天然氣管道設(shè)計(jì)中需要注意問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略

蘭江安(深圳天陽(yáng)工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 深圳 518020)

城市化的快速發(fā)展推動(dòng)了城市天然氣工程的發(fā)展，天然氣公司搖身變成直接關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要管理服務(wù)行業(yè)。各天然氣公司對(duì)于天然氣管道設(shè)計(jì)給予了高度重視，但是目前在天然氣管道設(shè)計(jì)方面依然存在著一些問(wèn)題，本文將具體展開(kāi)論述在天然氣管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重注意的關(guān)鍵問(wèn)題，并針對(duì)這些關(guān)鍵問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的解決對(duì)策，以期提升天然氣管道設(shè)計(jì)的水平，促進(jìn)天然氣行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

1 天然氣的管道工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1.1 壓氣站設(shè)計(jì)

壓氣站設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面，一是站內(nèi)工藝設(shè)計(jì)，二是環(huán)境設(shè)計(jì)和增輸預(yù)留設(shè)計(jì)。

站內(nèi)工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)如下：一是要對(duì)輸送管道進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，將壓氣站內(nèi)分為干線進(jìn)出站區(qū)、過(guò)濾分離區(qū)、壓縮機(jī)區(qū)，這主要是為了保證在壓氣站出現(xiàn)意外事故的情況下不會(huì)影響干線的正常運(yùn)輸。除了要進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)之外，各區(qū)域之間還要設(shè)置消防通道進(jìn)行隔離，保證達(dá)到各分區(qū)域的安全要求，保證分區(qū)操作便利。二是壓氣站的工藝設(shè)計(jì)還需要滿足最基本的器械操作如壓縮機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)、正常操作的空間要求及氣體除塵、增壓、越站等要求，保證各類(lèi)器械的正常操作和安全要求。三是在壓氣站的廠房設(shè)計(jì)方面，還要滿足緊急情況下的安全疏散、設(shè)備檢修空間、起重吊梁、外運(yùn)通道、防爆等特殊要求。

第二大方面是做好環(huán)境設(shè)計(jì)和增輸預(yù)留設(shè)計(jì)。所謂環(huán)境設(shè)計(jì)是指要合理布置天然氣管道和站場(chǎng)，盡量依托于當(dāng)?shù)刂車(chē)h(huán)境，以方便日后的管道保養(yǎng)和維修。增輸預(yù)留設(shè)計(jì)是指出于對(duì)管道下游用戶未來(lái)增加幅度的考慮，可以適當(dāng)考慮進(jìn)行預(yù)留運(yùn)輸，預(yù)留出一部分空間，以便為將來(lái)可能的管道增輸提供空間。

1.2 壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)

較大型的長(zhǎng)距離輸氣工程一般會(huì)采用離心式壓縮機(jī)組，壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)與配置是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)關(guān)鍵的方面：

首先，在機(jī)組備用方式的選擇方面，要根據(jù)天然氣管道的工程實(shí)況擇優(yōu)選擇，若是長(zhǎng)輸天然氣管道工程，可以選擇安全可靠、投資較高的全線機(jī)組備用方式，若是短距離輸氣工程，可以選用投資較少、隔站備用的備用方式。也可以將這兩種方式優(yōu)化組合，可以先按照隔站備用的方式進(jìn)行配置，再對(duì)配置方案進(jìn)行壓縮機(jī)組失效工況校核，以保證管道運(yùn)行的可靠性。

其次，是壓縮機(jī)組的配置，壓縮機(jī)組的配置直接關(guān)系到實(shí)際輸送量與設(shè)計(jì)輸送量之間的達(dá)成情況，因此，壓縮機(jī)組的配置不僅僅需要滿足各輸量臺(tái)階下的正常輸送要求，保持較高的運(yùn)行效率，而且還必須考慮到機(jī)組對(duì)低輸量啟輸、管道輸量連續(xù)遞增的適應(yīng)性。

最后，是驅(qū)動(dòng)方式的選擇，驅(qū)動(dòng)方式選擇的主要依據(jù)是壓氣站的現(xiàn)場(chǎng)條件和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前離心式壓縮機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)機(jī)主要有燃?xì)廨啓C(jī)或者變頻電機(jī)。兩者相比，變頻電機(jī)具有管道簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)工作量小、維護(hù)費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)耗電量大于燃?xì)廨啓C(jī)。

2 天然氣管道的保護(hù)問(wèn)題及設(shè)計(jì)策略

2.1 災(zāi)害問(wèn)題及保護(hù)設(shè)計(jì)

災(zāi)害保護(hù)設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是長(zhǎng)輸天然氣管道在巖溶、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害威脅下的相應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)策。由地質(zhì)災(zāi)害引起的管道斷裂不僅影響管線正常運(yùn)行，而且危及附近環(huán)境和民眾安全。所以在原則上采取盡力避讓、巖土勘察與評(píng)測(cè)的原則，能不通過(guò)的盡量不通過(guò)，避免不了的就做好巖土勘察和評(píng)價(jià)工作，選擇最佳的敷設(shè)方式。比如在巖溶區(qū)或者采空區(qū)，內(nèi)部設(shè)置支撐架，并敷設(shè)在頂板穩(wěn)定地段；遇到滑坡地段時(shí)，選擇跨越或者溝埋方式通過(guò)，并設(shè)置錨桿加固、排水溝引流等方式來(lái)避免滑坡。

2.2 防腐問(wèn)題及保護(hù)設(shè)計(jì)

防腐設(shè)計(jì)是為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境所發(fā)生的腐蝕反應(yīng)。內(nèi)部通常會(huì)因天然氣中的水分而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，外壁則因暴露在大氣、土壤、細(xì)菌中而易受腐蝕，為此，要采取相應(yīng)的防腐蝕措施。例如選用防腐鋼材或者塑料、鍍鋅或者鍍鋁、架空敷設(shè)、進(jìn)行防腐涂刷（如用油漆、瀝青、水泥、石棉進(jìn)行漆刷）等等。

3 結(jié)語(yǔ)

天然氣以其環(huán)境污染小、供需便利、性價(jià)比較高而成為目前市場(chǎng)前景廣闊的能源燃料。天然氣管道建設(shè)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，管道設(shè)計(jì)水平與運(yùn)行性能與民眾息息相關(guān)。所以提升天然氣管道的設(shè)計(jì)水平已經(jīng)成為學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)上述本文的分析，筆者重點(diǎn)論述了兩個(gè)方面的問(wèn)題，以期能夠在保證天然氣管道設(shè)計(jì)水平的基礎(chǔ)上探求管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同步提升。

[1]王補(bǔ)宣.工程傳熱傳質(zhì)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2002:67-89.

[2]朱衛(wèi)佳.天然氣運(yùn)輸中的管道設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(03).

[3]譚蕊,耿一臻,劉暢.天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中輸氣規(guī)模確定的考慮因素分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,20l3(05).