低溫管道設(shè)計(jì)在液化天然氣氣站中的應(yīng)用

劉忠芹

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也有了很大的進(jìn)步。液化天然氣的穩(wěn)定傳輸是保證氣站安全的關(guān)鍵，因此，在開(kāi)展相關(guān)工作過(guò)程，要提高對(duì)于管道的設(shè)計(jì)能力，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)傳輸管道，有利于提高工作效率。本文以低溫管道設(shè)計(jì)為研究，總結(jié)了如何通過(guò)高效的設(shè)計(jì)以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，從而實(shí)現(xiàn)液化天然氣的科學(xué)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低溫管道設(shè)計(jì);液化天然氣氣站;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2020）08-0137-01

引言：快速發(fā)展的城市化帶動(dòng)了城市天然氣項(xiàng)目的發(fā)展，天然氣公司已成為與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活緊密相關(guān)的重要管理服務(wù)行業(yè)。各種天然氣公司應(yīng)該高度重視天然氣管道設(shè)計(jì)，但目前天然氣管道設(shè)計(jì)中仍有一些問(wèn)題，本文對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)這些關(guān)鍵問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，以提高天然氣管道設(shè)計(jì)的水平，推進(jìn)天然氣行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

1 天然氣的管道輸送概況

應(yīng)用管道輸送是進(jìn)行天然氣輸送的一個(gè)主要形式。天然氣企業(yè)的管道輸送能耗低，運(yùn)費(fèi)低，運(yùn)量大，并且可以連續(xù)密閉輸送，具有很高的安全性。天然氣管道輸送的工藝參數(shù)主要有輸氣量、輸氣壓力、輸送距離、管徑、輸氣溫度等。

（1）輸氣量。天然氣的輸氣量一般都是根據(jù)年輸氣量和日輸氣量進(jìn)行計(jì)算，在應(yīng)用年輸氣量時(shí)，通常以365d作為工作天數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

（2）輸氣距離。輸氣距離通常是指輸送管道的長(zhǎng)度，進(jìn)行設(shè)計(jì)輸氣管道時(shí)，通常先確定氣源和用戶，然后按照線路走向和距離設(shè)定方案，對(duì)應(yīng)用的天然氣管道的長(zhǎng)度進(jìn)行確定，具體長(zhǎng)度是在天然氣管道起點(diǎn)開(kāi)始，到天然氣使用客戶的交氣點(diǎn)應(yīng)用的管道長(zhǎng)度。

（3）輸氣壓力。沒(méi)有應(yīng)用壓縮機(jī)的輸送管道是以管道起點(diǎn)的壓力作為最高壓力，應(yīng)用了壓縮機(jī)的輸送管道，是壓縮機(jī)的出口壓力為管道輸送壓力。

（4）供氣壓力。供氣壓力是指利用輸氣管道沿線或者是末端向各使用用戶進(jìn)行供氣，在供氣合同當(dāng)中根據(jù)要求確定的交氣壓力，進(jìn)行管道輸送天然氣一定要滿足這些壓力的要求，同時(shí)這是進(jìn)行管道設(shè)計(jì)的條件。

（5）輸氣溫度。輸送溫度是在輸送天然氣的過(guò)程中，因土壤導(dǎo)熱及壓力降低導(dǎo)致溫度降低。因管道沿程的各個(gè)點(diǎn)溫度有一定的變化，會(huì)影響輸氣工藝計(jì)算，也會(huì)影響天然氣水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)溫度。

2 低溫管道設(shè)計(jì)在液化天然氣氣站中的應(yīng)用

2.1鋼管的低溫脆性。

①對(duì)需要檢修的管道區(qū)域提前完成天然氣的停輸工作，確保管道內(nèi)部和設(shè)備之間產(chǎn)生的組合應(yīng)力降到最低，此時(shí)在溫度急劇下降的條件下，產(chǎn)生脆性斷裂的可能將會(huì)明顯降低。

②檢修完畢以后進(jìn)行輸氣前，需要提前進(jìn)行管道溫度調(diào)節(jié)，促使管道溫度滿足必要的溫差變化要求后進(jìn)行輸氣。保溫措施延遲了管道產(chǎn)生脆性斷裂的時(shí)間，為檢修預(yù)留了更多的時(shí)間，如果這樣仍然無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成檢修，還需要完成上一步的操作。

2.2天然氣管道設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)分析。

（1）因?yàn)樘烊粴獾牟痪鶆蚍植?，給一些地區(qū)的使用帶來(lái)了不便，為了可以有效地解決這個(gè)發(fā)展問(wèn)題，國(guó)家繼續(xù)采取措施，用以促進(jìn)資源發(fā)展和平衡利用，西氣東輸工程就是解決的天然氣使用問(wèn)題的關(guān)鍵方法，該項(xiàng)目是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，有必要分析和處理不同地區(qū)的地理狀況的，其中管道的腐蝕問(wèn)題一直都是設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間埋藏，腐蝕外管道會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重，長(zhǎng)期輸送燃?xì)?，也?huì)不斷的腐蝕管道的內(nèi)壁。

（2）閃電是自然界中最具破壞力的一種自然力量，在每年出現(xiàn)閃電的時(shí)候都會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。雷電襲擊會(huì)對(duì)天然氣管道造成十分巨大的破壞，甚至是還會(huì)導(dǎo)致天然氣管道的泄漏出現(xiàn)。

（3）管道內(nèi)具有很大的壓力值，無(wú)論是埋在地面還是地面上的管道，管道內(nèi)的壓力太大就會(huì)引起管道的破裂，所以控制管線壓力平衡是天然氣管道運(yùn)輸中必須解決的最大問(wèn)題。

（4）因?yàn)楦邔咏ㄖ墓艿来蠖喽际侵绷⒃O(shè)置的，所以就會(huì)增加管道的重力，由于管道的重力太大將會(huì)引起管道的壓力發(fā)生很大的變化，不利于天然氣的輸送。

2.3絕熱材料的選擇。不同的工程對(duì)于絕熱材料都有特定的需求，要按照?qǐng)鼍暗牟煌M(jìn)行絕熱材料的篩選，絕熱材料的挑選過(guò)程滿足以下條件：本身具有較強(qiáng)的絕熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)低;較高的防火能力;對(duì)水的吸附能力以及滲透系數(shù)更低;在特定的場(chǎng)合使用時(shí)，可能需要承受外部較強(qiáng)的壓力，所以材料本身要具有足夠的抗壓性能，并且不易被損壞;較低的熱膨脹系數(shù)也保證了材料在超低溫和常溫環(huán)境中具有穩(wěn)定的性質(zhì);運(yùn)輸液化天然氣的管路為保證安全，選擇奧氏體不銹鋼，此時(shí)絕熱材料本身的氯化物含量要足夠低;絕熱材料的化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定，才能在更多場(chǎng)合中使用;絕熱材料容易加工、裁剪，本身的再利用能力也值得考慮。

2.4管道保冷設(shè)計(jì)。分析LNG低溫管道保冷方式后，可大致分為以下三種：真空管道、三聚酯泡沫（PIR）和泡沫玻璃（CG）。PIR本身具有較低的密度和導(dǎo)熱系數(shù)，可以在超低溫環(huán)境下使用，按照要求也可以進(jìn)行特定的韌性變化，可是其本身的防火性能較低，同時(shí)吸水性能有限;泡沫玻璃材料具備防水、耐高溫、不易燃、收縮性低等優(yōu)點(diǎn)，但受制造工藝限制，該種材料的整體造價(jià)會(huì)更高。

結(jié)語(yǔ)：天然氣作為一種新型的能源，影響著人們的生活方式，人們?cè)絹?lái)越多地依靠天然氣帶來(lái)便利和舒適，不過(guò)在天然氣管道設(shè)計(jì)中，仍有一些問(wèn)題存在設(shè)計(jì)中，我們需要積極、客觀地去解決，增加針對(duì)天然氣管道的改革和發(fā)展，研究和借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，制造質(zhì)量最佳的管道，減少輸氣管道中可能發(fā)生的問(wèn)題，在進(jìn)行天然氣管道設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮消防以及建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探求管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同步提升。

參考文獻(xiàn)：

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