管網(wǎng)時代話管道

□ 輯錄/由然

天然氣管道是將天然氣從開采地或處理廠輸送到城市配氣中心或工業(yè)企業(yè)用戶的管道，又稱輸氣管道。利用管道輸送天然氣，是陸地上大量輸送天然氣的唯一方式。在世界管道總長中，天然氣管道約占一半。

中國是最早用木竹管道輸送天然氣的國家。木竹管作為特殊運輸工具是沿用秦漢時期（公元前200余年）輸送鹵水的竹木筧而發(fā)展起來的。

據(jù)史料記載，公元前61年中國就在鴻門（今陜西省臨潼東北）、臨邛（今四川省邛崍縣）等地已有火井（天然氣井）。西晉張華《博物志》有“盆蓋井上，煮鹽得鹽”的記載；東晉常璩《華陽國志》有“以竹筒盛其光，藏之曳行，終日不滅”的記載。明宋應星《天工開物》（1637年）對于用竹管輸氣作為燃料有詳細的描述：“長竹剖開，去節(jié)，合縫，漆布，一頭插入井底，其上曲接，以口緊對釜臍。”清范聲山《花笑·雜記》（1844年）記載管道輸氣的情況說：“一井口接數(shù)十竹者，并每竹中間復橫嵌竹以接之?！笨梢娸敋獾闹窆芤寻l(fā)展到多管輸送和縱橫銜接的分輸?shù)某潭?。輸送距離也從“周圍砌灶”（《川鹽記要》）的就地取材使用發(fā)展到“以竹筒引之百步千步”（《富順縣志》）的長度。

公元1600年前后，四川省自流井氣田不但在平地敷設(shè)管道，而且“高者登山，低者入地”，輸鹵水的“渡水之枧，則于河底掘溝置筧，鑿石為槽覆其上，又用敞鹽鍋鎮(zhèn)之，以防水漲沖激”，并有“凌空構(gòu)木若長虹……縱橫穿插，逾山渡水”等記載，說明當時管道地面建設(shè)的技術(shù)發(fā)展已達一定水平。由于木竹管道制作簡單，又能耐腐蝕和便于就地取材，因而從古代直到新中國成立以前，在中國淺氣層低壓天然氣集輸中起過巨大作用。

世界輸氣管道也經(jīng)歷了與中國相似的發(fā)展過程。18世紀以前，管道也是竹木管。18世紀后期用鑄鐵管，19世紀90年代開始采用鋼管。輸氣動力開始全靠天然氣井口壓力，1880年后才用蒸汽驅(qū)動的壓氣機。20世紀20-30年代采用了雙燃料發(fā)動機驅(qū)動的壓氣機給天然氣加壓，輸氣壓力從而由6千克力/厘米2上升到28-42千克力/厘米2。輸送距離也愈來愈長。隨著現(xiàn)代科學和工程技術(shù)的發(fā)展，以及世界對天然氣需求量的日益增加，促使管道朝著大口徑、高壓力方向發(fā)展，出現(xiàn)了規(guī)模巨大的管網(wǎng)系統(tǒng)。60年代開始，在天然氣進出口國之間，相繼建造了許多跨國管道，到1977年共有20多個國家建有跨國管道。如由蘇聯(lián)經(jīng)捷克斯洛伐克、奧地利、民主德國到聯(lián)邦德國的1780公里的輸氣管道；由奧地利到意大利長774公里的管道；70年代末期施工的由阿爾及利亞經(jīng)突尼斯、地中海和突尼斯海峽到意大利的全長2500公里的管道等。1974年全世界約有74萬公里輸氣管道，其中美國為42.3萬公里，蘇聯(lián)為9萬公里，歐洲經(jīng)濟共同體為8.4萬公里。到1983年，世界輸氣管道總長增加到91.34萬公里。

長距離輸氣管道普遍采用壓氣機增壓輸送。1977年全世界約有2700座管道壓氣站投入運行，總裝機功率為2200萬千瓦。到1983年則增加到3053萬千瓦。輸氣管道在管材選用、提高輸送效率、實現(xiàn)全線自動化等方面的技術(shù)也在迅速發(fā)展中。管材廣泛采用X-60低合金鋼（強度極限42千克力/厘米2），并開始采用X-65、X-70等更高強度的材料。為降低管道內(nèi)的摩擦阻力，426毫米以上的新鋼管已普遍采用內(nèi)涂層。此外還開展了不同物性的氣體在同一管道中順序輸送，以及－70℃低溫、77千克力/厘米2高壓的氣態(tài)和液態(tài)天然氣管道輸送試驗。天然氣管道輸送系統(tǒng)由管道輸氣站和線路系統(tǒng)兩部分組成。輸氣管道可按其用途分集氣管道、輸氣管道、配氣管道等三種。

輸氣管道結(jié)構(gòu)和特點。輸氣管道是由單根管子逐根連接組裝起來的。現(xiàn)代的集氣管道和輸氣管道是由鋼管經(jīng)電焊連接而成。鋼管有無縫管、螺旋縫管、直縫管多種，無縫管適用于管徑為529毫米以下的管道,螺旋縫管和直縫管適用于大口徑管道。集輸管道的管子橫斷面結(jié)構(gòu)，復雜的為內(nèi)涂層-鋼管-外絕緣層－保溫（保冷）層；簡單的則只有鋼管和外絕緣層，而內(nèi)壁涂層及保溫（保冷）層均視輸氣工藝再加以確定。

輸氣管道同輸送液體管道相比具有以下特點：輸氣管道系統(tǒng)是個連續(xù)密閉輸送系統(tǒng)；從輸送、儲存到用戶使用，天然氣均處于帶壓狀態(tài)；由于輸送的天然氣比重小，靜壓頭影響遠小于液體，設(shè)計時高差小于200米時，靜壓頭可忽略不計，線路幾乎不受縱向地形限制；不存在液體管道水擊危害；發(fā)生事故時危害性大，波及范圍廣，管道一旦破裂，釋放能量大，撕裂長度較長，排出的天然氣遇有明火，還易釀成火災。

為了保證管道運行安全，各國都規(guī)定了進入輸氣管道的氣體質(zhì)量標準。