探析提高天然氣長輸管道輸氣效率的途徑

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對優(yōu)質(zhì)能源的需求不斷增長，天然氣作為一種新型環(huán)保的能源，日益受到人們的青睞，因此，提高天然氣的輸氣效率顯得尤為重要。本文主要對影響天然氣長輸管道輸氣效率的因素進行了分析，并提出了提高天然氣長輸管道輸氣效率的有效途徑。

關鍵詞：天然氣;長輸管道;輸氣效率;途徑;提高

在天然氣長輸管道輸送過程中，輸氣效率不僅關系到企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且也關系到資源的合理運用，因此，提高天然氣長輸管道的輸氣效率至關重要。通常，輸氣效率高低用輸氣效率系數(shù)來衡量，其是輸氣管道的實際輸氣量與理論計算輸氣量的比值，它表明了輸氣管道實際運行情況偏離理想計算的程度。一般情況下，影響輸氣效率的因素主要有管道內(nèi)壁的粗糙程度、管徑的大小和輸氣壓力等。為了降低管道建設成本和運行成本，在設計中就要對管道運行中可能影響運輸系數(shù)的各種因素綜合考慮。

1 影響天然氣長輸管道輸氣效率的因素

首先，由于天然氣屬于易燃易爆氣體，在天然氣運輸和儲存過程中極易出現(xiàn)風險事故，因此，在通常情況下，天然氣主要通過長輸管道進行輸送，長時間使用管道會對管道內(nèi)壁造成磨損，使管道內(nèi)壁粗糙不平，嚴重影響了輸氣效率;其次，在特殊情況下，在生產(chǎn)的過程中要考慮調(diào)峰能力。由于天然氣本身固有的特點，所以在輸氣過程中，儲存比較困難，再加上建立高壓儲罐涉及到成本和安全問題，建立低壓儲罐不但占地面積大，而且儲氣量受到限制，所以，要在生產(chǎn)調(diào)度中對調(diào)峰能力問題進行考慮。最后，由于天然氣具有可壓縮性，在氣體體積壓力同等的情況下，由于管道受到壓力的不同，在輸送的過程中就會有能量的不同損失，另外，高差也會對輸氣效率產(chǎn)生影響，和液體輸送高差的影響相比，雖然要小的多，但是也不能被忽視。

2 提高天然氣長輸管道輸氣效率的途徑

2.1 管道內(nèi)壁涂刷涂層

眾所周知，管道內(nèi)壁的粗糙程度是降低管道輸送能力的一個重要因素，將會對管道輸氣效率造成一定程度上的影響，因此，可以在管道內(nèi)壁涂刷涂層減少內(nèi)壁的粗糙程度，進而提高輸氣效率，但是這種方式在長期的輸送過程中難免有磨損，久而久之，通過涂層來減少內(nèi)部阻力提高效率的方式就不能很好的利用，由流體力學原理可知，流動在阻力平方區(qū)管道的水力摩阻系數(shù)與雷諾數(shù)幾乎無關，只會作為管壁絕對粗糙度的函數(shù)，倘若能使管道內(nèi)壁的粗糙度減小，就可以使水力摩阻有效的降低，但在長期的輸送過程中這種方式難以實現(xiàn)。要想真正的做到準確的把握流動效率，就要準確的預測在內(nèi)部有涂層的條件下，準確的掌握內(nèi)部涂層的粗糙程度和阻力系數(shù)計算公式。

2.2 提高管道入口壓力

提高管道入口壓力，可以有效提高輸氣效率，目前，該種方法在實際的輸送過程中已經(jīng)得到了驗證。首先，對壓縮機出口的天然氣進行合理地冷卻處理，降低壓縮機出口天然氣的溫度，由于天然氣輸氣量與溫度成反比，天然氣溫度越低，輸氣量就會越大，因此，降低壓縮機出口的溫度，可以增加天然氣的輸氣量，在很大程度上提升了天然氣的輸氣效率。另外，降低出口溫度，可以保證天然氣的溫度不會超過于內(nèi)部管壁涂層的允許溫度范圍。

2.3 提高壓氣站效率

從能量消耗來看，輸氣效率可以理解為管輸氣體獲得的能量增加值和壓氣站提供的能量之比。如果說提高管道效率是盡量減少消耗的管輸氣體的能量，那么提高壓氣站的效率就是在同樣的能耗下，盡量增加管輸氣體的能量。提高壓氣站的效率就是在相同的能耗下，盡量地提高壓氣站的出口壓力，同時要降低壓氣站的出口溫度。實踐證明，天然氣出口溫度與能耗降低量成反比，天然氣出口溫度越低，能量消耗量也隨之降低。為了滿足這一要求，通常天然氣輸送企業(yè)都會安裝大型的天然氣冷卻裝置對天然氣進行冷卻處理，以達到減少能量消耗的目的。采用的具體措施有：使用性能更先進的壓縮機頭，采用帶變頻手段的高壓電機，采用變電機驅動的空冷器，采用可以調(diào)速的蒸汽輪機作為壓縮機的主要驅動方式等。以此來提高壓縮機及其配套動力系統(tǒng)的效率，進而提高壓氣站效率。

2.4 改進設備，減少輸送阻力

天然氣管道輸送過程中的能量損失主要有沿程阻力損失和局部阻力損失，對這兩種阻力進行有效改善，可以提高天然氣的輸氣效率。首先，對天然氣輸送設備進行合理組合，定時檢修，可以降低管道內(nèi)部的阻力;其次，選用合理設備對天然氣進行凈化處理，提高天然氣的凈度，此外，盡可能減少閘板閥的使用，減少阻力，盡量使用直通閥;最后，在條件具備的情況下，盡量減少較深管道內(nèi)部輔助零件的安裝，在選用路線進行安裝的時候，盡可能保證管道沿直線鋪設，以便提高天然氣管道輸氣效率。

3 結束語

綜上所述，天然氣長輸管道輸氣效率受到多種因素的影響，提升其輸氣效率的途徑主要有在管道內(nèi)壁涂刷涂層、提高管道入口壓力、提高壓氣站效率和改進設備，減少輸送阻力等幾方面。在實際的輸送過程中，相關單位需要從實際角度出發(fā)，對影響其輸送效率的因素進行全面地分析和細致地探究，多種措施并行，進而達到全方位的提升天然氣長輸管道運輸效率的效果和目的。

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作者簡介：

楊文國（1985- ），男，江西吉安人，畢業(yè)于西南石油大學油氣儲運工程專業(yè)，工程師，從事天然氣安全生產(chǎn)管理工作。