天然氣管道設計需要注意的問題及應對策略

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目管理有限公司，河北 廊坊 065000)

天然氣管道設計需要注意的問題及應對策略

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系國計民生的重要管理服務行業(yè)。本文對天然氣管道設計需要注意的問題及應對策略進行了深入的研究，以期提高天然氣管道的設計水平并促進天然氣行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展，真正有利于我國的國民經(jīng)濟的發(fā)展。

天然氣；管道；設計

當前我國的城市化進程加快，人們對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行輸送，在確保天然氣開發(fā)效率的同時，應該要重視天然氣管道設計上需要注意的一些問題，并對其采取相應的策略。當前我國在天然氣管道設計方面還存在很多問題。只有重視并解決了天然氣管道設計需要注意的問題，才能真正有利于提高天然氣的輸送效率，增強天然氣輸送的安全性。

1 我國天然氣管道設計中存在的一些問題

首先，我國的天然氣資源分布不均勻。我國為了解決這一現(xiàn)狀，實行了西氣東輸?shù)恼?，力求實現(xiàn)資源的利用平衡。西氣東輸會涉及到天然氣管道設計，在用管道輸送天然氣的時候，往往讓設計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行往往處于持續(xù)運行的狀態(tài)，這樣就會因為長期的輸送而腐蝕；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，天然氣管道受復雜的自然環(huán)境和人文環(huán)境影響。尤其是長距離輸送的天然氣管道往往會翻山越嶺，穿樹跨谷，還經(jīng)常長期敷設于地下，這給保護和維修帶來了一定的難度；天然氣管道還容易因為泥石流、暴雨、地震等自然災害而被毀壞。

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)部的壓強比較難控制。天然氣管道的正常輸送對管道內(nèi)的壓強有其特定的要求，如果管道內(nèi)的壓強超出了限定的值，那么就很容易使得管道破裂，進而造成天然氣泄漏，甚至會威脅到人民的生命財產(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，會使得管道內(nèi)部產(chǎn)生強大的壓強，這樣很容易使得管道破裂。

最后，天然氣管道容易因為溫度的變化而熱脹冷縮。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因為外界溫度的變化而受到影響。當天然氣以及天然氣管道發(fā)生熱脹冷縮的時候，就會很容易對管道形成破壞，這樣不僅會影響天然氣管道的使用壽命，還會影響到天然氣管道的輸送效率。

2 天然氣管道設計可以采取的一些應對策略

2.1 管道工藝設計方面

（1）關于壓縮機組設計。壓縮機組的設計與配置是整個設計的關鍵，而較大型的長距離輸氣工程往往會采用離心式壓縮機組。要想做好壓縮機組的設計，首先就要根據(jù)天然氣管道工程的具體實際情況來合理選擇機組備用方式。長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。全線機組備用方式和隔站備用的方式各有各的優(yōu)缺，在實際的應用中，可以根據(jù)實際的情況來優(yōu)化組合。

（2）關于驅(qū)動方式

在天然氣管道工藝設計中，主要是根據(jù)壓氣站的現(xiàn)場條件以及各項經(jīng)濟指標來選擇驅(qū)動方式。當前大型長輸距離輸氣工程采用的離心式壓縮機組主要采用變頻電機或燃氣輪機來作為驅(qū)動機。其中，變頻電機的耗電量比燃氣輪機大，但是變頻電機具有運行可靠、管道簡單、維護費用低的特點。

（3）關于壓縮機組配置

壓縮機組的配置需要滿足各輸送量臺階下的正常需求，進而保持較高的運行效率。壓縮機的配置影響著實際輸送量和設計輸送量之間的達成情況。所以，在進行壓縮機組配置的時候，還要充分考慮機組對管道輸量連續(xù)遞增以及低輸量啟輸?shù)倪m應性。

2.2 天然氣管道的保護設計方面

（1）關于防腐設計

天然管道設計中的防腐設計主要是為了應對復雜的管道內(nèi)外部環(huán)境所發(fā)生腐蝕反應。天然氣管道的防腐設計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。在防腐設計中，還可以在管道內(nèi)進行內(nèi)涂層處理，這樣不僅有效的增強了防腐效果，還能減少氣體在運行過程中的摩擦力，進而使得輸送更流暢。

（2）關于災害保護設計

長輸天然氣管道所處的自然環(huán)境往往比較復雜，比較容易受到滑坡、巖溶、泥石流等自然災害的破壞，容易造成天然氣管道斷裂，進而威脅到附近環(huán)境以及居民的生命與財產(chǎn)的安全。在進行天然氣管道的災害保護設計時，要盡量去避讓對天然氣管道不利的地質(zhì)環(huán)境；要做好巖土勘察和評價工作，進而選擇最合適的敷設方式。比如，遇到滑坡地段的時候，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，因而在架設天然氣管道的時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，有著性價比高、無污染的優(yōu)點，且在我國的現(xiàn)階段，天然氣的應用越來越廣泛，很多居民都選擇天然氣來做飯、取暖等等。然而當前我國的天然氣管道設計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，需要相關科研人員對天然氣道設計不斷科研與實驗，力求優(yōu)化天然氣管道的設計，這樣有利于促進我國天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利于國民經(jīng)濟的發(fā)展。

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

[2]王補宣.工程傳熱傳質(zhì)學[M].北京：科學出版社，2002.

[3]蘭江安.天然氣管道設計中需要注意問題及應對策略[J].化工管理，2015.