天然氣長輸管道設(shè)計與施工優(yōu)化措施

王國振

（中石化勝利油建工程有限公司，山東 東營 257073）

一、天然氣輸送管道

天然氣通常用作燃料，也應(yīng)用于制造化學藥品、液化石油氣和炭黑等，并且天然氣在重要的化工生產(chǎn)當中也進行應(yīng)用，比如生產(chǎn)丙烷、丁烷等。天然氣運輸管道具有很多優(yōu)勢，比如建設(shè)成本低、占地少，輸送運輸量大，建設(shè)速度快，具有很高的安全性能，不排放“三廢”，好管理，可以進行遠程監(jiān)控等。

二、天然氣的管道輸送概況

應(yīng)用管道輸送是進行天然氣輸送的一個主要形式。天然企業(yè)的管道輸送能耗低，運費低，運量大，并且可以連續(xù)密閉輸送，具有很高的安全性。管道輸送天然氣的工藝參數(shù)：天然氣管道輸送的工藝參數(shù)主要有輸氣量、輸氣壓力、輸送距離、管徑、輸氣溫度等。

（一）輸氣量。

天然氣的輸氣量一般都是根據(jù)年輸氣量和日輸氣量進行計算，在應(yīng)用年輸氣量時，通常以365 d 作為工作天數(shù)進行計算。

（二）輸氣距離。

輸氣距離通常是指輸送管道的長度，進行設(shè)計輸氣管道時，通常先確定氣源和用戶，然后按照線路走向和距離設(shè)定方案，對應(yīng)用的天然氣管道的長度進行確定，具體長度是在天然氣管道起點開始，到天然氣使用客戶的交氣點所以應(yīng)用的管道長度 [2]。

（三）輸氣壓力。

輸氣壓力是指天然氣管道的最高輸氣壓力，應(yīng)用MPa進行計算，沒有應(yīng)用壓縮機的輸送管道是以管道起點的壓力作為最高壓力，應(yīng)用了壓縮機的輸送管道，是壓縮機的出口壓力為管道輸送壓力。

（四）供氣壓力。

供氣壓力是指利用輸氣管道沿線或者是末端向各使用用戶進行供氣，在供氣合同當中根據(jù)要求確定的交氣壓力，進行管道輸送天然氣一定要滿足這些壓力的要求，同時這是進行管道設(shè)計的條件。

（五）輸氣溫度。

輸送溫度是在輸送天然氣的過程中，因土壤導(dǎo)熱及壓力降低導(dǎo)致溫度降低。因管道沿程的各個點溫度有一定的變化，會影響輸氣工藝計算，也會影響天然氣水、烴露點溫度。

三、天然氣長輸管線工藝設(shè)計

（一）長輸管線的類型。

長輸管線通常分為四種類型：第一是坑口煤制氣廠的集氣站距離城市或者工業(yè)基地的修配站應(yīng)用的管線。第二是油氣田集（壓）氣站距離城市配氣站應(yīng)用的管線。第三是最近城市的天然氣輸氣干線一級調(diào)壓站距離城市配氣站應(yīng)用的管線。第四是鄰近城市的石油化工廠、制氣廠、焦化廠、石油煉廠集氣站、礦井氣轉(zhuǎn)輸站等距離城市儲配站所應(yīng)用的管線。

（二）天然氣長輸管線的功能。

長輸管線主要是按照使用用戶的需求，進行輸送經(jīng)過凈化處理符合管道輸送的氣質(zhì)標準的相應(yīng)天然氣輸送至各個用戶或城市，應(yīng)用的長距離輸氣管線系統(tǒng)通常都包括輸氣干線、燃氣凈化設(shè)備、集輸管網(wǎng)、分配站（終點調(diào)壓計量站）、壓氣站、管理維修站、管路附件、電保護裝置、通訊和遙控設(shè)備等部分組成。在氣源輸送過來的天燃氣，通過節(jié)流，分離和脫游離水、油及雜質(zhì)以后，進入到集氣站。在集氣站運輸出來的天燃氣再到處理廠深入凈化到達起點站，在起點站進行除塵、凋壓，經(jīng)過計量后進入輸氣干線，假如燃氣起點的壓力低，就先在壓氣站進行升壓，然后輸送。

天然氣長輸管線系統(tǒng)具有下面的功能：第一，計量。長輸管線進行輸氣的過程中必須要設(shè)置專門的流量計測量。第二，增壓。因地理原因、末段用戶距離不同及氣田原始壓力不同等因素，長距離輸管道進行燃氣的輸送過程中經(jīng)常應(yīng)用壓縮機增壓。第三，接受和分輸。進行大口徑長距離輸氣管道通常會經(jīng)過很多個氣田給沿線的城市供氣使用，所以在進行燃氣的輸送過程中要接收氣田來氣及分輸給相應(yīng)的各個城市。第四，截斷。長輸管線也會有損壞和更新的時候，要保證管線的某個地方發(fā)生損壞時不引起大面積斷氣及相應(yīng)的防控損失，要在管線中間設(shè)置多個截斷閥，保證在有意外發(fā)生時可以利用截斷閥進行關(guān)閉輸送燃氣，切掉氣源。第五，調(diào)壓。和長輸管道相連接的下游管線在設(shè)計時壓力等級一般都比較低，比如一些城市管網(wǎng)，所以，需要在干管出口進行壓力調(diào)整，使其比較穩(wěn)定。第六，清管。管道輸送的過程中，會有一些施工留下的臟亂雜物等，也會有因常年運行后出現(xiàn)的一些固體顆粒、積液和銹渣等。所以，長輸管道輸送過程中也要進行定期清理，以保證輸送安全和質(zhì)量。第七，儲氣調(diào)峰。天然氣的一天生產(chǎn)及運輸量通常都是均衡的，可是城市或用戶在進行燃氣的使用時會隨時變更，所以，應(yīng)用長輸管線末端的壓力變化，進行緩沖部分壓力不均情況，以保證整體輸送系統(tǒng)的均衡供氣，安全輸送。

（三）天熱氣長輸管線具體設(shè)計要求。

天然氣進行長輸管線的工藝設(shè)計是結(jié)合設(shè)計任務(wù)書設(shè)定的輸送距離和輸送量進行工藝計算，分析和研究后設(shè)定施工方案，選擇經(jīng)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(shè)定時，要考慮以后的發(fā)展情況，也要考慮在應(yīng)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(jù)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(jù)水力計算方式能夠了解到管徑和輸氣壓力的平方差呈現(xiàn)反比例關(guān)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(jīng)濟實惠，如果加壓輸送就會消耗大量能源，同時讓系統(tǒng)經(jīng)營管理變得復(fù)雜，增加了經(jīng)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(jù)經(jīng)驗通常是在 500~600 km 以內(nèi)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(yīng)的管路，確定了管徑、管壁厚，選擇了相應(yīng)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(yīng)用的是離心式的壓縮機。第三，選擇站場布局和站內(nèi)流程。

四、結(jié)語

總之，天然氣是現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活的必須能源，在進行其應(yīng)用過程中應(yīng)用的是管道輸送。天熱氣管道輸送管線的工藝設(shè)計要根據(jù)天熱氣的特點和用戶需要進行科學設(shè)計，要對整個輸送過程進行距離、安全等各種因素的綜合考慮，以安全和質(zhì)量為前提，做到科學合理的設(shè)計出符合燃氣運輸?shù)墓芫€工藝。