天然气长输管道设计中的节能分析

王彦亮

摘 要：随着我国节能减耗工作的开展，我国长输管道设计过程中也重视天然气长输管道节能工作的进行。如何降低管道的直接损耗成为现代社会亟需解决的问题。因此，对天然气长输管道设计中的节能措施进行分析具有重要的现实意义。

关键词：天然气；管道设计；节能

引言

石油和天然气管道在能源传输给用户的同时，其自身也会出现能源消耗。随着我国石油和天然气管道建设的快速发展，石油和天然气管道运输量明显增加，能源消耗量也相应增加。做好管道运输节能降耗工作也变得越来越迫切。本文分析了天然气长输管道的节能设计。

一、天然气长输管道简介

目前，我国正在实行低碳环保，而天然气是目前应用最为普遍的一种绿色环保的清洁能源，已经成为人们生活中不可或缺的能源。但是天然气输送损耗一直是大家关注的一个问题，因为这关系天然气的用户，所以，为了能够高效、快速、安全地将天然气输送给用户，对天然气的输送模式进行改进是必须的。目前我国所使用的是管道输送的形式，这可以确保天然气能够安全地输送到用户，也是应用最为普遍的方式。例如，近几年，我国实施的西气东输工程，就是最长的管道输气方式的代表。

二、天然气长输管线的工艺设计

热气长输管线具体设计要求。天然气进行长输管线的工艺设计是结合设计任务书设定的输送距离和输送量进行工艺计算，分析和研究后设定施工方案，选择经济实用符合施工要求的最好方式。

第一，对管线输送能力和总体工艺流程进行确定。进行管道输送能力设定时，要考虑以后的发展情况，也要考虑在应用过程中进行输送量的影响、事故处理及管道维修等各种因素，并且进行管道末端储气能力的详细计算，以满足管道沿线全部用户的需求。输送方式要根据输送能力和气源压力及用户需求压力进行解决，分析和研究是否需要进行增加压力。确定了输送量和压气站的距离后，根据水力计算方式能够了解到管径和输气压力的平方差呈现反比例关系，也就是管径大，输气压力的平方差就会小。因此要合理选择管径和输气压力平方差，做到经济实惠，如果加压输送就会消耗大量能源，同时让系统经营管理变得复杂，增加了经营费用；如果降低输气压进行增大输送管径，这样线路造价会增加，同时，增加管径也会有制管能力的影响，所以，必须进行二者的合理比较后进行选择和决定。根据经验通常是在500～600km以内的距离输送，可以进行加压输送。起源的压力低适合在首站进行加压。

第二，对管径和压气站的距离和压力比的确定。上面的比较和计算选择了相应的管路，确定了管径、管壁厚，选择了相应的管材，假如进行加压输送，就要对压比和站距离进行合理选择。选择压比，要分析和研究压缩方式，一般在长输管线上应用的是离心式的压缩机。

第三，选择站场布局和站内流程。输送过程中有压气站，另外沿线还有分输站、进气站和清管站等，相应的分输站和进气站设置的位置要尽可能的距离用户和气源近一些，使用的支线短一些。清管站要以方便清管进行设置位置。尽量让各个站能合并建设，方便管理，也节省资源。各站的工艺流程要尽可能的简单，压力损失小，保证输气安全，可以及时方便处理事故等。并且，要选择先进的工艺设备，比如，调压计量设备、增压设备、除尘净化设备等。

三、天然气长输管道的节能降耗措施

3.1改进设计天然气长输管道系统

通过改进远距离输气系统，选取最短、最优的天然气输送路径，不但能够减少管道材料的浪费，更重要的是增加了天然气传输的效率和利用率。首先，在城市内建立良好的供气管网，在设计和建设新的分支输气管道的时候，一定要充分了解老的输气管道，对其进行合理利用，减少多余管道的建设。此外，在对远距离输气管网进行改进设计时，一定要确保输气的安全性，降低因为各种原因造成的天然气浪费，为了达到此目的，一定要尽量减少弯头和阀门等零部件的安装，这样能够减少天然气输送过程因摩擦造成浪费。在选取管道时，一定要选择具有耐腐蚀特性的材质管道，避免管道因腐蚀出现泄漏现象，造成气体损失，甚至发生爆炸，造成严重的安全事故，不但危害远距离输送，还可能损害他人的生命财产安全。分析供气源的具体状况，改进远距离输气管道系统。引进高新的自动控制系统，能够实时监控管道传输天然气的具体情况，根据收集到的数据，及时进行分析，这样能够预防突发情况的发生，使管道输送实现标准化，减少不必要的损失，实现节能降耗的目的。

3.2选择优质的节能型的输送设备

对于远距离天然气传输，优质的设备是关键，在气体传输过程中，使用最多的设备是压缩机组，因此，一定要选取节能型电动机，这样可以大大降低电能的浪费，减少了输气系统能源的损耗，实现了节能降耗的技术要求。此外，在选择天然气输送设备压缩机时，还要根据输气管道的性质选择压缩机，通常情况下，往复式和离心式两种压缩机是最为合适的。上述两种压缩机也各有优缺点，往复式压缩效率相对较高，然而，机器易坏，需要花费大量的维修费用；而离心式排量高，压缩效率不高，不易损坏，需要的维修费用也不高。对于远距离管道输送离心式压缩机应用更多，成本也是最低，而且能够满足节能降耗的技术要求。

3.3实施自动控制和管理

远距离天然气管道运输，在管理系统的选择上一定要准确，目前最为合理的是SCADA管理系统，该系统在应用过程中能够自动对长距离输气系统实施监管，实时采集和监测天然气管道的变化情况，相对人工巡检，能够节约大量的时间，并能对数据信息进行分析，及时发现可能出现的各种情况，并采取相应的解决措施，避免因为处理不及时而造成的重大安全事故。此外，该系统还能够实施远程操控，对远距离管道输气的站场实施改进，做到实时减少远距离管道天然气的损耗，增加天然气的输气效率。

引进并实施外国先进的远距离管道输气工艺技术，通过采取高压输气的模式，减少天然气在传输过程中的损耗，控制气体传输过程中的速度，这样能够降低在传输过程中因与管壁摩擦而造成的损耗，提高气体传输的利用率。在传输气体过程中，一定要控制气源的输气量，提高长输管道的利用率，减少因维护管道造成的浪费。在传输过程中，由于远距离输气的需要，为了达到安全输气的目的，中途会有放空的操作，要尽量减少该操作的次数，减少天然气的浪费。

四、结束语

长输管道是天然气的重要組成部分，它的正常运行才能保证天然气的稳定生产，但它同时也是天然气中主要的耗能系统。因此，长输管道应积极采用以上这些高效的节能设备和先进的节能技术，并不断地进行改进和参数优化，还要加强有效的科学管理。从而减少天然气的消耗，节约能量的使用，缩短油田开发的周期，不断的节约成本，使天然气系统高效、稳定的发展。

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