低溫管道設計在液化天然氣氣站中的應用

劉忠芹

摘要：隨著社會的發展，我國的現代化建設的發展也有了很大的進步。液化天然氣的穩定傳輸是保證氣站安全的關鍵，因此，在開展相關工作過程，要提高對于管道的設計能力，通過科學的設計傳輸管道，有利于提高工作效率。本文以低溫管道設計為研究，總結了如何通過高效的設計以進一步提高設計應用能力，從而實現液化天然氣的科學應用。

關鍵詞：低溫管道設計;液化天然氣氣站;應用

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2020）08-0137-01

引言：快速發展的城市化帶動了城市天然氣項目的發展，天然氣公司已成為與國民經濟和人民生活緊密相關的重要管理服務行業。各種天然氣公司應該高度重視天然氣管道設計，但目前天然氣管道設計中仍有一些問題，本文對優化設計這些關鍵問題提出了相應的解決對策，以提高天然氣管道設計的水平，推進天然氣行業的穩定健康發展。

1 天然氣的管道輸送概況

應用管道輸送是進行天然氣輸送的一個主要形式。天然氣企業的管道輸送能耗低，運費低，運量大，并且可以連續密閉輸送，具有很高的安全性。天然氣管道輸送的工藝參數主要有輸氣量、輸氣壓力、輸送距離、管徑、輸氣溫度等。

（1）輸氣量。天然氣的輸氣量一般都是根據年輸氣量和日輸氣量進行計算，在應用年輸氣量時，通常以365d作為工作天數進行計算。

（2）輸氣距離。輸氣距離通常是指輸送管道的長度，進行設計輸氣管道時，通常先確定氣源和用戶，然后按照線路走向和距離設定方案，對應用的天然氣管道的長度進行確定，具體長度是在天然氣管道起點開始，到天然氣使用客戶的交氣點應用的管道長度。

（3）輸氣壓力。沒有應用壓縮機的輸送管道是以管道起點的壓力作為最高壓力，應用了壓縮機的輸送管道，是壓縮機的出口壓力為管道輸送壓力。

（4）供氣壓力。供氣壓力是指利用輸氣管道沿線或者是末端向各使用用戶進行供氣，在供氣合同當中根據要求確定的交氣壓力，進行管道輸送天然氣一定要滿足這些壓力的要求，同時這是進行管道設計的條件。

（5）輸氣溫度。輸送溫度是在輸送天然氣的過程中，因土壤導熱及壓力降低導致溫度降低。因管道沿程的各個點溫度有一定的變化，會影響輸氣工藝計算，也會影響天然氣水露點、烴露點溫度。

2 低溫管道設計在液化天然氣氣站中的應用

2.1鋼管的低溫脆性。

①對需要檢修的管道區域提前完成天然氣的停輸工作，確保管道內部和設備之間產生的組合應力降到最低，此時在溫度急劇下降的條件下，產生脆性斷裂的可能將會明顯降低。

②檢修完畢以后進行輸氣前，需要提前進行管道溫度調節，促使管道溫度滿足必要的溫差變化要求后進行輸氣。保溫措施延遲了管道產生脆性斷裂的時間，為檢修預留了更多的時間，如果這樣仍然無法在規定時間內完成檢修，還需要完成上一步的操作。

2.2天然氣管道設計中注意事項分析。

（1）因為天然氣的不均勻分布，給一些地區的使用帶來了不便，為了可以有效地解決這個發展問題，國家繼續采取措施，用以促進資源發展和平衡利用，西氣東輸工程就是解決的天然氣使用問題的關鍵方法，該項目是一個極其復雜的過程，有必要分析和處理不同地區的地理狀況的，其中管道的腐蝕問題一直都是設計中需要重點關注的問題。長時間埋藏，腐蝕外管道會變得越來越嚴重，長期輸送燃氣，也會不斷的腐蝕管道的內壁。

（2）閃電是自然界中最具破壞力的一種自然力量，在每年出現閃電的時候都會造成人員傷亡和財產損失。雷電襲擊會對天然氣管道造成十分巨大的破壞，甚至是還會導致天然氣管道的泄漏出現。

（3）管道內具有很大的壓力值，無論是埋在地面還是地面上的管道，管道內的壓力太大就會引起管道的破裂，所以控制管線壓力平衡是天然氣管道運輸中必須解決的最大問題。

（4）因為高層建筑的管道大多都是直立設置的，所以就會增加管道的重力，由于管道的重力太大將會引起管道的壓力發生很大的變化，不利于天然氣的輸送。

2.3絕熱材料的選擇。不同的工程對于絕熱材料都有特定的需求，要按照場景的不同進行絕熱材料的篩選，絕熱材料的挑選過程滿足以下條件：本身具有較強的絕熱性能，導熱系數低;較高的防火能力;對水的吸附能力以及滲透系數更低;在特定的場合使用時，可能需要承受外部較強的壓力，所以材料本身要具有足夠的抗壓性能，并且不易被損壞;較低的熱膨脹系數也保證了材料在超低溫和常溫環境中具有穩定的性質;運輸液化天然氣的管路為保證安全，選擇奧氏體不銹鋼，此時絕熱材料本身的氯化物含量要足夠低;絕熱材料的化學性質要穩定，才能在更多場合中使用;絕熱材料容易加工、裁剪，本身的再利用能力也值得考慮。

2.4管道保冷設計。分析LNG低溫管道保冷方式后，可大致分為以下三種：真空管道、三聚酯泡沫（PIR）和泡沫玻璃（CG）。PIR本身具有較低的密度和導熱系數，可以在超低溫環境下使用，按照要求也可以進行特定的韌性變化，可是其本身的防火性能較低，同時吸水性能有限;泡沫玻璃材料具備防水、耐高溫、不易燃、收縮性低等優點，但受制造工藝限制，該種材料的整體造價會更高。

結語：天然氣作為一種新型的能源，影響著人們的生活方式，人們越來越多地依靠天然氣帶來便利和舒適，不過在天然氣管道設計中，仍有一些問題存在設計中，我們需要積極、客觀地去解決，增加針對天然氣管道的改革和發展，研究和借鑒國外先進技術，制造質量最佳的管道，減少輸氣管道中可能發生的問題，在進行天然氣管道設計時必須考慮消防以及建筑的結構特點，探求管道設計的優化方案，以實現經濟效益和社會效益的同步提升。

參考文獻：

[1]池鑫.天然氣輸氣管道設計中的常見難點分析[J].工程技術：引文版，2016（12）：00264.

[2]趙偉.對天然氣輸送管道的設計及營運控制的探討[J].民營科技，2017（3）：55.