天然气输送管道发展及相关技术分析

＊李 想

（辽河油田燃气集团 辽宁 124010）

天然气输送管道发展及相关技术分析

＊李 想

（辽河油田燃气集团 辽宁 124010）

随着人们环保意识的提高，天然气的需求量不断增加，给天然气输送管道提出了更高要求。天然气输送管道主要是将净化后的天然气输送到城市之中，为民众的日常生活提高服务，在城市和天然气净化厂之间，建立有力的输送桥梁。尽管在当下，我国的天然气输送管道和西方国家还存在着一定的差距，但相信只要我们的工作人员把握天然气输送管道的发展趋势，不断发展与完善其相关技术，定能取得更加显著的成绩来。

天然气；输送管道；发展；技术分析

研究发现，为达到提高天然气输送效率的目的，增加天然气输送压力或增大管径是主要解决措施，同时也是天然气输送工程未来主要的发展方向，应引起天然气输送行业的高度重视。随着信息技术的不断进步，一些新材料、新工艺和新设备的引入，使得天然气输送管道无论是在设计上、施工中，亦或者是运营管理的方面，都有了很大的突破。在调查中发现，国内的天然气输送管道建设中，引入了国际上先进的管理技术，在施工中，也运用到了较为先进的施工工具，整体实力正逐渐朝着国际水平的最前列靠拢。本文分析了提高天然气管道输送效率的相关措施，并以φ1422大口径钢管为例，探讨其发展制约因素，提出改进方法，为提高管道输送天然气能力提供针对性指导。

1.天然气输送管道技术发展趋势

(1)高压气管道

针对当前天然气输送管道的发展趋势进行分析可以看出，高强度、高压力的管道将会是未来天然气输送管道的主流发展方向，高压气管道主要是根据输气距离与输气总量来进行决定的，输量越高，成本相对越划算；当输送距离达到五千公里时，高压输气的成本会变得更低，并且对于管道设计时所需要的成本投入而言，高压气管道也具备一定的优势，并且通过设计与建设内容上的合理条款，可以让高压气管道具备更加实用化的特点。在调查中发现，与高压气管道相关的新型材料内容正在深入的开发研究中，在高钢级管材外部，包裹一层玻璃钢与合成树脂，能够进一步提高管道的输送能力，同时相应的也会降低输送成本，进一步增强管道的强度，提高其供气的整体性能。

(2)高压富气输送技术及断裂控制

高压富气输送技术主要是指在天然气输送的过程里，采用高压的方法，使输送气体的状态始终保持在一个临界点上。采用高压富气输送技术，能够有效节省经济开支，但这种方式对管道材料的要求较高，因为在进行富气输送时，天然气具有较高的热值，这种情况下管材不能出现裂纹。以Alliance管道为代表的高压富气输送是天然气输送技术上的重要创新内容，其控制断裂的技术是该管道的关键组成，在未来的发展趋势下，只有深入了解高钢级管道钢管的断裂控制，才是实现低成本建设的重要前提。

(3)多项混输技术

在西方发达国家的天然气输送管道技术上，多项混输技术受到了热烈的追捧，近些年来都投入了较大的研究力度，在这项技术内容上，英国、法国及挪威等欧洲国家相继建成了不同规模的试验管道，应用大功率的计算机，以及多种先进测量仪表来对数据内容进行采集和分析，在高质量的试验数据基础上进行多相流研究。相信在不远的将来，这项技术定能够取得更大的突破。

2.天然气输送管道效率提高分析

分析天然气输送管道效率影响因素，以采取针对性措施加以改进。以压力为12MPa、管径1219mm、长度为3000km的管道系统为例进行研究，结果发现，当将输送压力提高至14MPa或管径增加至1422mm均能显著提高管道输送效率，而且相比之下增加管径更为经济。

从当前来看，国内大口径高压长距离管道发展方向为提高1219mm管径的设计压力，使其超过12MPa，或者不改变12MPa设计压力，增加管径至1422mm。因此，我国要想在天然气输送管道方面有所突破，应注重从这两个方面加以分析，明确存在的差距，并结合管道性能及生产实际，积极采取有效措施，不断提高管径及输送压力。

3.φ1422大口径钢管制约因素

在诸多的天然气输送管道工程建设中，我国积累了丰富的经验，但仍存在一些因素制约着天然气输送管道水平与质量，接下来以φ1422大口径钢管为对象，对制约其发展的因素加以分析。

(1)φ1422大口径钢管制造技术缺乏

研究发现，在同等天然气运输条件下，使用1422mm管径，压力为12MPa的方案完成天然气输送，可节省大量钢材，降低管道敷设的成本投入。然而实际情况则是国内管厂及钢厂缺乏大量生产1422mm钢管经验，而且生产此种钢管需引进专门的生产设备，一定程度上制约着φ1422大口径钢管的广泛应用。

(2)φ1422大口径钢管施工工艺复杂

φ1422大口径钢管运输及施工难度大，成为制约其发展不可忽略的重要因素。受φ1422大口径钢管体积影响，采用汽车及火车运输所装钢管量数目较少。同时，进行施工时需要对所用的弯管机、半自动焊机、大型吊管机等设备进行核算，必要情况需购置一些新的施工设备。另外，φ1422管道环焊缝较长，焊接花费大量时间。而且焊接人员需经过一段时间熟悉，导致整体施工效率较低。

(3)管壁增加及管件制造能力差

天然气输送管道管径增加及压力的提高，会不可避免的引起管件及管道壁厚的增加。计算得知当使用压力12MPa、1422mm管径钢管时X80三通管壁厚达到95mm，但国内生产厂家生产的X80三通最大壁厚只能达到52mm，因此，我国厚壁管件及管道生产能力差，成为制约管道发展的因素之一。

4.天然气输送管道改进方法

(1)提高管道钢级

突破管道壁厚及增大管径限制的有效方法莫过于提高钢级，研究发现使用12MPa压力、1422mm管径方案，采用X100钢级直管管径厚度为24．8mm、20．7mm、17．2mm。因此，提高钢级是解决管道壁厚及增大管径较为有效的方法。另外，使用高钢级管道不仅能将管壁厚控制在合理范围内，而且还能减少钢材，减少运费，提高施工效率。不过X100管线钢的广泛应用还需解决以下问题：首先，加强对天然气输送管道可靠性及适应性研究，尤其应将重点放在应力腐蚀、第三方损伤以及止裂预测方法等内容上。其次，积极研发质量稳定的钢管，积极研究钢管质量评定办法、直缝管各向异性、板才性能均匀性等内容。最后，X100焊接工艺会给焊缝性能产生较大影响，而且焊接技术仅掌握在开展研究的人员中，缺乏大规模生产经验。另外，半自动焊工艺中自保护药芯焊丝尚未开发出来，因此，国家相关部门应重视这方面的进一步研究。

(2)积极开展应用研究

X100的大规模应用还需要解决诸多问题，因此，国家相关部门应积极开展X100的应用研究。尤其结合我国X100发展实际对其的应用划分成三个阶段：根据项目目标，加快实施步伐，以准确评估X100管线钢稳定性及产品性能；结合目标工程实际投入应用；将其应用在特殊环境中。经过上述三个阶段的实施，稳步推进X100在我国应用步伐。

(3)培养行业高素质人才

天然气输送管道相关技术的研究离不开人才的支持，因此国家相关部门应积极培养高素质人才，提高天然气输送管道研发水平。一方面，抽派经验丰富的技术人员出国考察，学习发达国家先进技术，为我所用；另一方面，定期组织在职工作人员进行专业培训，积极开展天然气输送管道效率提升的研讨活动。同时，加强与国际间的合作、交流，结合我国天然气输送管道发展实际，不断提高天然气管道生产技术，必要情况下引进先进生产设备，提高天然气输送管道生产质量。

另外，针对我国天然气输送管道发展中出现的问题，未来应将重点放在生产高质量管道技术研究上，提高管道输送压力。同时，积极研究X100生产技术及应用方法，将其应用到天然气输送管道中，提高施工效率及质量。另外，及时掌握天然气输送管道国际发展动向。例如，紧跟发达国家步伐加强多相混输技术研究，为天然气安全、稳定输送奠定坚实的基础。

5.总结

天然气输送管道是确保天然气安全、稳定供应的基础，一定程度上满足了社会发展对天然气的需求，但社会的飞速发展使天然气的消耗量大增，有必要结合当前天然气输送管道发展情况进行专业性的研究，进一步提升天然气管道输送效率，更好的适应社会发展要求。因此，我国应重视天然气输送管道发展制约因素分析，积极采取有效改进措施，为天然气的输送创造良好条件。

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李想（1987～），男，辽河油田燃气集团，研究方向：天然气管道及场站建设。

((责任编：卢凤英)

Natural Gas Transportation Pipeline Development and the Related Technical Analysis

Li Xiang

(Liaohe Oil field Fuel Gas Group, Liaoning, 124010)

The increase of people’s environmentalprotection awareness and the constant increase of natural gas quantity demand have put forwards more higher requirement for the natural gas transportation pipeline. The main funtion of natural gas transportation pipeline is to transport the the purified natural gas to the cities and serve for improving people’s daily life, besides, build strong transportation bridge between cities and natural gas purification plant. Although, there is still certain gasp between China's natural gas transportation pipeline and that of the western countries at present, however, we believe that as long as our staff can grasp the development trend of natural gas transportation pipeline and constantly develop and perfect the relevant technologies, we will get the more significant achievements.

natural gas；transportation pipeline；development；technical analysis

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