天然氣長輸管道設計中的節能分析

沈鳳菊

（北京石大東方工程設計有限公司，山東東營 257000）

天然氣長輸管道設計中的節能分析

沈鳳菊

（北京石大東方工程設計有限公司，山東東營 257000）

在進行天然氣長輸管道的設計及運行過程中，要采用正確的方式進行節能減耗，使得長輸管道的輸氣量提升，減少運輸過程的能耗。在降低運輸成本的同時實現社會效益。因此，主要探討天然氣長輸管道設計的節能措施，為其節能提供有效的參考意見。

天然氣；長輸管道；設計；節能分析

就管道行業而言，天然氣長輸管道運輸是重點工作。隨著我國節能減耗工作的開展，我國長輸管道設計過程中也重視天然氣長輸管道節能工作的進行。如何降低管道的直接損耗成為現代社會亟需解決的問題。因此，對天然氣長輸管道設計中的節能措施進行分析具有重要的現實意義。

1 天然氣長輸管道設計節能措施

1.1 不斷優化系統工藝設計

就目前而言，我國的管道運輸發展迅速，管道在運行過程中不會采用單一的輸氣管道。我國已經建立起區域性的管道運輸網絡，因此，在對新管道進行設計時，需要適當地考慮新老管道的系統安全性，使其能提供順暢的供氣來源[1]。在投資較低的情況下提升系統工藝的設計水平。想要達到這一目標需要在優化系統構成，結合新老系統，使其構成一個相對完整的管網系統。對施工的狀況進行仔細地計算與分析，促進管道系統構成更加優化。在設計過程中要充分地利用已有的設施設備，新建管道系統滿足節省投資、安全環保的節能效果。

1.2 借助內涂層方式提升管道運輸量

天然氣在進行管道運輸時，會受到管道的阻力。管道內壁的粗糙程度越大，管道的阻力就越大，在管道的輸送量以及出口壓力保持在正常水平時，輸送的壓降會更大[2]。面對這種情況，為減少管道的阻力，相關人員可以在管道的內壁上采用涂層技術，這有利于降低管道的腐蝕作用，使得管道的輸送量不斷提升。特別在長輸管道運輸過程中，采用這種方式更有效地提升管道的輸送量。據準確數據記載，在管道內部涂層能將管道的輸氣量提高4%～8%。內部涂層使得管道內部保持在光滑的狀況，極大程度上的降低了對運輸過程的阻力，同時能有效地降低壓縮機的消耗的功率。使得機組建設投資的費用大大降低，也降低了壓縮機的能源消耗。站在經濟的角度看，將管道的生命周期所產生的所有費用進行計算之后再決定是否需要對管道進行涂層[3]。但是就節能減排而言，采用涂層方式后能降低總裝機的功率，減少壓氣站建立的數量，極大程度地降低了燃料的消耗。

1.3 選擇合適的壓縮機類型

在長輸管道運輸過程中，壓縮機組是核心的、重要的增壓設備。電動機、天然氣輪機這兩種類型是壓縮機經常采用的原動機。實際上，電動機和燃氣輪機在排放指標系數上存在著較大的差異。所以，長輸管道在選擇壓縮機組類型的過程中要綜合考慮當地能源的供應狀況，在此基礎上選擇合適的壓縮機組類型，最終實現節能減排的效果。

2 管道運行節能措施

2.1 促進管道運行優化

在確定管道系統物理參數的基礎上，應根據對管道管系的水力學計算，對天然氣管道的運行進行不斷優化。在優化管道運行的過程中需要考慮氣源的供應狀況以及用戶使用天然氣波動的情況。在優化管道運行時要有效滿足平穩輸氣與供氣的目的，也要不斷降低天然氣總的原料動力費用，使其保持在最低水平為最佳。就長輸管道而言，事先優化管道運行策略是最有效的節能措施。影響管道優化運行的因素多種多樣，因此，在實現管道運行優化的同時需要綜合考慮影響因素，及時地對方案進行調整。

2.2 促使壓縮機組的運行效率提升

在管道總運營費用中，壓氣站的運行費用所占比重最大，其費用達到50%以上。在壓氣站中，壓縮機與原動機的能源消耗最大，占到總費用的70%。由此可見，想要使輸氣能源消耗降低，要不斷提升壓縮機組的使用效率。在中機組保持滿負荷的情況下能保證機組使用效率維持在正常水平，但是，其仍具有很大的節能空間。當壓縮機組處于非滿負荷的狀態時，可以不斷提升機組入口的壓力，對壓縮機的剩余縫隙進行調整，使得壓縮機組的運行效率提升，最終提升節能效果。

3 利用余熱方式開展節能工作

將生產過程中多余的熱能轉化為有用的電能，稱為余熱發電技術。據相關調查發現，在各個行業工作過程中會產生大量的燃料余熱。針對這種情況，相關人員可以采用余熱回收的辦法進行余熱發電。進行余熱使得無用的熱量得到了充分地利用，將其轉化為電能，實現環境保護的效果。就目前而言，燃驅與電驅是輸氣管道壓氣站的主要驅動方式，燃驅站使用的燃機排煙溫度可以達到500℃，將其收集并轉化為電能具有良好的節能效果。

4 結語

綜上所述，相關單位要重視天然氣長輸管道節能減耗工作的開展。從天然氣節能管道設計、優化管道節能運行方式、利用余熱方式等節能措施實現節能工作。在減少能源消耗的基礎上實現更大的社會效益，最終促進我國社會經濟的迅速發展。

[1] 陳紹凱.高壓天然氣管道壓力能的回收與利用技術[J].油氣儲運，2016，33（5）：36–43.

[2] 王柱華.榆林壓氣站高壓變頻調速節能技術[J].天然氣與石油，2015，89（2）：89–96.

[3] 劉銀春,楊光,常志波,等.天然氣長輸管道的節能降耗[J].天然氣技術，2014，36（8）：96–102.

Energy Saving Analysis of Long Distance Natural Gas Pipeline Design

Shen Feng-ju

In the design and operation of long distance natural gas pipeline，it is necessary to use the right way to save energy and reduce consumption.To reduce the transportation cost and realize the social benef i t.Therefore，this paper mainly discusses the energy saving measures of long distance natural gas pipeline design，to provide effective reference for its energy saving.

natural gas；long distance pipeline；design；energy saving analysis

TE973.1

：A

：1003–6490（2017）04–0206–01

2017–04–08

沈鳳菊（1972—），女，山東東營人，工程師，主要研究方向為石油化工工藝及油氣儲運。