天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中的節(jié)能分析

王彥亮

摘 要：隨著我國(guó)節(jié)能減耗工作的開展，我國(guó)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)過程中也重視天然氣長(zhǎng)輸管道節(jié)能工作的進(jìn)行。如何降低管道的直接損耗成為現(xiàn)代社會(huì)亟需解決的問題。因此，對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施進(jìn)行分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：天然氣；管道設(shè)計(jì)；節(jié)能

引言

石油和天然氣管道在能源傳輸給用戶的同時(shí)，其自身也會(huì)出現(xiàn)能源消耗。隨著我國(guó)石油和天然氣管道建設(shè)的快速發(fā)展，石油和天然氣管道運(yùn)輸量明顯增加，能源消耗量也相應(yīng)增加。做好管道運(yùn)輸節(jié)能降耗工作也變得越來(lái)越迫切。本文分析了天然氣長(zhǎng)輸管道的節(jié)能設(shè)計(jì)。

一、天然氣長(zhǎng)輸管道簡(jiǎn)介

目前，我國(guó)正在實(shí)行低碳環(huán)保，而天然氣是目前應(yīng)用最為普遍的一種綠色環(huán)保的清潔能源，已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的能源。但是天然氣輸送損耗一直是大家關(guān)注的一個(gè)問題，因?yàn)檫@關(guān)系天然氣的用戶，所以，為了能夠高效、快速、安全地將天然氣輸送給用戶，對(duì)天然氣的輸送模式進(jìn)行改進(jìn)是必須的。目前我國(guó)所使用的是管道輸送的形式，這可以確保天然氣能夠安全地輸送到用戶，也是應(yīng)用最為普遍的方式。例如，近幾年，我國(guó)實(shí)施的西氣東輸工程，就是最長(zhǎng)的管道輸氣方式的代表。

二、天然氣長(zhǎng)輸管線的工藝設(shè)計(jì)

熱氣長(zhǎng)輸管線具體設(shè)計(jì)要求。天然氣進(jìn)行長(zhǎng)輸管線的工藝設(shè)計(jì)是結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)定的輸送距離和輸送量進(jìn)行工藝計(jì)算，分析和研究后設(shè)定施工方案，選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用符合施工要求的最好方式。

第一，對(duì)管線輸送能力和總體工藝流程進(jìn)行確定。進(jìn)行管道輸送能力設(shè)定時(shí)，要考慮以后的發(fā)展情況，也要考慮在應(yīng)用過程中進(jìn)行輸送量的影響、事故處理及管道維修等各種因素，并且進(jìn)行管道末端儲(chǔ)氣能力的詳細(xì)計(jì)算，以滿足管道沿線全部用戶的需求。輸送方式要根據(jù)輸送能力和氣源壓力及用戶需求壓力進(jìn)行解決，分析和研究是否需要進(jìn)行增加壓力。確定了輸送量和壓氣站的距離后，根據(jù)水力計(jì)算方式能夠了解到管徑和輸氣壓力的平方差呈現(xiàn)反比例關(guān)系，也就是管徑大，輸氣壓力的平方差就會(huì)小。因此要合理選擇管徑和輸氣壓力平方差，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，如果加壓輸送就會(huì)消耗大量能源，同時(shí)讓系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理變得復(fù)雜，增加了經(jīng)營(yíng)費(fèi)用；如果降低輸氣壓進(jìn)行增大輸送管徑，這樣線路造價(jià)會(huì)增加，同時(shí)，增加管徑也會(huì)有制管能力的影響，所以，必須進(jìn)行二者的合理比較后進(jìn)行選擇和決定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常是在500～600km以內(nèi)的距離輸送，可以進(jìn)行加壓輸送。起源的壓力低適合在首站進(jìn)行加壓。

第二，對(duì)管徑和壓氣站的距離和壓力比的確定。上面的比較和計(jì)算選擇了相應(yīng)的管路，確定了管徑、管壁厚，選擇了相應(yīng)的管材，假如進(jìn)行加壓輸送，就要對(duì)壓比和站距離進(jìn)行合理選擇。選擇壓比，要分析和研究壓縮方式，一般在長(zhǎng)輸管線上應(yīng)用的是離心式的壓縮機(jī)。

第三，選擇站場(chǎng)布局和站內(nèi)流程。輸送過程中有壓氣站，另外沿線還有分輸站、進(jìn)氣站和清管站等，相應(yīng)的分輸站和進(jìn)氣站設(shè)置的位置要盡可能的距離用戶和氣源近一些，使用的支線短一些。清管站要以方便清管進(jìn)行設(shè)置位置。盡量讓各個(gè)站能合并建設(shè)，方便管理，也節(jié)省資源。各站的工藝流程要盡可能的簡(jiǎn)單，壓力損失小，保證輸氣安全，可以及時(shí)方便處理事故等。并且，要選擇先進(jìn)的工藝設(shè)備，比如，調(diào)壓計(jì)量設(shè)備、增壓設(shè)備、除塵凈化設(shè)備等。

三、天然氣長(zhǎng)輸管道的節(jié)能降耗措施

3.1改進(jìn)設(shè)計(jì)天然氣長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)

通過改進(jìn)遠(yuǎn)距離輸氣系統(tǒng)，選取最短、最優(yōu)的天然氣輸送路徑，不但能夠減少管道材料的浪費(fèi)，更重要的是增加了天然氣傳輸?shù)男屎屠寐省Ｊ紫龋诔鞘袃?nèi)建立良好的供氣管網(wǎng)，在設(shè)計(jì)和建設(shè)新的分支輸氣管道的時(shí)候，一定要充分了解老的輸氣管道，對(duì)其進(jìn)行合理利用，減少多余管道的建設(shè)。此外，在對(duì)遠(yuǎn)距離輸氣管網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要確保輸氣的安全性，降低因?yàn)楦鞣N原因造成的天然氣浪費(fèi)，為了達(dá)到此目的，一定要盡量減少?gòu)濐^和閥門等零部件的安裝，這樣能夠減少天然氣輸送過程因摩擦造成浪費(fèi)。在選取管道時(shí)，一定要選擇具有耐腐蝕特性的材質(zhì)管道，避免管道因腐蝕出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，造成氣體損失，甚至發(fā)生爆炸，造成嚴(yán)重的安全事故，不但危害遠(yuǎn)距離輸送，還可能損害他人的生命財(cái)產(chǎn)安全。分析供氣源的具體狀況，改進(jìn)遠(yuǎn)距離輸氣管道系統(tǒng)。引進(jìn)高新的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控管道傳輸天然氣的具體情況，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行分析，這樣能夠預(yù)防突發(fā)情況的發(fā)生，使管道輸送實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，減少不必要的損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

3.2選擇優(yōu)質(zhì)的節(jié)能型的輸送設(shè)備

對(duì)于遠(yuǎn)距離天然氣傳輸，優(yōu)質(zhì)的設(shè)備是關(guān)鍵，在氣體傳輸過程中，使用最多的設(shè)備是壓縮機(jī)組，因此，一定要選取節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，這樣可以大大降低電能的浪費(fèi)，減少了輸氣系統(tǒng)能源的損耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的技術(shù)要求。此外，在選擇天然氣輸送設(shè)備壓縮機(jī)時(shí)，還要根據(jù)輸氣管道的性質(zhì)選擇壓縮機(jī)，通常情況下，往復(fù)式和離心式兩種壓縮機(jī)是最為合適的。上述兩種壓縮機(jī)也各有優(yōu)缺點(diǎn)，往復(fù)式壓縮效率相對(duì)較高，然而，機(jī)器易壞，需要花費(fèi)大量的維修費(fèi)用；而離心式排量高，壓縮效率不高，不易損壞，需要的維修費(fèi)用也不高。對(duì)于遠(yuǎn)距離管道輸送離心式壓縮機(jī)應(yīng)用更多，成本也是最低，而且能夠滿足節(jié)能降耗的技術(shù)要求。

3.3實(shí)施自動(dòng)控制和管理

遠(yuǎn)距離天然氣管道運(yùn)輸，在管理系統(tǒng)的選擇上一定要準(zhǔn)確，目前最為合理的是SCADA管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中能夠自動(dòng)對(duì)長(zhǎng)距離輸氣系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)管，實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)天然氣管道的變化情況，相對(duì)人工巡檢，能夠節(jié)約大量的時(shí)間，并能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的各種情況，并采取相應(yīng)的解決措施，避免因?yàn)樘幚聿患皶r(shí)而造成的重大安全事故。此外，該系統(tǒng)還能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)程操控，對(duì)遠(yuǎn)距離管道輸氣的站場(chǎng)實(shí)施改進(jìn)，做到實(shí)時(shí)減少遠(yuǎn)距離管道天然氣的損耗，增加天然氣的輸氣效率。

引進(jìn)并實(shí)施外國(guó)先進(jìn)的遠(yuǎn)距離管道輸氣工藝技術(shù)，通過采取高壓輸氣的模式，減少天然氣在傳輸過程中的損耗，控制氣體傳輸過程中的速度，這樣能夠降低在傳輸過程中因與管壁摩擦而造成的損耗，提高氣體傳輸?shù)睦寐省Ｔ趥鬏敋怏w過程中，一定要控制氣源的輸氣量，提高長(zhǎng)輸管道的利用率，減少因維護(hù)管道造成的浪費(fèi)。在傳輸過程中，由于遠(yuǎn)距離輸氣的需要，為了達(dá)到安全輸氣的目的，中途會(huì)有放空的操作，要盡量減少該操作的次數(shù)，減少天然氣的浪費(fèi)。

四、結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)輸管道是天然氣的重要組成部分，它的正常運(yùn)行才能保證天然氣的穩(wěn)定生產(chǎn)，但它同時(shí)也是天然氣中主要的耗能系統(tǒng)。因此，長(zhǎng)輸管道應(yīng)積極采用以上這些高效的節(jié)能設(shè)備和先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)和參數(shù)優(yōu)化，還要加強(qiáng)有效的科學(xué)管理。從而減少天然氣的消耗，節(jié)約能量的使用，縮短油田開發(fā)的周期，不斷的節(jié)約成本，使天然氣系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的發(fā)展。

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