天然氣管道設(shè)計(jì)需要注意的問題及應(yīng)對(duì)策略

劉英杰常征

(1北京東方華智石油工程有限公司，河北 廊坊 065000)

(2廊坊中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北 廊坊 065000)

天然氣管道設(shè)計(jì)需要注意的問題及應(yīng)對(duì)策略

劉英杰1常征2

(1北京東方華智石油工程有限公司，河北 廊坊 065000)

(2廊坊中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北 廊坊 065000)

近些年來，城市天然氣工程的發(fā)展使得很多天然氣公司成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要管理服務(wù)行業(yè)。本文對(duì)天然氣管道設(shè)計(jì)需要注意的問題及應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了深入的研究，以期提高天然氣管道的設(shè)計(jì)水平并促進(jìn)天然氣行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展，真正有利于我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

天然氣；管道；設(shè)計(jì)

當(dāng)前我國(guó)的城市化進(jìn)程加快，人們對(duì)天然氣的需求愈來愈大。現(xiàn)在階段，天然氣主要通過管道來進(jìn)行輸送，在確保天然氣開發(fā)效率的同時(shí)，應(yīng)該要重視天然氣管道設(shè)計(jì)上需要注意的一些問題，并對(duì)其采取相應(yīng)的策略。當(dāng)前我國(guó)在天然氣管道設(shè)計(jì)方面還存在很多問題。只有重視并解決了天然氣管道設(shè)計(jì)需要注意的問題，才能真正有利于提高天然氣的輸送效率，增強(qiáng)天然氣輸送的安全性。

1 我國(guó)天然氣管道設(shè)計(jì)中存在的一些問題

首先，我國(guó)的天然氣資源分布不均勻。我國(guó)為了解決這一現(xiàn)狀，實(shí)行了西氣東輸?shù)恼撸η髮?shí)現(xiàn)資源的利用平衡。西氣東輸會(huì)涉及到天然氣管道設(shè)計(jì)，在用管道輸送天然氣的時(shí)候，往往讓設(shè)計(jì)師最頭疼的問題就是管道腐蝕問題。而且天然氣管道一旦投入運(yùn)行往往處于持續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，這樣就會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期的輸送而腐蝕；并且天然氣管道外部環(huán)境往往比較惡劣，復(fù)雜的自然環(huán)境和人文環(huán)境容易使得天然氣管道被腐蝕。

其次，天然氣管道受復(fù)雜的自然環(huán)境和人文環(huán)境影響。尤其是長(zhǎng)距離輸送的天然氣管道往往會(huì)翻山越嶺，穿樹跨谷，還經(jīng)常長(zhǎng)期敷設(shè)于地下，這給保護(hù)和維修帶來了一定的難度；天然氣管道還容易因?yàn)槟嗍鳌⒈┯辍⒌卣鸬茸匀粸?zāi)害而被毀壞。

再次，無論暴露在空氣中還是埋在土壤中的天然氣管道，其管道內(nèi)部的壓強(qiáng)比較難控制。天然氣管道的正常輸送對(duì)管道內(nèi)的壓強(qiáng)有其特定的要求，如果管道內(nèi)的壓強(qiáng)超出了限定的值，那么就很容易使得管道破裂，進(jìn)而造成天然氣泄漏，甚至?xí){到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而且，現(xiàn)在的天然氣管道的輸送終端基本是居民樓，而現(xiàn)在很多居民樓都是高層的，這就使得天然氣輸送管道要垂直輸送到高樓，會(huì)使得管道內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的壓強(qiáng)，這樣很容易使得管道破裂。

最后，天然氣管道容易因?yàn)闇囟鹊淖兓鵁崦浝淇s。無論是暴露在空氣中還是埋藏在地下的天然氣管道，管道中的天然氣以及管道本身都會(huì)因?yàn)橥饨鐪囟鹊淖兓艿接绊憽．?dāng)天然氣以及天然氣管道發(fā)生熱脹冷縮的時(shí)候，就會(huì)很容易對(duì)管道形成破壞，這樣不僅會(huì)影響天然氣管道的使用壽命，還會(huì)影響到天然氣管道的輸送效率。

2 天然氣管道設(shè)計(jì)可以采取的一些應(yīng)對(duì)策略

2.1 管道工藝設(shè)計(jì)方面

（1）關(guān)于壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)。壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)與配置是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，而較大型的長(zhǎng)距離輸氣工程往往會(huì)采用離心式壓縮機(jī)組。要想做好壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)，首先就要根據(jù)天然氣管道工程的具體實(shí)際情況來合理選擇機(jī)組備用方式。長(zhǎng)輸天然氣管道往往比較適合采用投資高、安全可靠的全線機(jī)組備用方式；如果是短距離的輸氣工程，那么可以采用隔站備用且投資少的備用方式。全線機(jī)組備用方式和隔站備用的方式各有各的優(yōu)缺，在實(shí)際的應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際的情況來優(yōu)化組合。

（2）關(guān)于驅(qū)動(dòng)方式

在天然氣管道工藝設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)壓氣站的現(xiàn)場(chǎng)條件以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來選擇驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)前大型長(zhǎng)輸距離輸氣工程采用的離心式壓縮機(jī)組主要采用變頻電機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)來作為驅(qū)動(dòng)機(jī)。其中，變頻電機(jī)的耗電量比燃?xì)廨啓C(jī)大，但是變頻電機(jī)具有運(yùn)行可靠、管道簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低的特點(diǎn)。

（3）關(guān)于壓縮機(jī)組配置

壓縮機(jī)組的配置需要滿足各輸送量臺(tái)階下的正常需求，進(jìn)而保持較高的運(yùn)行效率。壓縮機(jī)的配置影響著實(shí)際輸送量和設(shè)計(jì)輸送量之間的達(dá)成情況。所以，在進(jìn)行壓縮機(jī)組配置的時(shí)候，還要充分考慮機(jī)組對(duì)管道輸量連續(xù)遞增以及低輸量啟輸?shù)倪m應(yīng)性。

2.2 天然氣管道的保護(hù)設(shè)計(jì)方面

（1）關(guān)于防腐設(shè)計(jì)

天然管道設(shè)計(jì)中的防腐設(shè)計(jì)主要是為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的管道內(nèi)外部環(huán)境所發(fā)生腐蝕反應(yīng)。天然氣管道的防腐設(shè)計(jì)中可以采用一些類似于鍍鋅、防腐鋼材等防腐材料來制作管道；而管道的外壁可以采用涂刷防腐油漆的方法。在防腐設(shè)計(jì)中，還可以在管道內(nèi)進(jìn)行內(nèi)涂層處理，這樣不僅有效的增強(qiáng)了防腐效果，還能減少氣體在運(yùn)行過程中的摩擦力，進(jìn)而使得輸送更流暢。

（2）關(guān)于災(zāi)害保護(hù)設(shè)計(jì)

長(zhǎng)輸天然氣管道所處的自然環(huán)境往往比較復(fù)雜，比較容易受到滑坡、巖溶、泥石流等自然災(zāi)害的破壞，容易造成天然氣管道斷裂，進(jìn)而威脅到附近環(huán)境以及居民的生命與財(cái)產(chǎn)的安全。在進(jìn)行天然氣管道的災(zāi)害保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量去避讓對(duì)天然氣管道不利的地質(zhì)環(huán)境；要做好巖土勘察和評(píng)價(jià)工作，進(jìn)而選擇最合適的敷設(shè)方式。比如，遇到滑坡地段的時(shí)候，可以采用溝埋或跨越的方式，并要做好排水勾引、錨桿加固的工作，這樣就能有效的避免滑坡。室外天然氣管道在受到雷擊的情況下比較容易破裂，因而在架設(shè)天然氣管道的時(shí)候要盡量避免屋脊或屋檐這些比較容易遭受雷擊的地方。

3 結(jié)語

天然氣作為新能源，有著性價(jià)比高、無污染的優(yōu)點(diǎn)，且在我國(guó)的現(xiàn)階段，天然氣的應(yīng)用越來越廣泛，很多居民都選擇天然氣來做飯、取暖等等。然而當(dāng)前我國(guó)的天然氣管道設(shè)計(jì)中還存在很多急需去解決的問題，為了更好的把天然氣輸送到下游市場(chǎng)，需要相關(guān)科研人員對(duì)天然氣道設(shè)計(jì)不斷科研與實(shí)驗(yàn)，力求優(yōu)化天然氣管道的設(shè)計(jì)，這樣有利于促進(jìn)我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

[1]宋殿友.天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)中的常見難點(diǎn)解析[J].科技與創(chuàng)新，2015.

[2]王補(bǔ)宣.工程傳熱傳質(zhì)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[3]蘭江安.天然氣管道設(shè)計(jì)中需要注意問題及應(yīng)對(duì)策略[J].化工管理，2015.