天然气管道输送管线的工艺设计分析

天然气管道输送管线的工艺设计分析

李帅

652827199601042618新疆

摘要：天然气通常用作燃料，也应用于制造化学药品、液化石油气和炭黑等，并且天然气在重要的化工生产当中也进行应用，比如生产丙烷、丁烷等。天然气运输管道具有很多优势，比如建设成本低、占地少，输送运输量大，建设速度快，具有很高的安全性能，不排放“三废”，好管理，可以进行远程监控等[1]。

关键词：天然气；管道输送；管线工艺；设计分析

引言

天然气作为一种优质、高效、清洁的能源，将带给人类清洁的环境和高品质的生活。天然气不管对于工业还是居民都具有很重要的意义。本文从天然气管道主要输送工艺参数和长输管线的工艺设计来探讨天然气的输送。

1国内天然气输送管道发展现状

天然气的主要用作燃料，也可制造化学药品、炭黑、和液化石油气，天然气还可用于生产丙烷、丁烷，这些都是重要的化工原料。目前我国天然气工业已呈现出一派蓬勃发展的景象。

2天然气管道输送

管道输送是天然气输送的主要方式，管道输送具有能耗少，运费的、运量大、连续密闭输送安全性好的优点。

2.1管输的主要输送工艺参数

天然气管道输送工艺参数主要指输气量、输送距离、输气压力、管径和输气温度等。

2.1.1输气量

输气量是按照年输气量与日输气量计算，当用年输气量时，一般工作天数按365天计算。

2.1.2输气距离

一般指管道长度，输气管道设计时，一般气源和用户是先确定，根据线路走向方案，可以确定天然气管道的长度，从天然气管道起点到天然气用户交气点的管道长度。

2.1.3输气压力

输气压力指管道最高输气压力，以MPa计算，没有压缩机的管道即为管道起点最高压力，有压缩机时即为压缩机出口压力。

2.1.4供气压力

输气管道沿线或末端向用户供气，供气合同中要求确定交气压力，管输天然气应满足这些压力要求，并一次压力作为管道设计条件。

2.1.5输气温度

天然气在输送过程中，由于土壤传热和压力降低产生焦汤效应，温度会降低。由于管道沿程个点温度都会发生变化，因此输送温度除了对输气工艺计算产生影响外，对于天然气水、烃露点温度也会产生影响。

3天然气长输管线的工艺设计

天然气长输管线也被称作是输气干线，属于压力管道的GA类，在进行设计时必须遵循《输气管道设计规范GB50251》规范进行科学合理的设计。

（1）长输管线的类型。长输管线通常分为四种类型：第一是坑口煤制气厂的集气站距离城市或者工业基地的修配站应用的管线。第二是油气田集（压）气站距离城市配气站应用的管线。第三是最近城市的天然气输气干线一级调压站距离城市配气站应用的管线。第四是邻近城市的石油化工厂、制气厂、焦化厂、石油炼厂集气站、矿井气转输站等距离城市储配站所应用的管线。

（2）天然气长输管线的功能。长输管线主要是按照使用用户的需求，进行输送经过净化处理符合管道输送的气质标准的相应天然气输送至各个用户或城市，应用的长距离输气管线系统通常都包括输气干线、燃气净化设备、集输管网、分配站（终点调压计量站）、压气站、管理维修站、管路附件、电保护装置、通讯和遥控设备等部分组成。

在气源输送过来的天燃气，通过节流，分离和脱游离水、油及杂质以后，进入到集气站。在集气站运输出来的天燃气再到处理厂深入净化到达起点站，在起点站进行除尘、凋压，经过计量后进入输气干线，假如燃气起点的压力低，就先在压气站进行升压，然后输送[3]。天然气长输管线系统具有下面的功能：

第一，计量。长输管线进行输气的过程中必须要设置专门的流量计测量。

第二，增压。因地理原因、末段用户距离不同及气田原始压力不同等因素，长距离输管道进行燃气的输送过程中经常应用压缩机增压。

第三，接受和分输。进行大口径长距离输气管道通常会经过很多个气田给沿线的城市供气使用，所以在进行燃气的输送过程中要接收气田来气及分输给相应的各个城市。

第四，截断。长输管线也会有损坏和更新的时候，要保证管线的某个地方发生损坏时不引起大面积断气及相应的防控损失，要在管线中间设置多个截断阀，保证在有意外发生时可以利用截断阀进行关闭输送燃气，切掉气源。

第五，调压。和长输管道相连接的下游管线在设计时压力等级一般都比较低，比如一些城市管网，所以，需要在干管出口进行压力调整，使其比较稳定。

第六，清管。管道输送的过程中，会有一些施工留下的脏乱杂物等，也会有因常年运行后出现的一些固体颗粒、积液和锈渣等。所以，长输管道输送过程中也要进行定期清理，以保证输送安全和质量。

第七，储气调峰。天然气的一天生产及运输量通常都是均衡的，可是城市或用户在进行燃气的使用时会随时变更，所以，应用长输管线末端的压力变化，进行缓冲部分压力不均情况，以保证整体输送系统的均衡供气，安全输送。

（3）天热气长输管线具体设计要求。天然气进行长输管线的工艺设计是结合设计任务书设定的输送距离和输送量进行工艺计算，分析和研究后设定施工方案，选择经济实用符合施工要求的最好方式。

第一，对管线输送能力和总体工艺流程进行确定。进行管道输送能力设定时，要考虑以后的发展情况，也要考虑在应用过程中进行输送量的影响、事故处理及管道维修等各种因素，并且进行管道末端储气能力的详细计算，以满足管道沿线全部用户的需求。

输送方式要根据输送能力和气源压力及用户需求压力进行解决，分析和研究是否需要进行增加压力。确定了输送量和压气站的距离后，根据水力计算方式能够了解到管径和输气压力的平方差呈现反比例关系，也就是管径大，输气压力的平方差就会小。因此要合理选择管径和输气压力平方差，做到经济实惠，如果加压输送就会消耗大量能源，同时让系统经营管理变得复杂，增加了经营费用；如果降低输气压进行增大输送管径，这样线路造价会增加，同时，增加管径也会有制管能力的影响，所以，必须进行二者的合理比较后进行选择和决定。根据经验通常是在500~600km以内的距离输送，可以进行加压输送。起源的压力低适合在首站进行加压。

第二，对管径和压气站的距离和压力比的确定。上面的比较和计算选择了相应的管路，确定了管径、管壁厚，选择了相应的管材，假如进行加压输送，就要对压比和站距离进行合理选择。选择压比，要分析和研究压缩方式，一般在长输管线上应用的是离心式的压缩机。第三，选择站场布局和站内流程。输送过程中有压气站，另外沿线还有分输站、进气站和清管站等，相应的分输站和进气站设置的位置要尽可能的距离用户和气源近一些，使用的支线短一些。

清管站要以方便清管进行设置位置。尽量让各个站能合并建设，方便管理，也节省资源。各站的工艺流程要尽可能的简单，压力损失小，保证输气安全，可以及时方便处理事故等。并且，要选择先进的工艺设备，比如，调压计量设备、增压设备、除尘净化设备等。

结语

综上所述，从上述工艺计算基础上可以得出有关主要参数指标从而进行技术经济测算，计算出每项输气方案的基本建设投资、管输的费用、输气的成本、以及重点门站的天然气价格等各方面经济指标，通过研究对比发现，挑选出几组优化的输气方案，旨在为以后更进一步的研究打下理论基础。

参考文献：

[1]池鑫.天然气输气管道设计中的常见难点分析[J].工程技术:引文版，2016(12):00264.

[2]赵伟.对天然气输送管道的设计及营运控制的探讨[J].民营科技，2017(3):55.

[3]鲁建良，宋鹏飞，郭建勇.天然气输送管道安全运行及质量管理[J].石化技术，2017,24(6):173.

[4]罗霄.天然气长距离管道输送过程中的降本增效措施[J].化工设计通讯，2017,43(7):54.