论文部分内容阅读
[摘要]天然气站场是天然气管道输送系统的重要组成部分。而大型输气管道的能耗直接影响着输气成本的高低。较高的生产成本能导致公司的生产成本增加，且过多的排放造成污染环境，真对这些问题，本文主要阐述了管道运行方法、压气站优化、管道内涂减阻、降低天然气损耗、输气管道系统节能技术等进行了分析论证。
[关键词]天然气输送节能减排运行优化
中图分类号：K 01+ 8 文献标识码：K 文章编号：1009―914X（2013）31―0508―01
引言：所谓的“节能减排”便是节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。而企业是循环技术、低碳技术和生态技术是企业发展的主体，是绿色经济的主要实践者，是实现低碳经济的一个非常重要的措施。
一、输气管道节能管理现况
天然气是一种重要能源和化工原料，它的燃烧热值高，对环境的污染少，被称为“清洁能源”，近半个世纪以来，特别是90年代，我国的油气管理建设发展迅速，近期建成的库鄯原油管道、陕京和涩宁兰输气管道、兰成渝成品油管道和西气东输管道设计均采用了国际行进技术。管道的勘察设计、施工、营运已走向世界先进管道行列。近十年来，我国天然气管道飞速发展，天然气主干管网正在逐步形成。随着管道的建设和管道沿线天然气市场的开发，管网的输气量和运输周转量将以超过预期的速度迅速增长，每条管道及整个管网的运行管理也相应地变得越来越复杂、越来越重要，其中最突出的问题之一。由于大型输气系统的运行能耗和损耗很大，如何以降低管输能耗为目的实现天然气管道优化运行，保证对用户连续稳定供气，降低输气成本，其节能降耗尤为重要。
二、输气压力选择
输气时气流与管壁的磨擦，造成压力损耗，靠沿线压气站连续升压实现长距离输气。所以，摩擦损耗是能耗的基本构成。现在首先来研究输气基本工艺和能耗的关系。
从物理意义上讲，提高压力使管内天然气的密度加大，降低了管内天然气的实际速度以及压力降。所以，作为主要线路损耗形式的磨损减少了。另外，天然气的密度越大，压缩机的效率也越高，同样功率的压缩机所产生的压头也越高。系统的最大工作压力，因受输气机组能力及管材机械性能所限，各国采用管道钢材都有一个发展过程。
另外，根据管线施工和运行条件要求，管线钢材除强度指标外，还要有一定的韧性。如管线焊接试验、施工拉运、弯头现场冷弯、现场对口焊接以及下沟等一系列配套工艺的试验，取得了一定的进展，提高输气压力，是今后管道工业发展的方向。
三、输气温度选择
天然气沿管道流动时，因要克服流体阻力，压力会逐渐降低。压力降低会使气体密度下降，线速度也要变化。此外由于天然气与土壤的热交换，天然气的温度也会降低。输气温度对系统能耗关系很大，除向土壤散热损耗外，压气机组的效率与输气温度密切相关。
从物理意义上讲，在一定压力下，天然气的温度越低，其密度就越高，结果是摩阻损失减少，等于提高了管线实际输量，节约了能耗。
另外，从运行安全考虑，为防止温降所引起的水合物堵塞管道以及在北方地区输气温度过高所引起的冻土融化而造成的支座变形和应力超限，也要求冷却管道内的天然气规定天然气的水露点和烃露点不得超过最低环境温度。在压气站上应设置足够容量的天然气冷却器，以便保证以合理的输气温度在整个系统运行，达到常温输气，节约能耗的目的。
四、管道减阻涂料的应用
输气管道减阻内涂层可以大幅度降低摩阻系数，增加输气量，降低输送功率。涂料是管道内涂层的物质基础，可用作管道内减阻涂料的涂料品种很多，包括环氧树脂涂料、环氧聚氨醋涂料、环氧酚醛涂料以及煤焦油环氧涂料等，但是由于各种涂料的性能有所不同，因此，应针对管线的不同要求筛选
1、最适合的内减阻涂料类型。
1.1涂层表面光滑平整。即涂层的表面粗糙度要小，涂层才具有良好的减阻效果。
1.2耐磨性和硬度。由于减阻类涂层较薄，８０ !ｍ，因此较好的耐磨性和硬度可以保证涂层能够承受管道内砂砾和清管器所造成的磨损；良好的附着力可保证涂层在储运、弯管、敷设。
1.3附着力。和清管、运行过程中不脱落；ｄ）耐压性。能够承受气压和水压的反复变化；采用普通喷涂技。
1.4易于涂装。即可在常温常湿条件下，由于管道的环氧粉末外防腐层施工需要 ２４０ ℃、1.5耐热性。左右的高温，因此若采用“先内后外”的施工方式，要求内涂层应能耐受短期高温。
五、不同压比方案的经济比较
1、压缩机站机组配置
机组配置是管道输气系统的重要组成部分，合理的配置
对工程的经济性及以后管道安全、高效运行起着重大作用，
一般说来，机组配置主要包括以下几个方面。
2、保证管道正常高效输送的配置
选用的机组除了在设计输量下高效安全运行外，还应在每年不同输量下都能安全运行，并尽量在高效区工作，同时为使机组操作、维修方便，减少备损备件的种类和数量，要求全线压气站的压缩机组尽量选择同一型号。
3、保证管道安全稳定输送的配置
在正常工作机组失效时，保证管道系统的正常输送，通常有两种方式：
3.1 每个压缩机站完整准备一套机组，当正常工作机组出现故障不能运行时，该机组迅速启动，保证系统稳定供气。
3.2 设计时单机组功率有一定富裕量，某站失效时，下游紧邻的 １ 个或多个压缩机站增加功率进行补偿，从而保证管道流量稳定，当然，单机组功率富裕量应通过站场失效的水力计算分析来确定。
六、机组驱动方式的选择
长输天然气管道压缩机站机组的驱动方式主要有两种方式：燃气轮机驱动和变频电机驱动，二者在实际应用中各有千秋。从技术方面看，具有可靠双外电源的压缩机站，无论采取哪种驱动方式均能满足输气工艺工况的需要。从运行管理方面考虑，电机驱动与燃气轮机驱动相比，具有较多优点：
1、运行可靠，电机机组的平均无故障时间。
2、管理简单，维护工作量小，维护费用低，电气设备并不像燃气发生器和动力透平经常经受机械应力和热应力，虽然风机、变频器、Ｖ控制装置、变压器及开关等部件需要维护，但是，超过 ３ 年运行期后，这些部件的维修量非常小，并且不像燃机需要大修。
3、我国西部电力资源丰富，采用电机驱动压缩机可以节省天然气，将宝贵的洁净天然气能源节约下来输送到能源相对匮乏的东部地区，对合理利用能源有着重大意义。
七、天然气输送系统运行中的节能增效措施
1、单位输气量的能耗首先与输气压力有关，将输气压力提高到 １０ Ｍ Ｐａ 以上，采用 Ｘ ８０ 级以上的高强度钢管，是提高天然气输送系统经济效益的发展趋势。应在材料研制，制管工艺，焊接技术，管段拉运，现场弯管，下沟回填等技术，安全和环保方面，配套完成输气压力升级任务；
2、管道内壁采用减阻内涂层技术，有利于管内壁冶金缺陷的检查，可以缩短气体管道的干燥时间，减少管壁的物质沉积，提高输送介质的纯度，改善流体的流动性能，减少污染，降低维护费用，减缓内壁腐蚀等；
3、在压气站的设计中，应选用高效输气机组等主要设备，其特性和数量的组配，必须能适应供气量变化和应付中间站故障，保证整个系统在最佳工况区运行；
4、在天然气输送系统设计中，应尽力降低燃料气，起动气，除尘气，反冲气的消耗量，以降低漏气量和事故放空量，达到节能增效目的；
5、天然气输送系统中的系统燃料气及其他消耗占输气总量的 １２％。设计运行中的节能增效措施，是提高经济效益的重要手段。
结语：本人根据天然气管道能源管理工作经验，以天然气管道的运营特点和控制系统信息技术为标准，为天然气管道的安全、可靠、高效、经济运行提供技术支持，对优化运行、节能降耗具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 李春兰 长输天然气管道工艺优化计算应用初探[J]中国海上石油1991.04.
[2 ]丁书。我国管道运输勘察技术现状分析 [J ]大众商务 2009.3
[3] 高飞 我国能源现状及政策解析[J ]资源与发展 2006.26
[关键词]天然气输送节能减排运行优化
中图分类号：K 01+ 8 文献标识码：K 文章编号：1009―914X（2013）31―0508―01
引言：所谓的“节能减排”便是节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。而企业是循环技术、低碳技术和生态技术是企业发展的主体，是绿色经济的主要实践者，是实现低碳经济的一个非常重要的措施。
一、输气管道节能管理现况
天然气是一种重要能源和化工原料，它的燃烧热值高，对环境的污染少，被称为“清洁能源”，近半个世纪以来，特别是90年代，我国的油气管理建设发展迅速，近期建成的库鄯原油管道、陕京和涩宁兰输气管道、兰成渝成品油管道和西气东输管道设计均采用了国际行进技术。管道的勘察设计、施工、营运已走向世界先进管道行列。近十年来，我国天然气管道飞速发展，天然气主干管网正在逐步形成。随着管道的建设和管道沿线天然气市场的开发，管网的输气量和运输周转量将以超过预期的速度迅速增长，每条管道及整个管网的运行管理也相应地变得越来越复杂、越来越重要，其中最突出的问题之一。由于大型输气系统的运行能耗和损耗很大，如何以降低管输能耗为目的实现天然气管道优化运行，保证对用户连续稳定供气，降低输气成本，其节能降耗尤为重要。
二、输气压力选择
输气时气流与管壁的磨擦，造成压力损耗，靠沿线压气站连续升压实现长距离输气。所以，摩擦损耗是能耗的基本构成。现在首先来研究输气基本工艺和能耗的关系。
从物理意义上讲，提高压力使管内天然气的密度加大，降低了管内天然气的实际速度以及压力降。所以，作为主要线路损耗形式的磨损减少了。另外，天然气的密度越大，压缩机的效率也越高，同样功率的压缩机所产生的压头也越高。系统的最大工作压力，因受输气机组能力及管材机械性能所限，各国采用管道钢材都有一个发展过程。
另外，根据管线施工和运行条件要求，管线钢材除强度指标外，还要有一定的韧性。如管线焊接试验、施工拉运、弯头现场冷弯、现场对口焊接以及下沟等一系列配套工艺的试验，取得了一定的进展，提高输气压力，是今后管道工业发展的方向。
三、输气温度选择
天然气沿管道流动时，因要克服流体阻力，压力会逐渐降低。压力降低会使气体密度下降，线速度也要变化。此外由于天然气与土壤的热交换，天然气的温度也会降低。输气温度对系统能耗关系很大，除向土壤散热损耗外，压气机组的效率与输气温度密切相关。
从物理意义上讲，在一定压力下，天然气的温度越低，其密度就越高，结果是摩阻损失减少，等于提高了管线实际输量，节约了能耗。
另外，从运行安全考虑，为防止温降所引起的水合物堵塞管道以及在北方地区输气温度过高所引起的冻土融化而造成的支座变形和应力超限，也要求冷却管道内的天然气规定天然气的水露点和烃露点不得超过最低环境温度。在压气站上应设置足够容量的天然气冷却器，以便保证以合理的输气温度在整个系统运行，达到常温输气，节约能耗的目的。
四、管道减阻涂料的应用
输气管道减阻内涂层可以大幅度降低摩阻系数，增加输气量，降低输送功率。涂料是管道内涂层的物质基础，可用作管道内减阻涂料的涂料品种很多，包括环氧树脂涂料、环氧聚氨醋涂料、环氧酚醛涂料以及煤焦油环氧涂料等，但是由于各种涂料的性能有所不同，因此，应针对管线的不同要求筛选
1、最适合的内减阻涂料类型。
1.1涂层表面光滑平整。即涂层的表面粗糙度要小，涂层才具有良好的减阻效果。
1.2耐磨性和硬度。由于减阻类涂层较薄，８０ !ｍ，因此较好的耐磨性和硬度可以保证涂层能够承受管道内砂砾和清管器所造成的磨损；良好的附着力可保证涂层在储运、弯管、敷设。
1.3附着力。和清管、运行过程中不脱落；ｄ）耐压性。能够承受气压和水压的反复变化；采用普通喷涂技。
1.4易于涂装。即可在常温常湿条件下，由于管道的环氧粉末外防腐层施工需要 ２４０ ℃、1.5耐热性。左右的高温，因此若采用“先内后外”的施工方式，要求内涂层应能耐受短期高温。
五、不同压比方案的经济比较
1、压缩机站机组配置
机组配置是管道输气系统的重要组成部分，合理的配置
对工程的经济性及以后管道安全、高效运行起着重大作用，
一般说来，机组配置主要包括以下几个方面。
2、保证管道正常高效输送的配置
选用的机组除了在设计输量下高效安全运行外，还应在每年不同输量下都能安全运行，并尽量在高效区工作，同时为使机组操作、维修方便，减少备损备件的种类和数量，要求全线压气站的压缩机组尽量选择同一型号。
3、保证管道安全稳定输送的配置
在正常工作机组失效时，保证管道系统的正常输送，通常有两种方式：
3.1 每个压缩机站完整准备一套机组，当正常工作机组出现故障不能运行时，该机组迅速启动，保证系统稳定供气。
3.2 设计时单机组功率有一定富裕量，某站失效时，下游紧邻的 １ 个或多个压缩机站增加功率进行补偿，从而保证管道流量稳定，当然，单机组功率富裕量应通过站场失效的水力计算分析来确定。
六、机组驱动方式的选择
长输天然气管道压缩机站机组的驱动方式主要有两种方式：燃气轮机驱动和变频电机驱动，二者在实际应用中各有千秋。从技术方面看，具有可靠双外电源的压缩机站，无论采取哪种驱动方式均能满足输气工艺工况的需要。从运行管理方面考虑，电机驱动与燃气轮机驱动相比，具有较多优点：
1、运行可靠，电机机组的平均无故障时间。
2、管理简单，维护工作量小，维护费用低，电气设备并不像燃气发生器和动力透平经常经受机械应力和热应力，虽然风机、变频器、Ｖ控制装置、变压器及开关等部件需要维护，但是，超过 ３ 年运行期后，这些部件的维修量非常小，并且不像燃机需要大修。
3、我国西部电力资源丰富，采用电机驱动压缩机可以节省天然气，将宝贵的洁净天然气能源节约下来输送到能源相对匮乏的东部地区，对合理利用能源有着重大意义。
七、天然气输送系统运行中的节能增效措施
1、单位输气量的能耗首先与输气压力有关，将输气压力提高到 １０ Ｍ Ｐａ 以上，采用 Ｘ ８０ 级以上的高强度钢管，是提高天然气输送系统经济效益的发展趋势。应在材料研制，制管工艺，焊接技术，管段拉运，现场弯管，下沟回填等技术，安全和环保方面，配套完成输气压力升级任务；
2、管道内壁采用减阻内涂层技术，有利于管内壁冶金缺陷的检查，可以缩短气体管道的干燥时间，减少管壁的物质沉积，提高输送介质的纯度，改善流体的流动性能，减少污染，降低维护费用，减缓内壁腐蚀等；
3、在压气站的设计中，应选用高效输气机组等主要设备，其特性和数量的组配，必须能适应供气量变化和应付中间站故障，保证整个系统在最佳工况区运行；
4、在天然气输送系统设计中，应尽力降低燃料气，起动气，除尘气，反冲气的消耗量，以降低漏气量和事故放空量，达到节能增效目的；
5、天然气输送系统中的系统燃料气及其他消耗占输气总量的 １２％。设计运行中的节能增效措施，是提高经济效益的重要手段。
结语：本人根据天然气管道能源管理工作经验，以天然气管道的运营特点和控制系统信息技术为标准，为天然气管道的安全、可靠、高效、经济运行提供技术支持，对优化运行、节能降耗具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 李春兰 长输天然气管道工艺优化计算应用初探[J]中国海上石油1991.04.
[2 ]丁书。我国管道运输勘察技术现状分析 [J ]大众商务 2009.3
[3] 高飞 我国能源现状及政策解析[J ]资源与发展 2006.26