天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中的節(jié)能分析

沈鳳菊

（北京石大東方工程設(shè)計(jì)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中的節(jié)能分析

沈鳳菊

（北京石大東方工程設(shè)計(jì)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

在進(jìn)行天然氣長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)及運(yùn)行過(guò)程中，要采用正確的方式進(jìn)行節(jié)能減耗，使得長(zhǎng)輸管道的輸氣量提升，減少運(yùn)輸過(guò)程的能耗。在降低運(yùn)輸成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益。因此，主要探討天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)的節(jié)能措施，為其節(jié)能提供有效的參考意見(jiàn)。

天然氣；長(zhǎng)輸管道；設(shè)計(jì)；節(jié)能分析

就管道行業(yè)而言，天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸是重點(diǎn)工作。隨著我國(guó)節(jié)能減耗工作的開(kāi)展，我國(guó)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)過(guò)程中也重視天然氣長(zhǎng)輸管道節(jié)能工作的進(jìn)行。如何降低管道的直接損耗成為現(xiàn)代社會(huì)亟需解決的問(wèn)題。因此，對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施進(jìn)行分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)節(jié)能措施

1.1 不斷優(yōu)化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

就目前而言，我國(guó)的管道運(yùn)輸發(fā)展迅速，管道在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)采用單一的輸氣管道。我國(guó)已經(jīng)建立起區(qū)域性的管道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，因此，在對(duì)新管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要適當(dāng)?shù)乜紤]新老管道的系統(tǒng)安全性，使其能提供順暢的供氣來(lái)源[1]。在投資較低的情況下提升系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)水平。想要達(dá)到這一目標(biāo)需要在優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)合新老系統(tǒng)，使其構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整的管網(wǎng)系統(tǒng)。對(duì)施工的狀況進(jìn)行仔細(xì)地計(jì)算與分析，促進(jìn)管道系統(tǒng)構(gòu)成更加優(yōu)化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分地利用已有的設(shè)施設(shè)備，新建管道系統(tǒng)滿足節(jié)省投資、安全環(huán)保的節(jié)能效果。

1.2 借助內(nèi)涂層方式提升管道運(yùn)輸量

天然氣在進(jìn)行管道運(yùn)輸時(shí)，會(huì)受到管道的阻力。管道內(nèi)壁的粗糙程度越大，管道的阻力就越大，在管道的輸送量以及出口壓力保持在正常水平時(shí)，輸送的壓降會(huì)更大[2]。面對(duì)這種情況，為減少管道的阻力，相關(guān)人員可以在管道的內(nèi)壁上采用涂層技術(shù)，這有利于降低管道的腐蝕作用，使得管道的輸送量不斷提升。特別在長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸過(guò)程中，采用這種方式更有效地提升管道的輸送量。據(jù)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)記載，在管道內(nèi)部涂層能將管道的輸氣量提高4%～8%。內(nèi)部涂層使得管道內(nèi)部保持在光滑的狀況，極大程度上的降低了對(duì)運(yùn)輸過(guò)程的阻力，同時(shí)能有效地降低壓縮機(jī)的消耗的功率。使得機(jī)組建設(shè)投資的費(fèi)用大大降低，也降低了壓縮機(jī)的能源消耗。站在經(jīng)濟(jì)的角度看，將管道的生命周期所產(chǎn)生的所有費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算之后再?zèng)Q定是否需要對(duì)管道進(jìn)行涂層[3]。但是就節(jié)能減排而言，采用涂層方式后能降低總裝機(jī)的功率，減少壓氣站建立的數(shù)量，極大程度地降低了燃料的消耗。

1.3 選擇合適的壓縮機(jī)類型

在長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸過(guò)程中，壓縮機(jī)組是核心的、重要的增壓設(shè)備。電動(dòng)機(jī)、天然氣輪機(jī)這兩種類型是壓縮機(jī)經(jīng)常采用的原動(dòng)機(jī)。實(shí)際上，電動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)在排放指標(biāo)系數(shù)上存在著較大的差異。所以，長(zhǎng)輸管道在選擇壓縮機(jī)組類型的過(guò)程中要綜合考慮當(dāng)?shù)啬茉吹墓?yīng)狀況，在此基礎(chǔ)上選擇合適的壓縮機(jī)組類型，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

2 管道運(yùn)行節(jié)能措施

2.1 促進(jìn)管道運(yùn)行優(yōu)化

在確定管道系統(tǒng)物理參數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)對(duì)管道管系的水力學(xué)計(jì)算，對(duì)天然氣管道的運(yùn)行進(jìn)行不斷優(yōu)化。在優(yōu)化管道運(yùn)行的過(guò)程中需要考慮氣源的供應(yīng)狀況以及用戶使用天然氣波動(dòng)的情況。在優(yōu)化管道運(yùn)行時(shí)要有效滿足平穩(wěn)輸氣與供氣的目的，也要不斷降低天然氣總的原料動(dòng)力費(fèi)用，使其保持在最低水平為最佳。就長(zhǎng)輸管道而言，事先優(yōu)化管道運(yùn)行策略是最有效的節(jié)能措施。影響管道優(yōu)化運(yùn)行的因素多種多樣，因此，在實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行優(yōu)化的同時(shí)需要綜合考慮影響因素，及時(shí)地對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整。

2.2 促使壓縮機(jī)組的運(yùn)行效率提升

在管道總運(yùn)營(yíng)費(fèi)用中，壓氣站的運(yùn)行費(fèi)用所占比重最大，其費(fèi)用達(dá)到50%以上。在壓氣站中，壓縮機(jī)與原動(dòng)機(jī)的能源消耗最大，占到總費(fèi)用的70%。由此可見(jiàn)，想要使輸氣能源消耗降低，要不斷提升壓縮機(jī)組的使用效率。在中機(jī)組保持滿負(fù)荷的情況下能保證機(jī)組使用效率維持在正常水平，但是，其仍具有很大的節(jié)能空間。當(dāng)壓縮機(jī)組處于非滿負(fù)荷的狀態(tài)時(shí)，可以不斷提升機(jī)組入口的壓力，對(duì)壓縮機(jī)的剩余縫隙進(jìn)行調(diào)整，使得壓縮機(jī)組的運(yùn)行效率提升，最終提升節(jié)能效果。

3 利用余熱方式開(kāi)展節(jié)能工作

將生產(chǎn)過(guò)程中多余的熱能轉(zhuǎn)化為有用的電能，稱為余熱發(fā)電技術(shù)。據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)行業(yè)工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的燃料余熱。針對(duì)這種情況，相關(guān)人員可以采用余熱回收的辦法進(jìn)行余熱發(fā)電。進(jìn)行余熱使得無(wú)用的熱量得到了充分地利用，將其轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的效果。就目前而言，燃驅(qū)與電驅(qū)是輸氣管道壓氣站的主要驅(qū)動(dòng)方式，燃驅(qū)站使用的燃機(jī)排煙溫度可以達(dá)到500℃，將其收集并轉(zhuǎn)化為電能具有良好的節(jié)能效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，相關(guān)單位要重視天然氣長(zhǎng)輸管道節(jié)能減耗工作的開(kāi)展。從天然氣節(jié)能管道設(shè)計(jì)、優(yōu)化管道節(jié)能運(yùn)行方式、利用余熱方式等節(jié)能措施實(shí)現(xiàn)節(jié)能工作。在減少能源消耗的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更大的社會(huì)效益，最終促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

[1] 陳紹凱.高壓天然氣管道壓力能的回收與利用技術(shù)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2016，33（5）：36–43.

[2] 王柱華.榆林壓氣站高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)[J].天然氣與石油，2015，89（2）：89–96.

[3] 劉銀春,楊光,常志波,等.天然氣長(zhǎng)輸管道的節(jié)能降耗[J].天然氣技術(shù)，2014，36（8）：96–102.

Energy Saving Analysis of Long Distance Natural Gas Pipeline Design

Shen Feng-ju

In the design and operation of long distance natural gas pipeline，it is necessary to use the right way to save energy and reduce consumption.To reduce the transportation cost and realize the social benef i t.Therefore，this paper mainly discusses the energy saving measures of long distance natural gas pipeline design，to provide effective reference for its energy saving.

natural gas；long distance pipeline；design；energy saving analysis

TE973.1

：A

：1003–6490（2017）04–0206–01

2017–04–08

沈鳳菊（1972—），女，山東東營(yíng)人，工程師，主要研究方向?yàn)槭突すに嚰坝蜌鈨?chǔ)運(yùn)。