天然气管道运行优化及能耗控制

天然气管道运行优化及能耗控制

杨成龙

新疆天富天源燃气有限公司新疆维吾尔族自治区石河子市832000

摘要：为了使天然气管道经济合理、高效率的运行，采用对其进行数学模型仿真，以及对天然气压缩机组进行方式控制的办法，可以有效提高天然气管道的运行效率，提高能耗控制效果。

关键词：天然气管道；运行优化；能耗控制

1石油天然气管道施工技术特点

石油天然气管道施工过程中，暗线较长，很多时候会跨越不同种类的气候环境和地形地质，因此经常会受到外界条件的制约，并且石油天然气管道通常会在底下铺设，这样就大大节省了占地面积。管道运输的量比较大，管道工程建设完成后可以长时间的运行，而且运行中造成的损耗也小，并且还不会造成周边环境的污染。为了能够实现对石油天然气管道的实时监管和遥控，会在施工时设置监控系统，现在越来越多的新型应用技术在控制上都慢慢实现了自动化和数字化，可及时发现问题并采取措施进行改善。管道施工前要对当地进行严密的检测，了解其气候环境特点和地形地质，并根据得到的资料来确定施工方案。做好管道外边的防腐蚀，选择操作性高的施工技术来保证整个施工流程能依据之前确定好的方案设计来进行施工。其中施工流程为：测量放线、征地扫线、运管布管、管槽开挖、轻型轨道敷设、发送管道段、管道组装焊接、管道探伤以及地面检测，不能随便更改工艺施工流程。

2能耗控制措耗

2.1天然气压缩机组控制

天然气管道大多采用干式低排放压缩机组，为了实现较低的燃烧温度、保证氮氧化物以及碳氧化物达到排放标准，避免对自然环境污染，天然气干式低排放机组的燃烧室在实际的应用中会，出现空气泄漏的问题，因为有一部分空气会用来机组降温，会对天然气机组的运行效率产生影响。该机组具有三种不同的燃烧方式，由于机组负荷的不断提升，燃烧方式会逐渐从BC方式向着AB方式、ABC方式转变。参照实际运行数据资料进行深入分析，如果燃烧室从AB方式支迁，同时排气泄漏阀开度不小于70%，可以适度地降低机组的运行负荷。对燃烧室进行调控把运行方式转变为BC方式，再逐渐提高负荷，可以在BC方式下运行，同时保证排气泄放阀处于全关状态，燃气机组输出功率和AB运行方式，在排气泄放阀开度不小于70%运行情况输出的效果十分相似，可是耗气量会显著减少。

2.2机组运行性能测算

由于天然气管道和机组设备存在性能方面的问题，组建管道和设备的性能测算数学模型，对全线范围内的压缩机运行效率、压气站能源利用率和燃机效率等数据资料进行定期的测量和计算，对每个数据之间进行相互对比，及时地采集并分析判每台设施的运行状况，可以实现全线范围内的高效率运行。从最近一年的天然气管道AB线天然气压缩机效率的实际情况进行调查中可以发现，相比于前2016年，2017年的AB线压缩机组处于低效区间，特别6-8三个天然气站场。AB线的部分效率减小是由于应用了ABC细线优化处理后的运行模式，舍取了AB线部分站点天然气压缩机组的运行效率。处于低输入量的条件下，AB线经过跨接线向C线段转注气体，使AB线段的输气量处于较低水平，AB线天然气管道负荷率不高。有一部分站点因为从原来的双机运行转变为单机运行方式，使天然气压缩机组的工作点处于滞止线上下，偏离出高效运行的工作区间。

3天然气管道应急管理分析

3.1风险消除

做好该环节工作主要是为了避免和降低管道风险对人员安全造成威胁，并通过持续性的采取措施达到减轻或消除风险的目的。为达到这一效果也需要大量人员共同参与到其中，通过天然气管道运营中潜在的危险因素进行有效识别和分析，并加强风险有害因素控制，可以对危险度比较大和发生频率比较高的风险进行有效控制和排除。

3.2应急准备

在应急准备阶段，主要通过提供培训、技术和资金，提高后期减灾防灾和灾后恢复能力。在该阶段中又包含了评价、计划、准备和评估四项内容，首先对天然气管道灾害类型进行识别，并对风险程度进行评价，然后根据《重大危险源辨识》、《开展危险源监督管理工作意见》等规定确定存在的重大危险源，并构建相适应的應急预案，最后通过改进和修订，对应急准备计划进行完善[4]。

3.3应急反应

在救助过程中需要根据现场实际情况对行动目标进行确定，在应急救援资源上也要确保在短时间内完成，然后通过救援、转移等措施，将风险控制在一定范围内，并将事故造成伤害降至最低。

3.4恢复

当应急反应措施可以满足现场救援、人员安置和财产保护以后，就表示已经进入到恢复阶段中，在这过程中进行恢复既可以时短时间完成，又可以是持续性进行，这需要根据实际灾害程度和影响范围进行决定，进行恢复也需要按照不同功能和实际情况进行划分，涉及到的内容包含了人员安置、损害评估、设施重建等。

4石油天然气工程管道的施工技术

石油天然气工程管道施工一定要确保安全，石油天然气输送管道一旦泄露而引起的灾难就是重灾，如火灾、爆炸。所以石油天然气工程管道的施工和安装对于安全要极高，施工人员必须专业。管道安装对于施工精度要求也高，依照管道施工设计的要求，施工技术包括如下：

4.1钢管使用

对于管道钢材种类的选择，有各种因素，例如：石油天然气输送的压力、输送管和管道的安全等级等。举个例子来说，管线的钢材选用了L450级，如果施工地点有河流经过，那就选择直缝管，如果是在其他的地质特点上就可以选用螺旋焊管。另外，钢管材料的壁厚的确定也要依据地质地形条件来定，例如，在穿越河流、地下水位这样的地段根据其地理位置来说就要选择比较厚点的钢管材料，最好是16，2mm壁厚；如果是在高原山区的地段，就可以采用11.3mm壁厚的钢管材料。

4.2焊接技术

对于我国现在来说，大概有四种管道施工焊接的技术措施。一是因地制宜，来实行管道焊接，在水路的地方，采用沟上施工的方式，高精度的操作内对口器，多个机组可以同时进行作业，提高工作效率；在主要是山区的地方，可以使用沟下的施工方式，主要还是因为山区地段空间较少，施工时可以使用外对口器。二是进行焊接的工作人员不仅要有资格从业证书，还要具备熟练高超的操作技能，上岗之前要进行相应的技术培训。三是焊接的时候要熟悉两种工艺流程：低温焊接和常温焊接。四是根据相关的施工规定，焊接之前做好相应的准备，焊接之后做好检查工作。

4.3管道防腐技术

管道防腐材料的选用应符合国家、行业现行产品质量标准的规定，应满足设计要求功效。所有进场产品全部检查，索取生产许可证和产品合格证书以及检验报告等资料。管道防腐的关键部位是防腐层补口、补伤的处理，补口材料采用辐射交联聚乙烯热收缩套时，应按管径选用配套的规格，产品表面应平整清洁、无瑕点、无裂口及分界变色，基材边缘应平直；也可采用环氧树脂/辐射交联聚乙烯热收缩套三层结构，并应使用无溶剂环氧树脂底漆。补口前应对管端补口部位进行表面处理，清除表层铁锈、污垢，保持补口干净、干燥，搭接部位的聚乙烯防腐层应打磨出粗糙表面。采用火焰加热器对补口部位进行预热处理，预热温度达到要求后再进行后续施工。控制好搭接长度和宽度，掌控好预加热的温度，应满足设计要求。补口质量检查包括外观、漏点和粘结力，每100个口至少抽检一个口，如不合格应加倍抽查，若加倍检查仍不合格，该管线补口全部返修。

结语

随着生态环境污染的不断加剧，对天然气资源的使用量越来越多。由于天然气生产过程的特殊性，目前还非常依赖长管道运输方式，在实际的运输过程中往往能耗较高，因此应及时采取一些针对性的解决措施，将能耗降下来。

参考文献：

[1]马子新.天然气长输管道的节能降耗技术措施[J].化工设计通讯2017，44（09）：11-12.