輸氣管網(wǎng)運(yùn)行能耗分析優(yōu)化措施研究

楊家碧

摘要：文章在對(duì)目前我國(guó)天然氣輸氣管道現(xiàn)狀以及天然氣輸氣管道降耗的重要性進(jìn)行分析的同時(shí)，研究影響天然氣輸氣管道能耗的因素以及相關(guān)的能耗統(tǒng)計(jì)分析體系，并基于此提出了降低天然氣輸氣管道能耗的有效措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：輸氣管網(wǎng);運(yùn)行能耗;優(yōu)化

1引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)社會(huì)對(duì)天然氣的需求量也在與日俱增，這主要是由于天然氣屬于一種清潔型能源，在目前能源緊缺和環(huán)境惡化的形勢(shì)下，成為受到世界各國(guó)追捧的重點(diǎn)發(fā)展和應(yīng)用的能源類型。但是由于天然氣開采位置與實(shí)際應(yīng)用地區(qū)通常具有較遠(yuǎn)的距離，因此目前比較常用的就是通過(guò)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行天然氣輸送的方式。但是在利用較大口徑的長(zhǎng)輸天然氣管道進(jìn)行天然氣輸送時(shí)不可避免會(huì)造成大量能源消耗的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣能源的節(jié)約以及對(duì)能源的有效利用，就需要研究天然氣輸氣管道運(yùn)行能耗的影響因素并采取相應(yīng)的降耗措施來(lái)實(shí)現(xiàn)輸氣管道運(yùn)輸效率的提升。

2天然氣輸氣管道現(xiàn)狀分析

隨著我國(guó)對(duì)能源需求量的大幅度增加，我國(guó)針對(duì)天然氣開采和輸送也提高了重視并加大了投資，正在建設(shè)橫跨東西、縱貫?zāi)媳币约斑B通海外的全國(guó)性輸氣管網(wǎng)，使得目前我國(guó)的天然氣市場(chǎng)也在進(jìn)一步擴(kuò)大。而由于天然氣本身屬于易燃易爆的氣體，在對(duì)其管道輸送中還具有較高的壓力，因此增加了輸氣管道運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)。為了在確保天然氣輸氣管道運(yùn)行安全的前提下實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸成本的降低，這就需要對(duì)輸氣管道運(yùn)行過(guò)程中不必要的浪費(fèi)進(jìn)行減少以實(shí)現(xiàn)利用效率的提高。尤其是在我國(guó)的天然氣輸氣管道中應(yīng)用著數(shù)量龐大的壓縮機(jī)裝置，其在運(yùn)行中也需要消耗大量的電能。而且在長(zhǎng)距離的天然氣輸氣管道運(yùn)行中，還需要天然氣對(duì)管道沿程的摩擦阻力進(jìn)行克服，因此在此過(guò)程中也會(huì)損失一部分勢(shì)能和熱能，也就是增加了的壓縮機(jī)運(yùn)行中電能的消耗。因此，為了實(shí)現(xiàn)輸氣管網(wǎng)運(yùn)行能耗的降低，就需要對(duì)壓縮機(jī)裝置的電能消耗進(jìn)行減少和控制，實(shí)現(xiàn)天然氣輸送與管壁之間摩擦的降低來(lái)提高輸氣管道的輸氣效率，促進(jìn)我國(guó)天然氣行業(yè)以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3天然氣輸氣管道運(yùn)行能耗

3.1造成管網(wǎng)能耗的影響因素

天然氣輸氣管道中的運(yùn)行能耗主要包括直接生產(chǎn)能耗、輔助生產(chǎn)能耗以及生活能耗等幾部分，如圖3.1所示。對(duì)于直接生產(chǎn)能耗來(lái)說(shuō)，其主要是輸氣管道運(yùn)行中所應(yīng)用的空冷器、壓縮機(jī)組等系統(tǒng)在運(yùn)行中所直接消耗的電能。其中的輔助生產(chǎn)能耗就是天然氣輸氣管道中的分輸計(jì)量站、清管站等輔助設(shè)備和站場(chǎng)運(yùn)行中所消耗的電能。而其中的生活能耗則主要就是工作人員日常辦公中所消耗的電能等。除了在天然氣輸氣管道中運(yùn)行時(shí)所消耗的上述三種類型的電能之外，還有在運(yùn)行中所產(chǎn)生的損耗問(wèn)題。而此損耗則主要與管道的直徑、管道長(zhǎng)度、管道的材質(zhì)、管材保溫情況、管道介質(zhì)的物理性質(zhì)、天然氣輸送量、輸送地區(qū)的氣候以及土壤傳熱系數(shù)等因素有關(guān)系。

3.2天然氣管道運(yùn)行能耗統(tǒng)計(jì)分析

正是由于對(duì)天然氣輸氣管道的運(yùn)行能耗造成影響的因素比較多，這就需要在對(duì)其能耗進(jìn)行分析時(shí)要將管道看為不同的設(shè)備組合來(lái)進(jìn)行輸氣管道能耗統(tǒng)計(jì)分析體系的構(gòu)建。通常要將其分為站場(chǎng)和管段兩個(gè)部分來(lái)對(duì)上述運(yùn)行中的電能消耗以及損耗來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所使用的方法也主要有以下幾種。

該評(píng)價(jià)指標(biāo)能結(jié)合管道用能分項(xiàng)計(jì)量和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用，通過(guò)采集、監(jiān)測(cè)管道用能情況，隨時(shí)掌握管道系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備、各個(gè)站間管段的能耗情況，從而判斷是否存在高能耗設(shè)備或者管段。

4降低輸氣管道能耗的措施

為了對(duì)天然氣輸氣管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行整體提升，就需要在對(duì)目前的市場(chǎng)需求進(jìn)行滿足的同時(shí)，對(duì)天然氣輸氣管道的運(yùn)行能耗以及天然氣輸氣管道的運(yùn)行成本進(jìn)行降低，并且確保天然氣輸氣管道運(yùn)行的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)以及高效。因此在對(duì)上述影響天然氣輸氣管道運(yùn)行能耗的因素進(jìn)行分析之后，就需要從以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)輸氣管道能耗的降低。

4.1對(duì)運(yùn)輸壓降進(jìn)行減少

在天然氣輸氣管道運(yùn)行中，在站場(chǎng)的計(jì)量裝置、閥門、三通管材以及彎頭等位置會(huì)存在局部壓降的現(xiàn)象，此外還有沿程壓降，這都是導(dǎo)致天然氣輸氣管道中出現(xiàn)能耗損失的主要原因。因此為了降低輸氣管道能耗就需要對(duì)運(yùn)輸壓降進(jìn)行減少。通常是通過(guò)超聲波流量計(jì)來(lái)對(duì)大的孔板流量計(jì)進(jìn)行代替，以及通過(guò)全開型閥門來(lái)對(duì)閥門的阻力進(jìn)行降低等技術(shù)措施來(lái)對(duì)局部壓降進(jìn)行降低。而針對(duì)沿程壓降來(lái)說(shuō)，則通常需要通過(guò)內(nèi)涂技術(shù)來(lái)進(jìn)行降低。而且在對(duì)天然氣進(jìn)行運(yùn)輸以及對(duì)天然氣輸氣管道進(jìn)行建設(shè)完成投運(yùn)之前，都要對(duì)管道進(jìn)行清潔來(lái)減少管段非常規(guī)壓力的損失，實(shí)現(xiàn)輸氣管道能耗的降低。

4.2對(duì)管道輸送工藝進(jìn)行改進(jìn)

從管道輸送工藝方面，為了實(shí)現(xiàn)輸氣管道能耗的降低，可以采用高壓輸送技術(shù)來(lái)對(duì)管道的利用率進(jìn)行提高。這主要是由于高壓輸送技術(shù)可以對(duì)天然氣的密度進(jìn)行保證來(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣與管道壁之間摩擦的降低。從而可以實(shí)現(xiàn)天然氣輸送效率的提升以及輸氣管道能耗的降低。此外，此技術(shù)還可以在確保天然氣正常輸送的同時(shí)，對(duì)增壓站的數(shù)量進(jìn)行減少來(lái)實(shí)現(xiàn)能源消耗的減少。

4.3對(duì)輸氣管道泄露問(wèn)題的預(yù)防和控制

天然氣輸送管道運(yùn)行中的另一個(gè)能耗因素就是泄露問(wèn)題，此問(wèn)題不僅會(huì)增加輸氣管道運(yùn)行中的能耗，而且會(huì)增加出現(xiàn)火災(zāi)或爆炸事故的概率。而且在對(duì)事故進(jìn)行搶修的同時(shí)也會(huì)造成放空量的增加，這都會(huì)造成輸氣管道運(yùn)行中能耗的增加。還會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境的污染，甚至是人員傷亡等事故。因此就需要做好輸氣管道運(yùn)行中的防泄漏工作。不僅要做好對(duì)輸氣管道的定期全面檢查工作，針對(duì)檢查中出現(xiàn)的管道腐蝕、設(shè)備缺陷等問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)檢修。還要通過(guò)培訓(xùn)與學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作人員技術(shù)水平以及綜合素質(zhì)的提高，實(shí)現(xiàn)人為操作失誤概率的降低以及輸氣管道輸氣效率的提升。

5結(jié)語(yǔ)

鑒于目前我國(guó)在大力開發(fā)和利用天然氣能源的形勢(shì)下，以及天然氣輸氣管道中存在較為嚴(yán)重的電能消耗以及損耗等問(wèn)題而急需進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化的情況，在對(duì)影響天然氣輸氣管道運(yùn)行能耗的因素進(jìn)行分析并提出了相應(yīng)的能耗統(tǒng)計(jì)分析體系之后，提出了減少運(yùn)輸壓降、改進(jìn)管道輸送工藝、減少天然氣泄漏等措施來(lái)降低輸氣管道能耗，實(shí)現(xiàn)天然氣輸氣管道輸氣效率的提升。

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