長輸管道設計中節能應用探究

劉驥　金萬康

摘 要：天然氣是重要的清潔型能源，天然氣需要借助于長輸管道來遠距離運輸，如果不對這種損耗加以控制，則將影響燃氣傳輸的效率，甚至會帶來更多的能源浪費問題，必須強化天然氣長輸管道的節能環保設計。長輸管道設計從分析管道輸送能耗入手，管道輸送的能耗分為直接能耗和間接能耗。間接消耗是放空、泄露造成的直接損失，理論上講是可以消除的。直接能耗是壓縮機組的燃油消耗、管道和設備的摩阻損失等輸送能耗，通過優化輸送設計和工藝方案，減少摩阻損失降低，從而確保達到燃氣節能環保傳輸的目標。

關鍵詞：長輸管道;節能環保設計;傳輸效率

天然氣傳輸過程中必然伴隨著能量的損耗與消耗，要想提高燃氣的傳輸效率，就要加強其節能環保設計，從而確保燃氣傳輸量。目前長輸管道技術向高壓、長距離、大排量的方向發展。高壓輸送天然氣密度增加，流速下降，可以降低摩阻損失，提高輸送效率。同時密度增加也可以提高氣體的可壓縮性，降低壓縮能耗，提高壓縮效率。設計過程中管道的設計壓力、管徑等的比選要根據綜合項目投資、綜合能耗、運行成本最終確定下來。本文首先分析了天然氣傳輸過程，其次分析了燃氣長輸管道的節能環保設計。

1天然氣傳輸過程剖析

天然氣屬于潔凈型資源，其適用范圍較大，應用領域較廣，天然氣通常采用長輸管道輸送的方式，具體的運輸包括：管道運輸、液化運輸等。然而，無論哪一種運輸方式都有某種局限性，這是因為天然氣難以儲存，通常管道運輸具有更好的優勢。現階段，整個世界已經創建并形成了長輸天然氣管道，而且這些管道已經連區成片，甚至構建起了燃氣傳輸網絡系統，實際的燃氣管道運輸最關鍵是要控制其損耗，提高燃氣輸送效率。天然氣傳輸中的能耗

具體包括：直接消耗與間接消耗，前者一般來自于傳輸器具、設備等的消耗，例如：壓縮機、管道等的能量損耗，通常可以選擇智能化技術來加以控制，無法徹底免除損耗，相反，間接損耗則主要發生在天然氣傳輸過程中，具體包括：氣體的泄漏、放空等，對于這一損耗一般應該借助現代科技與管理等來預防和控制。天然氣長輸管道的節能環保設計需要結合燃氣運輸的特點，從運輸管道、機械設備等入手來加以調節、控制，要積極地提高管道運輸效率，以最小的能源消耗來獲得最快的燃氣運輸，這樣才能真正達到節能環保的目標。

2然氣長輸管道的節能環保設計

2.1控制燃氣傳輸阻力

天然氣實際傳輸中必然會有傳輸阻力的出現，從而導致摩擦消耗，使得燃氣無形中消失，能量也受損。事實證明，管道內層是否光滑會影響燃氣傳輸的摩擦度，以及傳輸效率。實驗研究得出：管道直徑為35.56cm的管道，其內部的粗糙程度同其壓降之間的關系體現為：當粗糙度達到62um時，壓降達到3.84MPa，粗糙度為210um時，壓降達到4.5MPa。對此控制管道的阻力的關鍵是要降低管道內壁的摩擦力，也就是要提高管道內層的光滑度，具體措施為在管道內部設涂層，從而確保管道在特定的壓力、溫度下，增加輸氣量，從而控制了燃氣傳輸過程中的損耗。

2.2優化輸氣管道的運行

重點把握好管道運行的初始時期來控制好供需關系，達到供需之間的平衡，從而達到天然氣的快速、高效、合理地運輸，也就是在確保燃氣供應量的基礎上來控制燃氣的輸送成本，具體的優化可以從以下方面入手：最優調度、最合理工況等，具體則可以選擇最優控制系統，來達到節能降耗的目標，也就是要盡量讓控制系統處于低能耗工作狀態，從而來減少管道運輸過程中的能量損耗。

2.3優選輸氣工藝

選擇高壓輸送工藝。這一輸送模式能夠提升所輸燃氣的密度，加快傳輸速度，也能控制相關設備的能耗，長輸管道中燃氣的流動速度變慢，也就間接地控制了摩擦力，從而控制了燃氣傳輸中的能量損耗。富氣傳輸工藝。這一傳輸技術相對更加的高端、先進，具體就是將其他氣體添加在天然氣中，提升傳輸其他的濃度，控制其流速，這樣天然氣就能減少同其所處管道內部的摩擦，控制能量的損耗，不同于以往的氣體傳輸，富氣傳輸更加地高效，能控制能源損耗。

2.4優化選擇與調整輸氣設備

壓縮機一般運用于壓氣站，壓氣站負責提升管道壓力看，從而加快天然氣的傳輸，這一過程中伴隨著壓縮機的能耗，壓縮機主要包括兩大類型：往復式壓縮機、離心式壓縮機，相比之下離心式壓縮機更具優勢，體現在：熱效率與壓縮比較低、排量更大，能夠更為高效地調控流量，對此可以嘗試選擇離心式壓縮機來達到節能環保的目標。壓縮機通?？梢赃x擇燃氣輪機作為其原動機，由于其結構更加明了，而且實際運轉也更為平穩，不會受到其他外界

因素的干擾，燃氣輪機通?？梢杂迷诖笈帕繅嚎s機，同電動機能更好地配合。具體的原動機的選擇應該參照壓氣站和電網之間的距離，如果二者之間較近，一般可以將電動機當做原動機，相反，就應該選擇燃氣輪機，而且要盡量配設高效率機組，而且還要安裝熱力回收循環系統，從而確保機組的熱效率，控制能源的損耗。

2.5優化改良關鍵設備和裝置

可以將截止閥配設于長輸管道，而且要掌握好截止閥之間的距離，特別是維護期間，應該將其安裝在管道斷開位置的上游、下游等部位，而且要關閉管道來加以檢修，從而控制燃氣被空放。安裝移動式壓縮機，它具有輸氣調節功能，能夠把防控段氣體傳輸至管道上游、下游等部位，從而確保管道傳輸中的漏氣現象，控制天然氣的不良損失。同時，還要圍繞管道進行整治，確保其良好的氣密性，實際的管道檢修、清洗過程中，必須維持輸氣的正常進行，要保護好管道的氣密度，科學地設計放空段的長度，長期的長輸管道建設施工得出，必須合理地算出管道防控段的長度，預防放控問題，從而減少輸氣過程中能量的損耗。

3結束語

天然氣長輸管道的節能環保設計對于整個天然氣的傳輸具有十分重要的意義，只有做好管道的節能環保設計，采用先進的設計工藝，控制管道的不合理運行，才能提高天然氣的傳輸效率，達到節能環保的目標。

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