长输管道设计中节能应用探究

摘 要：天然气是重要的清洁型能源，天然气需要借助于长输管道来远距离运输，如果不对这种损耗加以控制，则将影响燃气传输的效率，甚至会带来更多的能源浪费问题，必须强化天然气长输管道的节能环保设计。长输管道设计从分析管道输送能耗入手，管道输送的能耗分为直接能耗和间接能耗。间接消耗是放空、泄露造成的直接损失，理论上讲是可以消除的。直接能耗是压缩机组的燃油消耗、管道和设备的摩阻损失等输送能耗，通过优化输送设计和工艺方案，减少摩阻损失降低，从而确保达到燃氣节能环保传输的目标。

关键词：长输管道;节能环保设计;传输效率

天然气传输过程中必然伴随着能量的损耗与消耗，要想提高燃气的传输效率，就要加强其节能环保设计，从而确保燃气传输量。目前长输管道技术向高压、长距离、大排量的方向发展。高压输送天然气密度增加，流速下降，可以降低摩阻损失，提高输送效率。同时密度增加也可以提高气体的可压缩性，降低压缩能耗，提高压缩效率。设计过程中管道的设计压力、管径等的比选要根据综合项目投资、综合能耗、运行成本最终确定下来。本文首先分析了天然气传输过程，其次分析了燃气长输管道的节能环保设计。

1天然气传输过程剖析

天然气属于洁净型资源，其适用范围较大，应用领域较广，天然气通常采用长输管道输送的方式，具体的运输包括：管道运输、液化运输等。然而，无论哪一种运输方式都有某种局限性，这是因为天然气难以储存，通常管道运输具有更好的优势。现阶段，整个世界已经创建并形成了长输天然气管道，而且这些管道已经连区成片，甚至构建起了燃气传输网络系统，实际的燃气管道运输最关键是要控制其损耗，提高燃气输送效率。天然气传输中的能耗

具体包括：直接消耗与间接消耗，前者一般来自于传输器具、设备等的消耗，例如：压缩机、管道等的能量损耗，通常可以选择智能化技术来加以控制，无法彻底免除损耗，相反，间接损耗则主要发生在天然气传输过程中，具体包括：气体的泄漏、放空等，对于这一损耗一般应该借助现代科技与管理等来预防和控制。天然气长输管道的节能环保设计需要结合燃气运输的特点，从运输管道、机械设备等入手来加以调节、控制，要积极地提高管道运输效率，以最小的能源消耗来获得最快的燃气运输，这样才能真正达到节能环保的目标。

2然气长输管道的节能环保设计

2.1控制燃气传输阻力

天然气实际传输中必然会有传输阻力的出现，从而导致摩擦消耗，使得燃气无形中消失，能量也受损。事实证明，管道内层是否光滑会影响燃气传输的摩擦度，以及传输效率。实验研究得出：管道直径为35.56cm的管道，其内部的粗糙程度同其压降之间的关系体现为：当粗糙度达到62um时，压降达到3.84MPa，粗糙度为210um时，压降达到4.5MPa。对此控制管道的阻力的关键是要降低管道内壁的摩擦力，也就是要提高管道内层的光滑度，具体措施为在管道内部设涂层，从而确保管道在特定的压力、温度下，增加输气量，从而控制了燃气传输过程中的损耗。

2.2优化输气管道的运行

重点把握好管道运行的初始时期来控制好供需关系，达到供需之间的平衡，从而达到天然气的快速、高效、合理地运输，也就是在确保燃气供应量的基础上来控制燃气的输送成本，具体的优化可以从以下方面入手：最优调度、最合理工况等，具体则可以选择最优控制系统，来达到节能降耗的目标，也就是要尽量让控制系统处于低能耗工作状态，从而来减少管道运输过程中的能量损耗。

2.3优选输气工艺

选择高压输送工艺。这一输送模式能够提升所输燃气的密度，加快传输速度，也能控制相关设备的能耗，长输管道中燃气的流动速度变慢，也就间接地控制了摩擦力，从而控制了燃气传输中的能量损耗。富气传输工艺。这一传输技术相对更加的高端、先进，具体就是将其他气体添加在天然气中，提升传输其他的浓度，控制其流速，这样天然气就能减少同其所处管道内部的摩擦，控制能量的损耗，不同于以往的气体传输，富气传输更加地高效，能控制能源损耗。

2.4优化选择与调整输气设备

压缩机一般运用于压气站，压气站负责提升管道压力看，从而加快天然气的传输，这一过程中伴随着压缩机的能耗，压缩机主要包括两大类型：往复式压缩机、离心式压缩机，相比之下离心式压缩机更具优势，体现在：热效率与压缩比较低、排量更大，能够更为高效地调控流量，对此可以尝试选择离心式压缩机来达到节能环保的目标。压缩机通常可以选择燃气轮机作为其原动机，由于其结构更加明了，而且实际运转也更为平稳，不会受到其他外界

因素的干扰，燃气轮机通常可以用在大排量压缩机，同电动机能更好地配合。具体的原动机的选择应该参照压气站和电网之间的距离，如果二者之间较近，一般可以将电动机当做原动机，相反，就应该选择燃气轮机，而且要尽量配设高效率机组，而且还要安装热力回收循环系统，从而确保机组的热效率，控制能源的损耗。

2.5优化改良关键设备和装置

可以将截止阀配设于长输管道，而且要掌握好截止阀之间的距离，特别是维护期间，应该将其安装在管道断开位置的上游、下游等部位，而且要关闭管道来加以检修，从而控制燃气被空放。安装移动式压缩机，它具有输气调节功能，能够把防控段气体传输至管道上游、下游等部位，从而确保管道传输中的漏气现象，控制天然气的不良损失。同时，还要围绕管道进行整治，确保其良好的气密性，实际的管道检修、清洗过程中，必须维持输气的正常进行，要保护好管道的气密度，科学地设计放空段的长度，长期的长输管道建设施工得出，必须合理地算出管道防控段的长度，预防放控问题，从而减少输气过程中能量的损耗。

3结束语

天然气长输管道的节能环保设计对于整个天然气的传输具有十分重要的意义，只有做好管道的节能环保设计，采用先进的设计工艺，控制管道的不合理运行，才能提高天然气的传输效率，达到节能环保的目标。

参考文献：

[1] 天然气长输管道安全防范与平稳运行的对策探讨[J]. 李长啸.  中国石油和化工标准与质量. 2018（12）

[2] 天然气长输管道的安全隐患及对策[J]. 刘庆.  工程建设与设计. 2018（17）

[3] 石油天然气长输管道的项目设计与质量管理策略探讨[J]. 管西玲.  上海化工. 2016（12）

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