沈鳳菊

（北京石大東方工程設(shè)計有限公司，山東東營 257000）

天然氣長輸管道設(shè)計中的節(jié)能分析

沈鳳菊

（北京石大東方工程設(shè)計有限公司，山東東營 257000）

在進行天然氣長輸管道的設(shè)計及運行過程中，要采用正確的方式進行節(jié)能減耗，使得長輸管道的輸氣量提升，減少運輸過程的能耗。在降低運輸成本的同時實現(xiàn)社會效益。因此，主要探討天然氣長輸管道設(shè)計的節(jié)能措施，為其節(jié)能提供有效的參考意見。

天然氣；長輸管道；設(shè)計；節(jié)能分析

就管道行業(yè)而言，天然氣長輸管道運輸是重點工作。隨著我國節(jié)能減耗工作的開展，我國長輸管道設(shè)計過程中也重視天然氣長輸管道節(jié)能工作的進行。如何降低管道的直接損耗成為現(xiàn)代社會亟需解決的問題。因此，對天然氣長輸管道設(shè)計中的節(jié)能措施進行分析具有重要的現(xiàn)實意義。

1 天然氣長輸管道設(shè)計節(jié)能措施

1.1 不斷優(yōu)化系統(tǒng)工藝設(shè)計

就目前而言，我國的管道運輸發(fā)展迅速，管道在運行過程中不會采用單一的輸氣管道。我國已經(jīng)建立起區(qū)域性的管道運輸網(wǎng)絡(luò)，因此，在對新管道進行設(shè)計時，需要適當?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源[1]。在投資較低的情況下提升系統(tǒng)工藝的設(shè)計水平。想要達到這一目標需要在優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)合新老系統(tǒng)，使其構(gòu)成一個相對完整的管網(wǎng)系統(tǒng)。對施工的狀況進行仔細地計算與分析，促進管道系統(tǒng)構(gòu)成更加優(yōu)化。在設(shè)計過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輸量

天然氣在進行管道運輸時，會受到管道的阻力。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，輸送的壓降會更大[2]。面對這種情況，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。特別在長輸管道運輸過程中，采用這種方式更有效地提升管道的輸送量。據(jù)準確數(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運輸過程的阻力，同時能有效地降低壓縮機的消耗的功率。使得機組建設(shè)投資的費用大大降低，也降低了壓縮機的能源消耗。站在經(jīng)濟的角度看，將管道的生命周期所產(chǎn)生的所有費用進行計算之后再決定是否需要對管道進行涂層[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 選擇合適的壓縮機類型

在長輸管道運輸過程中，壓縮機組是核心的、重要的增壓設(shè)備。電動機、天然氣輪機這兩種類型是壓縮機經(jīng)常采用的原動機。實際上，電動機和燃氣輪機在排放指標系數(shù)上存在著較大的差異。所以，長輸管道在選擇壓縮機組類型的過程中要綜合考慮當?shù)啬茉吹墓?yīng)狀況，在此基礎(chǔ)上選擇合適的壓縮機組類型，最終實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

2 管道運行節(jié)能措施

2.1 促進管道運行優(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)對管道管系的水力學計算，對天然氣管道的運行進行不斷優(yōu)化。在優(yōu)化管道運行的過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的情況。在優(yōu)化管道運行時要有效滿足平穩(wěn)輸氣與供氣的目的，也要不斷降低天然氣總的原料動力費用，使其保持在最低水平為最佳。就長輸管道而言，事先優(yōu)化管道運行策略是最有效的節(jié)能措施。影響管道優(yōu)化運行的因素多種多樣，因此，在實現(xiàn)管道運行優(yōu)化的同時需要綜合考慮影響因素，及時地對方案進行調(diào)整。

2.2 促使壓縮機組的運行效率提升

在管道總運營費用中，壓氣站的運行費用所占比重最大，其費用達到50%以上。在壓氣站中，壓縮機與原動機的能源消耗最大，占到總費用的70%。由此可見，想要使輸氣能源消耗降低，要不斷提升壓縮機組的使用效率。在中機組保持滿負荷的情況下能保證機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。當壓縮機組處于非滿負荷的狀態(tài)時，可以不斷提升機組入口的壓力，對壓縮機的剩余縫隙進行調(diào)整，使得壓縮機組的運行效率提升，最終提升節(jié)能效果。

3 利用余熱方式開展節(jié)能工作

將生產(chǎn)過程中多余的熱能轉(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)，在各個行業(yè)工作過程中會產(chǎn)生大量的燃料余熱。針對這種情況，相關(guān)人員可以采用余熱回收的辦法進行余熱發(fā)電。進行余熱使得無用的熱量得到了充分地利用，將其轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)環(huán)境保護的效果。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)動方式，燃驅(qū)站使用的燃機排煙溫度可以達到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

綜上所述，相關(guān)單位要重視天然氣長輸管道節(jié)能減耗工作的開展。從天然氣節(jié)能管道設(shè)計、優(yōu)化管道節(jié)能運行方式、利用余熱方式等節(jié)能措施實現(xiàn)節(jié)能工作。在減少能源消耗的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更大的社會效益，最終促進我國社會經(jīng)濟的迅速發(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].油氣儲運，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，山東東營人，工程師，主要研究方向為石油化工工藝及油氣儲運。