浅谈如何提高天然气管道输气效率

浅谈如何提高天然气管道输气效率

袁玉玺

中原油田分公司天然气产销厂 河南省濮阳市457162

【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，总结提高天然气管道输气效率的途径。

【关键词】天然气管道;输气效率;有效途径

一、天然气输送方式

天然气生产企业经过净化处理的天然气，通过不同的方式输送给用户。通过液化处理，经过储罐运输的方式，增加了天然气输送环节的能量消耗。采用管道输送的方式，是最为经济合理的输送类型。

天然气管道输送的方式，存在着一定的安全隐患问题，管道的建设施工的质量差，管道的耐压性能不能满足高压输送的需要。管道腐蚀严重，防腐措施不合理，引起管道过快地腐蚀，而影响到输气管道的安全运行。管道的焊接质量存在缺陷，引起管道连接处的泄漏，采取应急的补焊措施，才能恢复管道系统的密闭性，达到预期的输气效率。

管道输气的方式，在天然气生产现场得到广泛地应用，结合管道的运行特点，优化管道的运行参数，保证天然气输送的温度和压力，满足管道输送的技术要求。避免输气温度过低，而形成天然气水合物，堵塞输送管道，给管道输送带来巨大的危害。

二、管道能耗分类

在输气管道运行管理过程中发现，影响输气管道能效的因素有很多，譬如进销气量、分输气量、作业放空量、机组进出口压力、关键设备设施通过性、管道高程变化、管径大小、输送距离、管道材质、保温情况、介质物性、地区气候、跑冒滴漏等。为便于讨论，可大致将其归纳为两大类，即直接能耗和间接能耗。直接能耗是指在气体输运过程中由压缩机组、关键设备设施、管道本体等产生的能量损耗。间接能耗则是指在气体输运过程中由于管网运行工艺不尽合理、管道阀门及附属设施漏气、生产作业过程中气体放空等引起的能量损耗。从这两种能耗形式来看，间接能耗可以通过科学合理地调整管网工艺、提高完善设备设施的可靠性等措施来消除或避免，但直接能耗则无法完全避免，只可以通过新技术、新方法、新材料来尽量减少能量的损耗，在保证管道安全平稳输气的同时，提高管道系统的整体能效。

三、提高天然气管道输气效率的途径

1、加大推广SCADA系统的运用

SCADA系统是一种数据采集与监控控制系统，它主要是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统。另外，SCADA的应用领域非常的广，详细来说，它可以用在电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等很多领域的数据收集与监视控制过程中。另外，在天然气自动管道输送中运用SCADA系统，不仅可以监控天然气的生产、输送过程，还能最大限度的提升天然气调度的准确度。除此之外，SCADA系统还有以下优点：第一，可以实事搜集、记录以及整理、分析天然气输送过程中的一些数据，并在此基础上对天然气管道中存在的隐患进行处理，极大的提高了天然气管道的数据；第二，相关工作人员可以通过站在控界面观看到站内整个数据的监控，通过压缩机增压模式输送到下游站场，确保天然气管道输送的平稳运行。

2、合理控制输送管道的参数

通过科学的计算，确定影响输送效率的各项因素，采取相应的对策，达到更高的输送效率。输气管道的内径影响到输气的流量，大口径的管道系统，能够提高输气量。输气管道越长，流量就越低，合理设计输气管道的长度，设计中间的加压站，保证天然气输送的流量要求。输气管道内气体的温度越低，输气量越高，合理控制输气的问题，能够达到设计的输气量。提高输气管道首站和末站的压差，提高输送量，满足用户的用气数量和质量的要求。输气首站的压力对输气量的影响最大，末站的压力影响小，而且压缩机站的数量也影响到输气量，数量越多，输气的量也越大。如果设计一段新的输气干线，必须从末段开始设计，决定末段的长度和管径，末段必须达到输气和储气的技术要求，才能满足输气的需要。然后设计中间的管道的尺寸规格，再设计压缩机站的数量，设计起点的管段的规格型号，满足长距离输气的要求。

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。

4、定期对管道进行全面的检测

管道检测是提升天然气输送效率中不可或缺的一项工作。由于天然气在输送过程中，其本身所含有的成分与水发生反应，使得天然气输送管道容易发生腐蚀现象，因此，要对管道进行定期的检测，检查其防腐层的状态，并及时的做出评估，这样也可以有效的确定管道防腐层的绝缘性能。另外，对天然气管道进行定期的检查，可以查出管道的腐蚀程度，对腐蚀的部位进行积极的维护工作，有效的降低了天然气管道的腐蚀程度，也能够很好地预防天然气管道因为腐蚀穿孔造成的堵漏，同时也可以避免因为施工而造成的停止输气，使天然气的输送效率逐步提高。

5、定期清理管道

在天然气管道铺设工作完成后，管道进入了正常的工作状态，在此过程中，在管道内的天然气虽然经过了净化处理，但是也会有粉尘、杂质的存在，并且，天然气管道内的天然气也会受到温度的影响，温度降低，会导致天然气管道内出现凝析油或者凝析水等产物，此外，天然气中含有的硫化氢也会与水发生反应，使天然气管道的内壁产生锈蚀，这些产物在天然气管内低洼处堆积，阻碍天然气的流通，降低管道中天然气的输送效率，因此，定期的清理管道内的这些产物是必不可少的一项工作，对于提高管道内天然气的输送效率也发挥着不可替代的作用。

6、提高压气站的效率

压气站是为天然气管道输送提供动力的，油气田生产出来的天然气经压气站加压处理后输送至下游。应该采取有效的方式来保证出气口的压力充足，对出口的温度进行降温处理，防止高温造成对天然气正常输送的影响。除此之外，还需要全方位考虑管道输送过程中能量的损耗，压气站运行过程中本身的能量和输气过程中损耗能量之比。其中，管道输送气体过程中增加的能量是有效提高输气效率的主要因素之一，并且对管道输气过程当中所产生的能量消耗进行最大程度的控制。

7、加强管道运行监控

长输管道不断向着大口径、高压力、长距离发展，若仅仅依靠人力监控判断无法确保管道的长期完好运行，必须利用先进的系统化控制系统监控。目前SCADA系统已经在各大管道上使用，实现了对全管线运行参数的自动采集及控制，若某段压力出现压力异常，系统会自动报警，及时发现问题。同时泄露检测系统也被大型管道公司引进，通过检测管道中气流速度、声波等的变化，判断管道是否受到外力伤害或者发生泄露，保证了各类人为破坏事件及意外破坏事件的及时发现。

结束语：

简而言之，随着天然气应用的扩展和发展，输气管网应用密度提高，管道安装工艺和质量控制是输气系统安全运行的重要因素，在一定程度上决定了输气系统的安全运行。因此，要提高相关从业人员的安全意识和技术能力，加强相关监督管理措施，完善工程建设和后续服务，形成更加安全、可靠、有效的输配气系统。

参考文献：

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[2]高峰.浅析影响天然气管道安全的因素及保护措施[J].化工设计通讯，2021，（2）.