天然氣管道設(shè)計中需要注意問題及應(yīng)對策略

蘭江安(深圳天陽工程設(shè)計有限公司，廣東 深圳 518020)

城市化的快速發(fā)展推動了城市天然氣工程的發(fā)展，天然氣公司搖身變成直接關(guān)系國計民生的重要管理服務(wù)行業(yè)。各天然氣公司對于天然氣管道設(shè)計給予了高度重視，但是目前在天然氣管道設(shè)計方面依然存在著一些問題，本文將具體展開論述在天然氣管道設(shè)計時應(yīng)當(dāng)著重注意的關(guān)鍵問題，并針對這些關(guān)鍵問題的優(yōu)化設(shè)計提出相應(yīng)的解決對策，以期提升天然氣管道設(shè)計的水平，促進天然氣行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

1 天然氣的管道工藝設(shè)計要點分析

1.1 壓氣站設(shè)計

壓氣站設(shè)計主要包括兩個方面，一是站內(nèi)工藝設(shè)計，二是環(huán)境設(shè)計和增輸預(yù)留設(shè)計。

站內(nèi)工藝設(shè)計的要點如下：一是要對輸送管道進行分區(qū)設(shè)計，將壓氣站內(nèi)分為干線進出站區(qū)、過濾分離區(qū)、壓縮機區(qū)，這主要是為了保證在壓氣站出現(xiàn)意外事故的情況下不會影響干線的正常運輸。除了要進行分區(qū)設(shè)計之外，各區(qū)域之間還要設(shè)置消防通道進行隔離，保證達到各分區(qū)域的安全要求，保證分區(qū)操作便利。二是壓氣站的工藝設(shè)計還需要滿足最基本的器械操作如壓縮機啟動、停機、正常操作的空間要求及氣體除塵、增壓、越站等要求，保證各類器械的正常操作和安全要求。三是在壓氣站的廠房設(shè)計方面，還要滿足緊急情況下的安全疏散、設(shè)備檢修空間、起重吊梁、外運通道、防爆等特殊要求。

第二大方面是做好環(huán)境設(shè)計和增輸預(yù)留設(shè)計。所謂環(huán)境設(shè)計是指要合理布置天然氣管道和站場，盡量依托于當(dāng)?shù)刂車h(huán)境，以方便日后的管道保養(yǎng)和維修。增輸預(yù)留設(shè)計是指出于對管道下游用戶未來增加幅度的考慮，可以適當(dāng)考慮進行預(yù)留運輸，預(yù)留出一部分空間，以便為將來可能的管道增輸提供空間。

1.2 壓縮機組設(shè)計

較大型的長距離輸氣工程一般會采用離心式壓縮機組，壓縮機組的設(shè)計與配置是整個設(shè)計的重點。壓縮機組設(shè)計主要包括三個關(guān)鍵的方面：

首先，在機組備用方式的選擇方面，要根據(jù)天然氣管道的工程實況擇優(yōu)選擇，若是長輸天然氣管道工程，可以選擇安全可靠、投資較高的全線機組備用方式，若是短距離輸氣工程，可以選用投資較少、隔站備用的備用方式。也可以將這兩種方式優(yōu)化組合，可以先按照隔站備用的方式進行配置，再對配置方案進行壓縮機組失效工況校核，以保證管道運行的可靠性。

其次，是壓縮機組的配置，壓縮機組的配置直接關(guān)系到實際輸送量與設(shè)計輸送量之間的達成情況，因此，壓縮機組的配置不僅僅需要滿足各輸量臺階下的正常輸送要求，保持較高的運行效率，而且還必須考慮到機組對低輸量啟輸、管道輸量連續(xù)遞增的適應(yīng)性。

最后，是驅(qū)動方式的選擇，驅(qū)動方式選擇的主要依據(jù)是壓氣站的現(xiàn)場條件和各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。目前離心式壓縮機常用的驅(qū)動機主要有燃氣輪機或者變頻電機。兩者相比，變頻電機具有管道簡單、運行可靠、維護工作量小、維護費用低等顯著優(yōu)點，不過耗電量大于燃氣輪機。

2 天然氣管道的保護問題及設(shè)計策略

2.1 災(zāi)害問題及保護設(shè)計

災(zāi)害保護設(shè)計主要針對的是長輸天然氣管道在巖溶、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害威脅下的相應(yīng)設(shè)計對策。由地質(zhì)災(zāi)害引起的管道斷裂不僅影響管線正常運行，而且危及附近環(huán)境和民眾安全。所以在原則上采取盡力避讓、巖土勘察與評測的原則，能不通過的盡量不通過，避免不了的就做好巖土勘察和評價工作，選擇最佳的敷設(shè)方式。比如在巖溶區(qū)或者采空區(qū)，內(nèi)部設(shè)置支撐架，并敷設(shè)在頂板穩(wěn)定地段；遇到滑坡地段時，選擇跨越或者溝埋方式通過，并設(shè)置錨桿加固、排水溝引流等方式來避免滑坡。

2.2 防腐問題及保護設(shè)計

防腐設(shè)計是為了應(yīng)對復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境所發(fā)生的腐蝕反應(yīng)。內(nèi)部通常會因天然氣中的水分而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，外壁則因暴露在大氣、土壤、細菌中而易受腐蝕，為此，要采取相應(yīng)的防腐蝕措施。例如選用防腐鋼材或者塑料、鍍鋅或者鍍鋁、架空敷設(shè)、進行防腐涂刷（如用油漆、瀝青、水泥、石棉進行漆刷）等等。

3 結(jié)語

天然氣以其環(huán)境污染小、供需便利、性價比較高而成為目前市場前景廣闊的能源燃料。天然氣管道建設(shè)關(guān)系到國計民生，管道設(shè)計水平與運行性能與民眾息息相關(guān)。所以提升天然氣管道的設(shè)計水平已經(jīng)成為學(xué)界關(guān)注的焦點。通過上述本文的分析，筆者重點論述了兩個方面的問題，以期能夠在保證天然氣管道設(shè)計水平的基礎(chǔ)上探求管道設(shè)計的優(yōu)化方案，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的同步提升。

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