天然氣長輸管道設計中的節能分析

王彥亮

摘 要：隨著我國節能減耗工作的開展，我國長輸管道設計過程中也重視天然氣長輸管道節能工作的進行。如何降低管道的直接損耗成為現代社會亟需解決的問題。因此，對天然氣長輸管道設計中的節能措施進行分析具有重要的現實意義。

關鍵詞：天然氣；管道設計；節能

引言

石油和天然氣管道在能源傳輸給用戶的同時，其自身也會出現能源消耗。隨著我國石油和天然氣管道建設的快速發展，石油和天然氣管道運輸量明顯增加，能源消耗量也相應增加。做好管道運輸節能降耗工作也變得越來越迫切。本文分析了天然氣長輸管道的節能設計。

一、天然氣長輸管道簡介

目前，我國正在實行低碳環保，而天然氣是目前應用最為普遍的一種綠色環保的清潔能源，已經成為人們生活中不可或缺的能源。但是天然氣輸送損耗一直是大家關注的一個問題，因為這關系天然氣的用戶，所以，為了能夠高效、快速、安全地將天然氣輸送給用戶，對天然氣的輸送模式進行改進是必須的。目前我國所使用的是管道輸送的形式，這可以確保天然氣能夠安全地輸送到用戶，也是應用最為普遍的方式。例如，近幾年，我國實施的西氣東輸工程，就是最長的管道輸氣方式的代表。

二、天然氣長輸管線的工藝設計

熱氣長輸管線具體設計要求。天然氣進行長輸管線的工藝設計是結合設計任務書設定的輸送距離和輸送量進行工藝計算，分析和研究后設定施工方案，選擇經濟實用符合施工要求的最好方式。

第一，對管線輸送能力和總體工藝流程進行確定。進行管道輸送能力設定時，要考慮以后的發展情況，也要考慮在應用過程中進行輸送量的影響、事故處理及管道維修等各種因素，并且進行管道末端儲氣能力的詳細計算，以滿足管道沿線全部用戶的需求。輸送方式要根據輸送能力和氣源壓力及用戶需求壓力進行解決，分析和研究是否需要進行增加壓力。確定了輸送量和壓氣站的距離后，根據水力計算方式能夠了解到管徑和輸氣壓力的平方差呈現反比例關系，也就是管徑大，輸氣壓力的平方差就會小。因此要合理選擇管徑和輸氣壓力平方差，做到經濟實惠，如果加壓輸送就會消耗大量能源，同時讓系統經營管理變得復雜，增加了經營費用；如果降低輸氣壓進行增大輸送管徑，這樣線路造價會增加，同時，增加管徑也會有制管能力的影響，所以，必須進行二者的合理比較后進行選擇和決定。根據經驗通常是在500～600km以內的距離輸送，可以進行加壓輸送。起源的壓力低適合在首站進行加壓。

第二，對管徑和壓氣站的距離和壓力比的確定。上面的比較和計算選擇了相應的管路，確定了管徑、管壁厚，選擇了相應的管材，假如進行加壓輸送，就要對壓比和站距離進行合理選擇。選擇壓比，要分析和研究壓縮方式，一般在長輸管線上應用的是離心式的壓縮機。

第三，選擇站場布局和站內流程。輸送過程中有壓氣站，另外沿線還有分輸站、進氣站和清管站等，相應的分輸站和進氣站設置的位置要盡可能的距離用戶和氣源近一些，使用的支線短一些。清管站要以方便清管進行設置位置。盡量讓各個站能合并建設，方便管理，也節省資源。各站的工藝流程要盡可能的簡單，壓力損失小，保證輸氣安全，可以及時方便處理事故等。并且，要選擇先進的工藝設備，比如，調壓計量設備、增壓設備、除塵凈化設備等。

三、天然氣長輸管道的節能降耗措施

3.1改進設計天然氣長輸管道系統

通過改進遠距離輸氣系統，選取最短、最優的天然氣輸送路徑，不但能夠減少管道材料的浪費，更重要的是增加了天然氣傳輸的效率和利用率。首先，在城市內建立良好的供氣管網，在設計和建設新的分支輸氣管道的時候，一定要充分了解老的輸氣管道，對其進行合理利用，減少多余管道的建設。此外，在對遠距離輸氣管網進行改進設計時，一定要確保輸氣的安全性，降低因為各種原因造成的天然氣浪費，為了達到此目的，一定要盡量減少彎頭和閥門等零部件的安裝，這樣能夠減少天然氣輸送過程因摩擦造成浪費。在選取管道時，一定要選擇具有耐腐蝕特性的材質管道，避免管道因腐蝕出現泄漏現象，造成氣體損失，甚至發生爆炸，造成嚴重的安全事故，不但危害遠距離輸送，還可能損害他人的生命財產安全。分析供氣源的具體狀況，改進遠距離輸氣管道系統。引進高新的自動控制系統，能夠實時監控管道傳輸天然氣的具體情況，根據收集到的數據，及時進行分析，這樣能夠預防突發情況的發生，使管道輸送實現標準化，減少不必要的損失，實現節能降耗的目的。

3.2選擇優質的節能型的輸送設備

對于遠距離天然氣傳輸，優質的設備是關鍵，在氣體傳輸過程中，使用最多的設備是壓縮機組，因此，一定要選取節能型電動機，這樣可以大大降低電能的浪費，減少了輸氣系統能源的損耗，實現了節能降耗的技術要求。此外，在選擇天然氣輸送設備壓縮機時，還要根據輸氣管道的性質選擇壓縮機，通常情況下，往復式和離心式兩種壓縮機是最為合適的。上述兩種壓縮機也各有優缺點，往復式壓縮效率相對較高，然而，機器易壞，需要花費大量的維修費用；而離心式排量高，壓縮效率不高，不易損壞，需要的維修費用也不高。對于遠距離管道輸送離心式壓縮機應用更多，成本也是最低，而且能夠滿足節能降耗的技術要求。

3.3實施自動控制和管理

遠距離天然氣管道運輸，在管理系統的選擇上一定要準確，目前最為合理的是SCADA管理系統，該系統在應用過程中能夠自動對長距離輸氣系統實施監管，實時采集和監測天然氣管道的變化情況，相對人工巡檢，能夠節約大量的時間，并能對數據信息進行分析，及時發現可能出現的各種情況，并采取相應的解決措施，避免因為處理不及時而造成的重大安全事故。此外，該系統還能夠實施遠程操控，對遠距離管道輸氣的站場實施改進，做到實時減少遠距離管道天然氣的損耗，增加天然氣的輸氣效率。

引進并實施外國先進的遠距離管道輸氣工藝技術，通過采取高壓輸氣的模式，減少天然氣在傳輸過程中的損耗，控制氣體傳輸過程中的速度，這樣能夠降低在傳輸過程中因與管壁摩擦而造成的損耗，提高氣體傳輸的利用率。在傳輸氣體過程中，一定要控制氣源的輸氣量，提高長輸管道的利用率，減少因維護管道造成的浪費。在傳輸過程中，由于遠距離輸氣的需要，為了達到安全輸氣的目的，中途會有放空的操作，要盡量減少該操作的次數，減少天然氣的浪費。

四、結束語

長輸管道是天然氣的重要組成部分，它的正常運行才能保證天然氣的穩定生產，但它同時也是天然氣中主要的耗能系統。因此，長輸管道應積極采用以上這些高效的節能設備和先進的節能技術，并不斷地進行改進和參數優化，還要加強有效的科學管理。從而減少天然氣的消耗，節約能量的使用，縮短油田開發的周期，不斷的節約成本，使天然氣系統高效、穩定的發展。

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