提高天然气长输管道输气效率的有效途径分析

提高天然气长输管道输气效率的有效途径分析

刘发钧

国家管网西气东输分公司江苏储气库 江苏 扬州 225000

【摘要】伴随着我国社会经济的不断增长和人们环保意识的提高，天然气已经成为了非常重要的环保能源并成为推动经济发展的能源保障，于是，提高天然气长输管道输气效率成为了越来越多人关注的焦点。本文对此进行探讨，总结提高天然气长输管道输气效率的途径。

【关键词】天然气;长输管道;输气效率;有效途径

伴随着我国城市化进程的加快，城市人口的增多，以及人们环保意识的提升，天然气成为了人们主要的需求能源之一，而天然气的依赖量也越来越大。在这样的背景下，经过长输管道运输天然气并保证输气的效率成为了越来越多人关注的话题。

1.影响天然气长输管道输气效率的因素分析

在长期的天然气长输管道输气实践中发现^[1]，诸多的长输管道应用理论与实际的输气过程还是存在一定的误差。天然气输气运用本着保护环境、节约能源的角度开展，要充分利用长输管道来提高天然气的输气效率，首先就要分析并整合所有可能影响输气效率的因素。

1.1管径大小因素

采用大口径的管线能够提高天然气输气的气量，还能有效降低运输的投资与成本，在其他的条件均相同时，输气量和直径呈正比的关系，如果直径扩大1倍，那么输气量就是其6倍多。这充分说明了增加输气量的措施中加大直径是重要的方法，因此当前的天然气长输管道的应用发展更多地向大口径转移。美国在上世纪的60年代采用的输气管最大直径已经达到910mm，而刚进入70年代这个数据就增长到1220mm，说明了美国等发达国家在当时就已经意识到大口径对输气效率的作用和影响，这也是趋势化发展的转折。

1.2高程影响因素

在敷设天然气管道时，其穿过的地段很有可能经过低海拔或高海拔的不同地区，受到高程原因的影响，比如从较低处向高处运输就会出现一定的压降，导致输气的效率骤然下降。而这两者的关系为高程差越大，那么输气的总量就越小。

1.3温度影响因素

温度对天然气长输管道输气效率的影响主要来自工艺气温度与环境温度。前者表示在高温情况下气体会有可压缩性的下降，于是能耗就越大，此外因为工艺气温度较高，还会增加输气过程中的磨损，降低运输效率。在长期的实践中还发现^[2]，如果气源温度出现下降，还会使管道全线受益。后者则表示在高温下管道负荷大幅度增加，于是设备运行的效率大大降低，直接影响了管输效率，此外，高温环境下还很容易触发压气站部分设备的自动报警和故障，甚至导致停机，那么对输气的整个工作产生影响。

1.4管道内壁粗糙因素

早在1955年，美国的一家输气公司就第一次采用输气管内涂的方法来清管，降低管道内壁粗糙度以提高管输的效率，随后这种方法就得到了大范围的推广。有研究表明^[3]，对输气管进行内涂以后，其总量最多能提高10%，如果输气管本身的口径较小，那么这一提升幅度还会增加到25%。另外，将管壁的粗糙度下调90%以后，提高的1%输气量就相当于内涂层所有的费用，由此可见降低管道内壁的粗糙具有很大的应用价值。

2.提高天然气长输管道输气效率的有效途径

2.1加大口径，提高压力

如果一个输气管道的运行压力在8~10Mpa范围内，直径是1220mm，那么其运行输气单耗与压力是6.6Mpa、直径914mm的管道相比下降24%，而输耗则增加31.8%，其输气的效率明显大增。当前各国采用的天然气长输管道发展趋势来看，基本都向着高压力和高强度、大管径的趋势发展，这样更能保证运输量，并降低成本。如果运输的距离超过5000km，那么这个成本将更低。长期实践证实^[4]，高压输气能够有效减少管道在设计过程中所消耗的成本，再经过合理的设计以后，其实用性能得到进一步增强。目前，有关高压气管道应用的新型材料还在不断开发中，比如在外部包敷玻璃钢与合成树脂，那么输送能力将得到提升，安全性与可靠性也将再次提高。

2.2降低工艺气温度

比如采用干式空冷器，在中亚天然气管道中利用发电机的负荷通过空冷器来实现压缩气体降温，并选择冬季低温低的地点将本身低温的天然气进行输送，如果输送地的温度下降6°C，那么其效率提升的幅度将超过7%。

2.3降低管道内壁粗糙程度

如果用于天然气运输的管道内壁摩擦力较大，那么运输过程中的损耗必然更大，要提高管输的效率，可通过在内壁敷设涂层减少阻力的方式来提高流动效率，降低粗糙的管道内壁与流体之间产生的摩擦力。另外，由于内涂管道与裸管道质量流量比和摩阻系数平方根为反比关系，当管道输入一定天然气量时，其压损和裸管道压损比较就会降低，于是提高输气的效率。内涂层用在改进流动特性方面，其厚度标准数据为17μm，用在防腐上，厚度就为400μm。而在欧美等一些国家就有相关的管道应用规定，在20×2.54cm的气管中就必须加涂内涂层。

3.结束语

综上所述，对于需求量日益提高的天然气而言，确保能源有效地流通，才能满足需求量。而在大量的能源运输应用过程中，管道输气的安全是最重要的，在此基础上要提高运输效率，降低运输过程中产生的损耗，从整体上降低成本。天然气运输直接关系到我国人民的生活质量和生命财产的问题，因此有关部门和相关工作人员必须充分调动所有的积极因素，利用合理的设备和科学的管理方法，从各个方面多项措施提高天然气长输管道输气效率，避免危险事故的发生，保障人们安全的情况下供应足够的天然气，满足人们提高生活品质和保护环境的需求。

【参考文献】

[1]王春成.浅谈提高天然气长输管道输气效率的有效途径[J].中国石油和化工标准与质量,2016,2(3):106.

[2]杨金威.提高天然气长输管道输气效率的有效途径研究[J].中国石油石化,2015,2(4):4-5.

[3]孙慧文.天然气输送管道发展及相关技术浅析[J].中国外资月刊,2013,2(9):91.

[4]张艳彩,李珍.浅谈如何提高天然气管道输气效率[J].经营管理者,2011,1(9):198-199.