輸氣管網運行能耗分析優化措施研究

楊家碧

摘要：文章在對目前我國天然氣輸氣管道現狀以及天然氣輸氣管道降耗的重要性進行分析的同時，研究影響天然氣輸氣管道能耗的因素以及相關的能耗統計分析體系，并基于此提出了降低天然氣輸氣管道能耗的有效措施，以供參考。

關鍵詞：輸氣管網;運行能耗;優化

1引言

在我國經濟快速發展的同時，我國社會對天然氣的需求量也在與日俱增，這主要是由于天然氣屬于一種清潔型能源，在目前能源緊缺和環境惡化的形勢下，成為受到世界各國追捧的重點發展和應用的能源類型。但是由于天然氣開采位置與實際應用地區通常具有較遠的距離，因此目前比較常用的就是通過長輸管道進行天然氣輸送的方式。但是在利用較大口徑的長輸天然氣管道進行天然氣輸送時不可避免會造成大量能源消耗的問題。為了實現對天然氣能源的節約以及對能源的有效利用，就需要研究天然氣輸氣管道運行能耗的影響因素并采取相應的降耗措施來實現輸氣管道運輸效率的提升。

2天然氣輸氣管道現狀分析

隨著我國對能源需求量的大幅度增加，我國針對天然氣開采和輸送也提高了重視并加大了投資，正在建設橫跨東西、縱貫南北以及連通海外的全國性輸氣管網，使得目前我國的天然氣市場也在進一步擴大。而由于天然氣本身屬于易燃易爆的氣體，在對其管道輸送中還具有較高的壓力，因此增加了輸氣管道運行中的安全風險。為了在確保天然氣輸氣管道運行安全的前提下實現運輸成本的降低，這就需要對輸氣管道運行過程中不必要的浪費進行減少以實現利用效率的提高。尤其是在我國的天然氣輸氣管道中應用著數量龐大的壓縮機裝置，其在運行中也需要消耗大量的電能。而且在長距離的天然氣輸氣管道運行中，還需要天然氣對管道沿程的摩擦阻力進行克服，因此在此過程中也會損失一部分勢能和熱能，也就是增加了的壓縮機運行中電能的消耗。因此，為了實現輸氣管網運行能耗的降低，就需要對壓縮機裝置的電能消耗進行減少和控制，實現天然氣輸送與管壁之間摩擦的降低來提高輸氣管道的輸氣效率，促進我國天然氣行業以及經濟的可持續發展。

3天然氣輸氣管道運行能耗

3.1造成管網能耗的影響因素

天然氣輸氣管道中的運行能耗主要包括直接生產能耗、輔助生產能耗以及生活能耗等幾部分，如圖3.1所示。對于直接生產能耗來說，其主要是輸氣管道運行中所應用的空冷器、壓縮機組等系統在運行中所直接消耗的電能。其中的輔助生產能耗就是天然氣輸氣管道中的分輸計量站、清管站等輔助設備和站場運行中所消耗的電能。而其中的生活能耗則主要就是工作人員日常辦公中所消耗的電能等。除了在天然氣輸氣管道中運行時所消耗的上述三種類型的電能之外，還有在運行中所產生的損耗問題。而此損耗則主要與管道的直徑、管道長度、管道的材質、管材保溫情況、管道介質的物理性質、天然氣輸送量、輸送地區的氣候以及土壤傳熱系數等因素有關系。

3.2天然氣管道運行能耗統計分析

正是由于對天然氣輸氣管道的運行能耗造成影響的因素比較多，這就需要在對其能耗進行分析時要將管道看為不同的設備組合來進行輸氣管道能耗統計分析體系的構建。通常要將其分為站場和管段兩個部分來對上述運行中的電能消耗以及損耗來進行統計分析。所使用的方法也主要有以下幾種。

該評價指標能結合管道用能分項計量和實時監測使用，通過采集、監測管道用能情況，隨時掌握管道系統中各個設備、各個站間管段的能耗情況，從而判斷是否存在高能耗設備或者管段。

4降低輸氣管道能耗的措施

為了對天然氣輸氣管網的經濟效益進行整體提升，就需要在對目前的市場需求進行滿足的同時，對天然氣輸氣管道的運行能耗以及天然氣輸氣管道的運行成本進行降低，并且確保天然氣輸氣管道運行的安全、穩定、經濟以及高效。因此在對上述影響天然氣輸氣管道運行能耗的因素進行分析之后，就需要從以下幾個方面來實現輸氣管道能耗的降低。

4.1對運輸壓降進行減少

在天然氣輸氣管道運行中，在站場的計量裝置、閥門、三通管材以及彎頭等位置會存在局部壓降的現象，此外還有沿程壓降，這都是導致天然氣輸氣管道中出現能耗損失的主要原因。因此為了降低輸氣管道能耗就需要對運輸壓降進行減少。通常是通過超聲波流量計來對大的孔板流量計進行代替，以及通過全開型閥門來對閥門的阻力進行降低等技術措施來對局部壓降進行降低。而針對沿程壓降來說，則通常需要通過內涂技術來進行降低。而且在對天然氣進行運輸以及對天然氣輸氣管道進行建設完成投運之前，都要對管道進行清潔來減少管段非常規壓力的損失，實現輸氣管道能耗的降低。

4.2對管道輸送工藝進行改進

從管道輸送工藝方面，為了實現輸氣管道能耗的降低，可以采用高壓輸送技術來對管道的利用率進行提高。這主要是由于高壓輸送技術可以對天然氣的密度進行保證來實現天然氣與管道壁之間摩擦的降低。從而可以實現天然氣輸送效率的提升以及輸氣管道能耗的降低。此外，此技術還可以在確保天然氣正常輸送的同時，對增壓站的數量進行減少來實現能源消耗的減少。

4.3對輸氣管道泄露問題的預防和控制

天然氣輸送管道運行中的另一個能耗因素就是泄露問題，此問題不僅會增加輸氣管道運行中的能耗，而且會增加出現火災或爆炸事故的概率。而且在對事故進行搶修的同時也會造成放空量的增加，這都會造成輸氣管道運行中能耗的增加。還會導致巨大的經濟損失、環境的污染，甚至是人員傷亡等事故。因此就需要做好輸氣管道運行中的防泄漏工作。不僅要做好對輸氣管道的定期全面檢查工作，針對檢查中出現的管道腐蝕、設備缺陷等問題進行及時檢修。還要通過培訓與學習來實現操作人員技術水平以及綜合素質的提高，實現人為操作失誤概率的降低以及輸氣管道輸氣效率的提升。

5結語

鑒于目前我國在大力開發和利用天然氣能源的形勢下，以及天然氣輸氣管道中存在較為嚴重的電能消耗以及損耗等問題而急需進行改進優化的情況，在對影響天然氣輸氣管道運行能耗的因素進行分析并提出了相應的能耗統計分析體系之后，提出了減少運輸壓降、改進管道輸送工藝、減少天然氣泄漏等措施來降低輸氣管道能耗，實現天然氣輸氣管道輸氣效率的提升。

參考文獻

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