探討天然氣輸氣管道的優(yōu)化

張輝（長春輸油氣分公司，吉林 長春 130000）

目前，據(jù)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：“2013年中國天然氣表觀消費量達到1676億立方米，天然氣對外依存度首次突破30%，達到31.6%。國家發(fā)改委稍早前更是提出，到2020年要力爭實現(xiàn)4200億立方米的天然氣保供目標。2013年5月21日，俄羅斯GAZPROM和中國CNPC之間達成了十年協(xié)議，從2018年開始,每年向中國提供380億立方米天然氣。”[1]可見，我國對天然氣能源的需求量逐步增多。天然氣作為一種清潔的優(yōu)質(zhì)能源，能夠替代煤炭石油等能源資源，有利于緩解我國目前出現(xiàn)的能源危機，使用天然氣還可以減少對周邊環(huán)境的污染，同時也是堅持可持續(xù)發(fā)展政策的體現(xiàn)。因此，我國政府要優(yōu)化天然氣輸氣管道，減少它在運輸?shù)倪^程中的泄露，避免造成不必要的經(jīng)濟損失，只用這樣才能推動我國天然氣事業(yè)的快速發(fā)展。

1 現(xiàn)階段我國天然氣輸氣管道的現(xiàn)狀以及存在的問題

當前，我國社會水平不斷提高經(jīng)濟快速發(fā)展，對能源的需求量也逐年攀升，由于我國對煤炭資源和石油資源的不斷開采，直接導(dǎo)致了其存儲量不足，因此尋找新型無污染的替代能源是我國經(jīng)濟建設(shè)的緊迫任務(wù)。天然氣相比傳統(tǒng)的煤炭和氮氧化物更加環(huán)保，其排放量分別占氮氧化物和煤炭的1/5和1/2，是一種清潔的優(yōu)質(zhì)能源。我國天然氣存儲量相對較大，但是地域分布不均勻，主要集中在西部地區(qū)如：內(nèi)蒙古、四川、新疆等地。因此如何優(yōu)化天然氣輸送管道才能實現(xiàn)資源的合理利用這一現(xiàn)狀是當前管道設(shè)計師需要解決的關(guān)鍵問題。我國天然氣輸氣管道設(shè)計大多還運用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型計算法，根據(jù)天然氣流動規(guī)律，確定天然氣在輸氣管道中的參數(shù)，這種方法并不能精確有效的計算出天然氣輸氣管道中的流動參數(shù)，會造成資源浪費、增加運輸成本、給國家?guī)聿槐匾慕?jīng)濟損失。

2 開展天然氣輸氣管道優(yōu)化工作的重要性和必要性

優(yōu)化天然氣輸氣管道不僅可以降低運輸成本、提高天然氣管道運輸?shù)陌踩裕€可以節(jié)約天然氣資源，避免造成不必要的浪費。例如：我國傳統(tǒng)天然氣輸氣管道中使用最多的就是壓縮機裝置，它是為天然氣流動提供動力的裝置，與此同時，壓縮機會大量消耗天然氣輸氣管道中的氣體，平均占所運輸天然氣的3%—5%左右。因此國家要優(yōu)化天然氣輸氣管道，降低壓縮機的耗能指標，提高資源的利用率，有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化后的天然氣輸氣管道會比優(yōu)化前的管道少消耗20%的能量。[2]可見，大力開展天然氣輸氣管道的優(yōu)化工作是我國經(jīng)濟發(fā)展的首要任務(wù)，對我國能源的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

3 加快優(yōu)化我國天然氣輸氣管道的有效措施

我國天然氣輸氣管道成本主要有：天然氣輸氣管道的施工成本、天然氣輸氣管道的維修和優(yōu)化成本、天然氣輸氣管道的壓縮機的使用、運行和維修成本等。隨著我國對天然氣能源的需求量逐步增多，天然氣輸氣管道運行的時間增長，必然會導(dǎo)致天然氣輸氣管道運行成本的增加。因此，我國應(yīng)該把優(yōu)化天然氣輸氣管道作為我國天然氣事業(yè)的重中之重。合理的配置天然氣資源，設(shè)計師應(yīng)該設(shè)計一個價格低廉、安全且輸送量大的新型方案，在過去已知的參數(shù)上，對天然氣輸氣管道的管徑、管道的形狀、尺寸、輸送的壓力、壓縮機的運行、進出站的壓力等參數(shù)進行合理優(yōu)化，與此同時我國還要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型計算法，與時俱進采用新型模型，可以在天然氣輸氣管中構(gòu)建內(nèi)流動狀態(tài)，即“在天然氣管道輸送天然氣的過程中，根據(jù)已知的流量、壓力、含水量等參數(shù)，對天然氣管線內(nèi)部的流動狀態(tài)進行動態(tài)模擬，通過模擬可以得到天然氣在管道內(nèi)流動規(guī)律，從而更好的為管道的優(yōu)化設(shè)計提供基礎(chǔ)。”[3]從而提高天然氣輸氣管道的使用期限和輸送能力。根據(jù)天然氣管道參數(shù)建立函數(shù)關(guān)系，并且將內(nèi)流動狀態(tài)二者有機的結(jié)合起來，提高天然氣輸氣管道參數(shù)的精確性，優(yōu)化天然氣輸氣管道，使天然氣運輸管道的輸量達到最大，降低輸氣管道的內(nèi)部消耗，促進我國天然氣事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，天然氣作為一種清潔的綠色能源，它的廣泛使用，可以減少對環(huán)境的污染。天然氣輸氣管道的建設(shè)直接關(guān)系到我國的國家民生，影響人們的日常生活。優(yōu)化天然氣輸氣管道，不但可以節(jié)約我國天然氣資源，還可以安全可靠的完成天然氣的輸送。因此我國天然氣輸氣管道的建設(shè)任重而道遠，還要很多的地方需要我們不斷完善、不斷借鑒，將新型科技和模型運用到天然氣輸氣管道建設(shè)工作中，只有這樣才能使我國天然氣事業(yè)快速發(fā)展。總之，優(yōu)化天然氣輸氣管道對我國經(jīng)濟的發(fā)展和天然氣事業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

[1]李長俊，天然氣管道輸送[M].北京：石油工業(yè)出版社：2010：1－342.

[2]李方圓.川氣東送管道工程優(yōu)化運行技術(shù)研究[D].中國石油大學(xué),2009.

[3]姚麟昱，孟慶華，張劉檣.起伏地形天然氣長輸管道運行優(yōu)化研究[J].石油天然氣學(xué)報，2008，30（1）：357-359.