探討天然氣輸氣管道的優(yōu)化

張輝（長(zhǎng)春輸油氣分公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

目前，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：“2013年中國(guó)天然氣表觀消費(fèi)量達(dá)到1676億立方米，天然氣對(duì)外依存度首次突破30%，達(dá)到31.6%。國(guó)家發(fā)改委稍早前更是提出，到2020年要力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)4200億立方米的天然氣保供目標(biāo)。2013年5月21日，俄羅斯GAZPROM和中國(guó)CNPC之間達(dá)成了十年協(xié)議，從2018年開始,每年向中國(guó)提供380億立方米天然氣?！盵1]可見，我國(guó)對(duì)天然氣能源的需求量逐步增多。天然氣作為一種清潔的優(yōu)質(zhì)能源，能夠替代煤炭石油等能源資源，有利于緩解我國(guó)目前出現(xiàn)的能源危機(jī)，使用天然氣還可以減少對(duì)周邊環(huán)境的污染，同時(shí)也是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展政策的體現(xiàn)。因此，我國(guó)政府要優(yōu)化天然氣輸氣管道，減少它在運(yùn)輸?shù)倪^程中的泄露，避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，只用這樣才能推動(dòng)我國(guó)天然氣事業(yè)的快速發(fā)展。

1 現(xiàn)階段我國(guó)天然氣輸氣管道的現(xiàn)狀以及存在的問題

當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)水平不斷提高經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)能源的需求量也逐年攀升，由于我國(guó)對(duì)煤炭資源和石油資源的不斷開采，直接導(dǎo)致了其存儲(chǔ)量不足，因此尋找新型無(wú)污染的替代能源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的緊迫任務(wù)。天然氣相比傳統(tǒng)的煤炭和氮氧化物更加環(huán)保，其排放量分別占氮氧化物和煤炭的1/5和1/2，是一種清潔的優(yōu)質(zhì)能源。我國(guó)天然氣存儲(chǔ)量相對(duì)較大，但是地域分布不均勻，主要集中在西部地區(qū)如：內(nèi)蒙古、四川、新疆等地。因此如何優(yōu)化天然氣輸送管道才能實(shí)現(xiàn)資源的合理利用這一現(xiàn)狀是當(dāng)前管道設(shè)計(jì)師需要解決的關(guān)鍵問題。我國(guó)天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)大多還運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算法，根據(jù)天然氣流動(dòng)規(guī)律，確定天然氣在輸氣管道中的參數(shù)，這種方法并不能精確有效的計(jì)算出天然氣輸氣管道中的流動(dòng)參數(shù)，會(huì)造成資源浪費(fèi)、增加運(yùn)輸成本、給國(guó)家?guī)?lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 開展天然氣輸氣管道優(yōu)化工作的重要性和必要性

優(yōu)化天然氣輸氣管道不僅可以降低運(yùn)輸成本、提高天然氣管道運(yùn)輸?shù)陌踩?，還可以節(jié)約天然氣資源，避免造成不必要的浪費(fèi)。例如：我國(guó)傳統(tǒng)天然氣輸氣管道中使用最多的就是壓縮機(jī)裝置，它是為天然氣流動(dòng)提供動(dòng)力的裝置，與此同時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)大量消耗天然氣輸氣管道中的氣體，平均占所運(yùn)輸天然氣的3%—5%左右。因此國(guó)家要優(yōu)化天然氣輸氣管道，降低壓縮機(jī)的耗能指標(biāo)，提高資源的利用率，有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化后的天然氣輸氣管道會(huì)比優(yōu)化前的管道少消耗20%的能量。[2]可見，大力開展天然氣輸氣管道的優(yōu)化工作是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要任務(wù)，對(duì)我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

3 加快優(yōu)化我國(guó)天然氣輸氣管道的有效措施

我國(guó)天然氣輸氣管道成本主要有：天然氣輸氣管道的施工成本、天然氣輸氣管道的維修和優(yōu)化成本、天然氣輸氣管道的壓縮機(jī)的使用、運(yùn)行和維修成本等。隨著我國(guó)對(duì)天然氣能源的需求量逐步增多，天然氣輸氣管道運(yùn)行的時(shí)間增長(zhǎng)，必然會(huì)導(dǎo)致天然氣輸氣管道運(yùn)行成本的增加。因此，我國(guó)應(yīng)該把優(yōu)化天然氣輸氣管道作為我國(guó)天然氣事業(yè)的重中之重。合理的配置天然氣資源，設(shè)計(jì)師應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)價(jià)格低廉、安全且輸送量大的新型方案，在過去已知的參數(shù)上，對(duì)天然氣輸氣管道的管徑、管道的形狀、尺寸、輸送的壓力、壓縮機(jī)的運(yùn)行、進(jìn)出站的壓力等參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，與此同時(shí)我國(guó)還要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算法，與時(shí)俱進(jìn)采用新型模型，可以在天然氣輸氣管中構(gòu)建內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)，即“在天然氣管道輸送天然氣的過程中，根據(jù)已知的流量、壓力、含水量等參數(shù)，對(duì)天然氣管線內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過模擬可以得到天然氣在管道內(nèi)流動(dòng)規(guī)律，從而更好的為管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。”[3]從而提高天然氣輸氣管道的使用期限和輸送能力。根據(jù)天然氣管道參數(shù)建立函數(shù)關(guān)系，并且將內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)二者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提高天然氣輸氣管道參數(shù)的精確性，優(yōu)化天然氣輸氣管道，使天然氣運(yùn)輸管道的輸量達(dá)到最大，降低輸氣管道的內(nèi)部消耗，促進(jìn)我國(guó)天然氣事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，天然氣作為一種清潔的綠色能源，它的廣泛使用，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。天然氣輸氣管道的建設(shè)直接關(guān)系到我國(guó)的國(guó)家民生，影響人們的日常生活。優(yōu)化天然氣輸氣管道，不但可以節(jié)約我國(guó)天然氣資源，還可以安全可靠的完成天然氣的輸送。因此我國(guó)天然氣輸氣管道的建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，還要很多的地方需要我們不斷完善、不斷借鑒，將新型科技和模型運(yùn)用到天然氣輸氣管道建設(shè)工作中，只有這樣才能使我國(guó)天然氣事業(yè)快速發(fā)展?？傊?，優(yōu)化天然氣輸氣管道對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和天然氣事業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

[1]李長(zhǎng)俊，天然氣管道輸送[M].北京：石油工業(yè)出版社：2010：1－342.

[2]李方圓.川氣東送管道工程優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究[D].中國(guó)石油大學(xué),2009.

[3]姚麟昱，孟慶華，張劉檣.起伏地形天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)行優(yōu)化研究[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（1）：357-359.