天然气长输管道设计要点分析

王新宇

摘要：随着天然气和石油产业的快速发展，对天然气长输管道的设计和施工过程也提出了更高、更复杂、更智能的要求。本文主要介绍了天然气长输管道的各个模块过程，并针对这些模块的一些关键性技术提出了技术要点的分析。

关键字：天然气；技术；长输管道

中图分类号：F407文献标识码： A

1 前言

随着我国天然气和石油工业的不断发展，以及人民群众对物质需求的日益提高和环保意识的提高，对天然气管道施工的要求越来越高。长输管道有距离长，管径大，压力高等特点，因此对施工中的技术和方案设计都提出了更高更复杂的要求。目前天然气长输管道的现状是长运距、大口径、高压力，并逐步实现高度自动化遥控和输入干线网络化的方向进行发展。

2 天然气长输管道概述

2.1线路工程

线路工程主要包括输气干线、输气支线和线路截断阈室，其中输气干线指从输气首站和输气末站之间的主运行管道线路；而输气支线指由输气干线输出和向输气干线输入的管线。线路截断阈室主要是为了当在极端工程下或者进行线路检修的时候，对线路进行分段截断。阈室系统有手动阈室和RTU阈室两类。

2.2工艺站场

工艺站场有很多类，可以统称为输气站。输气管道系统最重要的组成部分就是输气站，主要是实现调压、增压、清管、计量和冷却等功能。

2.3自动控制系统

计算机、通信技术、仪表自动化技术以及信息技术的高速发展，使得现在的天然气长输管道系统已广泛的采用了“监控与数据采集系统”，进而实现天然气管道传输的自动保护和自动监控，大大节省了人力而且提高了效率。

2.4通讯系统

通信系统主要是为长输管道的生产调度、生活后勤、生产行政管理、巡线抢修等通信业务提供服务，不仅为管道自动化系统提高可靠的传输信道，而且可以协助远程会议和远程监控等视频业务。由于目前长输管线的建设自动化程度很高、但是维护人员较少，这就要求通信系统技术先进，稳定可靠，传输质量高，尽量减少日常维护工作量，并能适应今后通信发展需求。

2.5供配电系统

供配电系统主要包括两个部分，分别为站场供配电和阀室系统供配电。

3天然气长输管道技术要点

针对以上各个系统部分，我们主要探讨管道防腐技术和施工中管道技术要点分析、通信系统分析、节能分析

3.1 施工中管道技术要点

测量放线过程中技术要求为：施工时根据施工图组织有关技术、施工人员进行现场实测，选择最佳线路进行放线；在管线和地下构筑物相遇时，放线时一定要在两物交叉的两端界定范围内注明。根据施工作业的宽度对施工作业带进行清理，而且要填平局部沟洼、除去局部高坡。同时施工过程中可依据现场的实际情况进行施工道路的选择和整理。

在运管和布管过程中要注意的技术要点有：要减少管道的划伤或者碰伤依此保证管道的防腐能力；管道的装卸要采用吊车，并且管道用防腐层进行包裹。一定不能用损害管道防腐层的方法进行卸车。

3.2 管道防腐技术

现阶段线路管道普遍采用阴极保护和外防腐层结合的措施。管线的外防腐的涂层采用了三层PE，阴极保护则采用强制的电流阴极保护，且沿管道线路按照保护距离的要求进行设置阴极保护站。

同时可采用独立的阴极保护监测系统来提高长输管道阴极保护系统的工作性能，在沿线的关键位置注意设置智能测试桩，在RTU阀室进行设置电位采集器。

3.3 通信技术分析

长输管道通信系统是天然气长输管道系统中不可缺少的一部分，所以通信系统的建设和维护也影响了整个天然气长输管道系统中实现性能。目前来说，主要的通信系统有以下几类。

（1）专用光纤通信系统，是一种具有理想设计的天然气长输管道通信系统，主要优势是传输容量很大，但是，这种通信系统的缺点也是显而易见，第一，该通信系统不仅时效性很差，而且施工速度也很慢。第二，该通信系统投资也相对较大，无论是在物资方面还是在工程方面，而且涉及范围较广，导致各个部分工作的协调也增大了艰难性。第三，该系统的稳定性会随着天气变化或者地势等原因而发生变化，导致系统的动荡。

（2）公网天然气长输管道通信系统

该系统是利用已有的公网通信网络来组建专用的天然气长输管道通信系统。该通信系统的优势是效率高、而且建设周期短，但是他也有很明显的缺点。首先网络的稳定性很差，因为网络不同的部门可能使用的通信设备也不相同，而且管道跨越较大。其次，抢修无法达到实时性，因为无法统一的指挥和调度该系统和网络的使用维护，而且在一些比较复杂的山区地带，施工困难。最后，该系统通常所使用的租用公网电路传输带宽受限，不能满足视频会议和监控图像的传输。

（3）天然气长输管道卫星通信系统

天然气长输管道卫星通信系统是一种采用卫星通信来实现天然气长输管道的通信，该系统有以下优点：一、通信面积覆盖大广，且不受地貌的限制，所以系统建设周期短，时效性好。二、网站可以进行远程统一的调控指挥，不易受攻击，安全性很高。三、卫星稳定性很好，因为不受多变的天气变化和人为干扰影响。四、事故解决的实时性很好。五、卫星通信今天来发展迅速，很多技术难题已经克服，综合而言技术更加可靠、成本也较为合理。

任何一种通信方案的确立都要综合考虑当地的自然条件以及设备性能和费用等问题。天然气长输气管道通信技术要点可总结为：一、由于通信管道都会途径河流、丘陵、山川等复杂的地形，而且还要考虑到管道线上的天气变化，那么如何确定通信系统的稳定性以及突发事件处理的高效性是必须要考虑的问题。二、每条管道都要保证至少有一个调度控制中心，且管道线路上要保证有必要的输气管理部门，这样可以保证各个部门之间通过调度控制中心保持联系，确保各个线路部门等的正常运作。三、很多RTU阀室由于工作环境恶劣，无人值守，那么要保证通信设备耗电量尽量小。

3.4 节能分析

因为利用长输管道输送天然气需消耗大量能源，因此，节能技术的分析也是要必须考虑的一个因素。目前所采用的方法主要是降低管道的直接能耗和间接能耗。

首先，根据管道的压力测试进行选择输送管道工艺方案的确定，不仅要考虑到提高管道传输的效率，还要考虑管道的综合能量消耗。第二，减少沿程摩擦阻力，由于在管道传输的过程中，大量的能量消耗在管道线路的摩擦阻力上，沿程摩擦阻力不仅和流态有关，而且还和管内壁的粗糙程度有关，因此可以考虑在管道的内壁进行涂层，从而减小输送压降，进而提高管道的输送能力。第三，采用离心式压缩机的驱动方式，因为天然气长输管道的运输量很大，所以一般采用电动机驱动的离心式压缩机。第四，优化压气站运行，管道消耗的能量即是压缩机组所提供的压力。所以减小输送成本可以大大的优化输气管道的运行。最后，减小间接能耗的方法主要有减少天然气的防空和减少天然气的泄露。天然气长输管道的设计阶段要以节能为主要目的，采用源头控制的方法，综合考虑其他技术经济要素和合理性。

4 总结

随着我国的石油和天然气行业的高速发展，以及人们的物质需求的日益提高，天然气长输管道设计的必要性越来越被重视，本文主要对天然气管道的整个系统中的主要模块部分进行了总结，并针对这些要点进行了技术分析和探讨。

参考文献：

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