L N G長輸管道輸送技術探究

薛姣龍（長江大學,湖北 武漢 430100）

隨著我國經濟的發展，LNG已經走進了各個領域各個行業。再者，各國能源的日益短缺使得LNG的生產以及貿易需要量越來越大，逐步成為能源界的嬌子。在LNG問世之前，由于天然氣的特有屬性，天然氣長距離輸送一直制約著天然氣事業的發展。如今，LNG的出現已經使得天然氣輸送達到了多層次、寬領域的局面。然而，隨著輸送距離越來越長，如何保證天然氣的高效，快速的輸送又成了一大難題。因此，本文對長距離LNG輸送工藝的探究對于我國天然氣以及管道事業的發展都具有一定的積極作用。

1 LNG長輸管道的優點

LNG長輸管道輸送與普通的天然氣輸送管道相比較，當傳輸距離在4000米以內時，后者更有優勢，這主要在城市內部管網的布置上應用廣泛；當傳輸距離超過4000米，普通的輸送管線由于管材，環境等條件的限制就不能高效的完成長距離輸送的任務了。此時，采用LNG長距離輸送管道技術運輸經濟效益更好，不能運輸量大而且成本相對較低。

LNG長輸管道輸送與傳統LNG運輸方式如槽車或罐箱相比，在4000米范圍內，后者相對成本更低，當距離超過4000米時，使用長輸管道進行輸送更有優勢，輸送成本低，輸送量大且傳輸過程穩定。

2 LNG長輸管道輸送工藝

2.1 管道設計工藝

LNG長輸管道的輸送方式一般是采用單向流穩定輸送，目前國內進行LNG長輸管道設計主要參考美國《LNG生產、儲存和裝運標準》NF-PA59A-2001.管道的基礎鋼材采用的是9%及15%的鎳鋼。焊接管道一般采用惰性氣體保護焊，為了確保輸送過程中不泄露，必須對全部的焊縫進行質量檢測。LNG管道工藝設計計算中，必須充分考慮LNG的物性，隨壓力、溫度的不同，LNG的密度變化的范圍比成品油大得多，通常情況下LNG的物性參數以管道起始終點溫度和壓力的平均值作為選擇原則。而且通過LNG管徑與投入費用的關系曲線可以確定在不同輸入量下的經濟管徑，此時的流速即為經濟流速。同時必須將管道內的工況對LNG物性參數的影響，必要情況下必須對工況進行校核。

2.2 LNG長輸管道密相輸送工藝設計

當飽和的LNG進入長輸管道時，管道內的溫度對LNG的物性會產生很大的影響。一旦溫度超過LNG的臨界溫度會導致LNG的氣化，這時管道內的流動將不會再是單相流而是氣液兩相流，這一方面會使得長輸管道內的流動受阻，另一方面會對管道產生嚴重的傷害。密相輸送工藝的出現就是為了避免這些問題的出現，此種工藝技術的原理即是使得工作下的操作壓力高于臨界凝結壓力，工作溫度低于臨界溫度。而且在輸送的長輸管道中每隔一段需要增設一個冷卻站，這是為了更好的控制流動摩擦造成管道溫度的升高。在實際生產建設中，一般是建設冷泵站同時節省投資也便于統一的管理。

2.3 LNG長輸管道冷泵站工藝

從上述內容可以看出冷泵站的建設對于管道內LNG的高效輸送以及管道系統的經濟效益都具有很重要的意義。泵站間距L的確定也必須根據預先設置的進站溫度設進站壓力初值，根據泵的揚程及管材強度確定泵站工作壓力，再計算出冷泵站見管道的最大壓降從而確定合適的冷泵站的間距。若是L值過小，雖然能在一定程度上降低保冷層的厚度但是大大增加了泵站的投資與維護費用；若L過大，則會大大增加出站口的壓力，即使站間溫度條件一樣，保冷層的要求會越來越高。由此可見，通過合理的計算步驟來確定冷泵站的間距是十分有必要的。

2.4 LNG長輸管道輸送絕熱保冷工藝

LNG長輸管道有很多種類，大致分為普通絕熱管、非絕熱管和真空絕熱管這三種類型。LNG長輸管道的絕熱材料一般選擇硬質聚氨酯泡沫塑料,根據具體情況,現場安裝,同時對絕熱材料安裝保護措施。目前我國應用較多的是一新型材料,它可以在-196℃-90℃的范圍內發揮很好的作用,該材料的特點是:導熱系數小,封閉氣孔率高,尺寸穩定性好。LNG長輸管道保冷層的厚度也是十分重要的一個參數,當邊界條件與保冷目的不同時,此參數的計算方法也不相同,目前比較成熟的方法主要是:限定外邊溫度、金屬壁壁面溫度、限定內部介質的凝固溫度等。

3 LNG長輸管道發展前景

隨著我國經濟的不斷發展，LNG作為目前一種新型的清潔高效的能源物質，必將在未來的能源界占舉足輕重的地位。LNG長輸管道的問世是解決LNG運輸的關鍵技術。多年來，學者們不斷加強對天然氣長輸管道運輸技術的研究，在借鑒國外先進的生產技術的基礎上，大力發展管道材料、輸送工藝等方面的技術研究，相應在不久的將來，我國在LNG長輸管道技術上必然有重大的突破，我國LNG事業的發展必然在世界上占據一定地位。

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