導(dǎo)語：天然氣長輸管道節(jié)能降耗論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文從管道輸送中能耗形成的機(jī)理入手，分析了直接能源消耗和間接能源消耗產(chǎn)生的原因，提出采用選擇壓縮機(jī)組、優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行及采用內(nèi)涂層技術(shù)等工藝降低直接能量耗損，在間接能耗控制方面通過采取一定的措施降低天然氣的泄漏和放空，降低間接能耗，從而降低天然氣的管道輸送成本。

關(guān)鍵詞：天然氣；長輸管道；直接能耗；間接能耗

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化石燃料的燃燒帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，天然氣因自身熱值高、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。但由于天然氣多集中在人煙稀少的我國西部地區(qū)，且大部分處于交通不發(fā)達(dá)地區(qū)，與天然氣消費(fèi)地區(qū)相隔較遠(yuǎn)[1]。這就使天然氣須經(jīng)過長距離運(yùn)輸，因此長輸管道成為天然氣運(yùn)輸?shù)闹饕緩?。隨著輸氣管道的不斷增多，長輸管道天然氣的能耗問題逐步顯現(xiàn)，為了控制天然氣的運(yùn)輸成本，急需對天然氣長輸管道的能耗問題進(jìn)行研究并采取相應(yīng)措施來降低運(yùn)輸能源消耗。

1天然氣輸送的過程分析

天然氣作為一種清潔能源，在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。天然氣的輸送分為管道運(yùn)輸和液化運(yùn)輸，由于天然氣不易儲存，管道運(yùn)輸是天然氣運(yùn)輸?shù)淖罴逊绞?。目前世界范圍?nèi)已建成的管道達(dá)150萬公里，已經(jīng)連接成地區(qū)性、全國性或國家性的管道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。在管道運(yùn)輸方面，首先必須保證運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃?，同時(shí)管道運(yùn)輸中產(chǎn)生的能源消耗也是急需解決的問題。在管道運(yùn)輸天然氣的過程中產(chǎn)生的能耗分為直接能源消耗和間接能源消耗[2]。直接能源消耗主要是指壓縮機(jī)組、管道運(yùn)輸材質(zhì)等工作過程中產(chǎn)生的能源消耗。直接能源消耗智能通過技術(shù)手段降低，但不能避免。而間接能源消耗主要是指在運(yùn)輸過程中的天然氣泄漏、放空等造成的，間接能源消耗可通過技術(shù)手段來避免發(fā)生。

2降低長輸管道的直接能耗

2.1優(yōu)化輸氣管道的運(yùn)

行優(yōu)化輸氣管道的運(yùn)行是指在管道初期能耗最小的情況下，實(shí)現(xiàn)供需平衡，高效完成天然氣的輸送，在保證供應(yīng)量的同時(shí)，降低能耗和天然氣的運(yùn)輸成本。在優(yōu)化方面分為穩(wěn)態(tài)最優(yōu)工況、最優(yōu)調(diào)度和動態(tài)下的最優(yōu)工況。這種降低能耗的方式通過利用相應(yīng)的控制系統(tǒng)，在管理和調(diào)度上保證系統(tǒng)在最低能耗的情況下運(yùn)行，以此來降低管道運(yùn)輸?shù)闹苯幽芎摹?/p>

2.2降低管道阻力

天然氣在管道輸送過程中，需要克服一定的摩擦力，這就產(chǎn)生了一定的摩擦損耗，造成一部分能量在摩擦中損失。管道內(nèi)摩擦力的大小與管道內(nèi)表面的粗糙度有很大關(guān)系，以管道直徑35.56cm、長385km的運(yùn)輸管道為例，管道內(nèi)表面粗糙度和輸氣管的壓降關(guān)系.減小管道的摩擦力是降低能源消耗的有效方式，因此對管道內(nèi)壁按照RP512標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行涂層，來降低管道內(nèi)壁的摩擦力。研究表明，通過采用涂層技術(shù)可以在相同的管道壓力和溫度下，提高5%~8%的輸氣量，有效地降低了直接能源消耗。

2.3合理地選擇壓縮機(jī)、原動機(jī)

壓縮機(jī)主要應(yīng)用在壓氣站，壓氣站主要完成對管道的增壓，為天然氣的傳輸補(bǔ)充能量[3]。壓縮機(jī)的能源消耗是直接能源損耗中最大的一部分。在天然氣管道運(yùn)輸中的壓縮機(jī)主要分為往復(fù)式和離心式兩種。功率分布見表2。離心式壓縮機(jī)的壓縮比和熱效率比較低，沒有往復(fù)運(yùn)動的部件，排量比較大，在控制方面比較容易實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)和控制，在大排量低壓比的運(yùn)輸環(huán)境下比較適合采用離心式壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮比和熱效率比較高，同時(shí)往復(fù)運(yùn)動的部件易磨損，維護(hù)率高，適合在低排量、高壓比的運(yùn)輸環(huán)境下使用。壓縮機(jī)的原動機(jī)為電動機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，受系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小，燃?xì)廨啓C(jī)主要用于大排量壓縮機(jī)，在匹配上比電動機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)。因此，選擇壓縮機(jī)的原動機(jī)時(shí)，如果壓氣站距離電網(wǎng)較近，適合選擇以電動機(jī)作為原動機(jī)；如果距離電網(wǎng)較遠(yuǎn)，則適合采用燃?xì)廨啓C(jī)。使用燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)要配合使用效率較高的機(jī)組，同時(shí)配套建設(shè)熱力回收循環(huán)系統(tǒng)，提高機(jī)組的熱效率，降低能源消耗。

2.4優(yōu)化壓縮機(jī)的運(yùn)行

管道的輸氣量變化時(shí)，會造成壓縮機(jī)偏離原來的運(yùn)行狀態(tài)，使機(jī)組的效率下降，增加系統(tǒng)的能源消耗。針對此情況，可在長輸管道的末端增加管道儲氣裝置，用于緩沖因輸氣量的變化對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的影響。

2.5采用先進(jìn)的輸氣工藝

采用先進(jìn)的輸氣工藝和技術(shù)可以有效降低天然氣在長距離管道運(yùn)輸中的能量損失[4]。(1)采用高壓輸送。采用高壓輸送時(shí)，可使輸送的天然氣密度增加，提高輸送的效率，同時(shí)降低壓縮機(jī)的能耗，在管道內(nèi)部由于天然氣的流速降低，使得摩擦阻力降低，又進(jìn)一步降低了管道運(yùn)輸?shù)哪芎摹?2)采用富氣傳輸。富氣傳輸是目前比較先進(jìn)的傳輸方式，在輸氣過程中加入多種氣體，造成傳輸?shù)奶烊粴饷芏仍黾?，從而降低流速，在傳輸過程中與管道內(nèi)壁產(chǎn)生較小的摩擦，從而降低能源的消耗。與傳統(tǒng)的傳輸方式相比，該方式既環(huán)保又安全，同時(shí)增加長距離管道運(yùn)輸?shù)男剩档湍茉吹南摹?/p>

3降低長輸管道間接能源消耗

3.1降低天然氣傳輸過程中的空放量

天然氣的空放是指在進(jìn)行管道維修或搶修工作時(shí)，造成在此期間管道內(nèi)的天然氣直接排到空氣中，而形成的天然氣浪費(fèi)現(xiàn)象[5]。采取一定的技術(shù)措施可以降低甚至消除這種空放現(xiàn)象，具體措施如下：

3.1.1安裝截止閥

在長輸管道上按照一定的距離安裝截止閥，在管道維修期間，可以在管道斷開處的上下游關(guān)斷截止閥，將管道關(guān)閉進(jìn)行維修，這樣就能避免天然氣的放空現(xiàn)象。

3.1.2配裝移動式壓縮機(jī)

維修時(shí)通過移動式壓縮機(jī)將防控段的天然氣輸送到上下游，可以保持管道運(yùn)輸?shù)臍饷苄裕档团欧盘烊粴狻?/p>

3.1.3保持管道的氣密性

在進(jìn)行管道維修或清洗時(shí)，不能停止輸氣，同時(shí)不要破壞管道的氣密性，這樣可以有效降低天然氣的放空。

3.1.4設(shè)置放空段長度

經(jīng)過長時(shí)間的工程實(shí)踐，可以科學(xué)地計(jì)算或試驗(yàn)合理的放空段長度，通過事先的設(shè)置，可以有效地避免放空現(xiàn)象，進(jìn)而降低能耗。

3.2降低天然氣泄漏

天然氣在管道運(yùn)輸中容易產(chǎn)生泄漏，一旦發(fā)生天然氣泄漏，將造成許多危害，首先天然氣屬于易燃易爆氣體，一旦泄漏遇到明火，會產(chǎn)生大面積爆炸，危害周邊安全，同時(shí)天然氣的泄漏會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此應(yīng)盡量避免天然氣泄漏事件的發(fā)生。天然氣的泄漏主要包括輸氣設(shè)備上的泄漏和天然氣管道上的泄漏。輸氣設(shè)備的泄漏主要由于壓縮機(jī)密封不好、輸氣設(shè)備密封不好及所用的密封圈或密封墊老化和磨損等現(xiàn)象造成。因此針對輸氣設(shè)備要定期進(jìn)行密封性檢查，同時(shí)定期更換輸氣設(shè)備的密封圈。管道上的天然氣泄漏一般是由于管道受到腐蝕破壞、管道漏氣

4結(jié)論

管道輸送中的直接能源消耗只能盡量降低，但不能完全避免。而間接能源消耗，則可以采取一定的技術(shù)手段加以避免。通過機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整、選擇合理的設(shè)備及增加涂層降低管道的摩擦阻力可以有效地降低直接能耗。通過加強(qiáng)職工節(jié)能意識，增強(qiáng)責(zé)任心，加強(qiáng)對管道的安檢可以盡可能地降低間接能耗。降低天然氣的長輸管道的能耗對于促進(jìn)降低天然氣的運(yùn)輸成本具有重要意義。

作者:吳科 單位:四川科宏石油天然氣工程有限公司

參考文獻(xiàn):

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[2]宋爽，李小睿，王永強(qiáng)，等.長輸管道自控系統(tǒng)維護(hù)管理方法探索[J].儀器儀表用戶，2013，(1)：17-19.

[3]陳洪洲.淺議消除天然氣長輸管道的安全隱患[J].科學(xué)咨詢（科技管理），2012，(6)：55-56.

[4]劉銀春，楊光，常志波，等.天然氣長輸管道的節(jié)能降耗[J].天然氣技術(shù)，2007，(6)：57-59.