廣。但是由于天然氣具有易燃易爆的特性，其輸送環節尤為重要，在利用管道運輸天然氣時，其運行壓力會受到輸氣壓力的影響，而運行壓力會影響到管道工作狀態，因此天然氣輸氣壓力會影響到管道的運行質量。

1、輸氣壓力與輸氣量

在天然氣輸送過程中，輸氣壓力是非常重要的控制指標，會對輸氣量的大小產生重要影響，壓力越大，輸氣量也隨之增大，其公式如下：

Q²∝P1²-P2²

式中：P2²表示終點壓力，P1²表示起點壓力，Q²表示管道輸氣量。

在輸送天然氣的過程中，會產生一定的運行壓力，我們需要將這個壓力控制在一合理的范圍之內，而管道材質的不同對于壓力的控制也有著較大的影響。通常情況下，低壓管道壓力<0.01MPa，0.01MPa<中壓管道壓力<0.40MPa，0.40MPa<次高壓管道壓力<1.60MPa，1.60MPa<高壓管道壓力<4.0MPa。運行壓力與天然氣的輸送速度之間存在著正比的關系，運行壓力上升，輸送速度就會加快，運行壓力下降，輸送速度就會降低。

2、輸氣壓力對于管道的重要影響

2.1對管道的正面影響分析

在天然氣輸送過程中，輸氣壓力會對管道的運行壓力產生較大的影響，需要將運行壓力控制在一個合理的范圍之內。通過上述分析可以了解到，提升輸氣壓力就能提高管道的運行壓力，也就是說如果有條件提升輸氣壓力和運行壓力，就能夠提高天然氣輸送的效率。還有，通過對輸氣壓力的有效控制，也可以起到控制天然氣流動、分配與計算的重要作用，這也是保證管道安全運行的重要基礎。通常，輸氣壓力符合天然氣管道的壓力要求，就可以保證氣體輸送過程的安全與穩定，同時也可以保證管道內氣體的流速處于平衡穩定的狀態，這樣就能夠預防因流速過大對管道內壁造成破壞，防止管道出現破裂。

2.2對管道的負面影響

在天然氣輸送過程中，在一定的情況下穩定性會出現一些波動，同時管道內部氣體在輸送過程中也會受到多種因素的影響穩定性較差，流動緩沖較小及速度存在較大的差異性。所以輸氣壓力會嚴重影響到氣體的輸送。通過以往經驗可知，輸氣壓力對管道的負面影響主要表現在以下幾個方面：當輸氣壓力大于管道的極限壓力時，可能會造成管道破裂，這是因為在輸送天然氣的時候先要進行壓縮，這時候如果輸氣壓力太大，天然氣在壓縮后會對管道形成較強的沖擊力，從而造成管道破裂，引起天然氣泄漏。假如增加輸氣壓力，管道內的氣體流速也會增加，當流速超過一定的限定范圍，也會損壞管道連接的部位，這時候也會引起管道泄漏，導致危險發生。在天然氣輸送過程中一旦發生管道破裂的現象，大量的高壓氣體得不到快速排空，都聚集在管道的破裂部位，極易引發爆炸。

2.3消除輸氣壓力對管道造成不良影響的措施

不管輸氣壓力過大還是過小，都會對管道造成不良影響，為消除不良影響，通常可以利用下面兩個方法：

2.3.1采用防腐涂層的方法

可以在管道內壁刷防腐層，起到防腐的作用，在刷之前先要了解管道的壓降系數和輸氣壓力的數值，然后確定摩阻系數與粗糙度。在確定摩阻系數與粗糙度的時候要注意下面幾個方面：

（1）假定流速變化與高程變化相同，那么摩阻系數的平方根越大，則裸管流量和內涂管流量的比就越小；

（2）假若利用Colebrook— White公式來測定輸氣壓力，那么雷諾系數的最大值我們通常取1x106，不過在實際計算過程中需要按實際情況把管道的雷諾系數設定在1x106～1x108之間，以滿足計算需要。

（3）進行管道粗糙度測算時，要確定適合的參數。例如某企業在使用無內涂層鋼管時，所選擇的粗糙度值是19.2μm，使用有內涂層的鋼管時所選擇的粗糙度值是6.5μm。這是因為在確定輸氣管道的粗糙度的時候要結合制管技術、涂層涂刷工藝和材料的質量來進行適當的調整。通過以往的經驗可以確定，在涂刷防腐層以后能夠有效的降低管道的粗糙度，能夠有效的提高天然氣的輸送質量，消除輸氣壓力過小時對管道造成的不良影響。并且在涂刷防腐層以后也能夠有效降低管道在輸送氣體過程中產生的壓力，可以防止因輸氣壓力過大而引起的管道破損，消除安全隱患。此外，將防腐材料刷涂于管道當中還能夠使天然氣的流動性得以改善，避免管道內部被腐蝕，且有助于提高清管效率以及延長管件、閥門以及管道本身的使用壽命。

2.3.2提高壓氣站的輸氣效率，加強對輸氣壓力的有效控制

比如在選擇壓縮機頭的時候要選擇性能優良的產品，對高壓電機進行變頻改造，使氣體的壓縮效率和輸氣壓力得到提升。此外，還可以改造壓氣站的壓氣工藝，對效用低的工藝路線進行優化，減少天然氣的加壓環節，以保證輸氣壓力。

3、結語

通過本文論述我們可以了解，輸氣壓力會對管道造成很大影響，我們要消除不良影響，保證管道的安全運行。需要提高管道的質量，科學的確定運行參數，還要加強對輸氣壓力控制的研究，通過實踐不斷創新，消除輸氣壓力過大、過濾對管道的不良影響，保證天然氣的輸送安全。

參考文獻：

[1]吳國忠，王玉石，齊晗兵，李棟.雙層管道夾層內泄漏天然氣的擴散特性分析[J].化工設備與管道，2013，50（2）：56一58

[2]王智，宮敬，尹鐵男，吳長春.天然氣凝析液長距離管道穩態水力熱力計算[J].東北石油大學學報，2013，37（4）：60一63