如何提高天然气长输管道输送效率的方法

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随着社会的发展,天然气长输管道建设越来越受到重视。进一步加强天然气长输管道的输送效率研究具有非常重要的意义,其不仅能有效的满足人们的需求,同时能进一步改善环境。但是就目前的情况来看,在实际应用过程中会因为很多因素影响天然气长输管道的输送效率,对此需要采取有效的措施进行优化,从而提高输气管道的利用率,延长管道的使用寿命,实现安全、经济运行。基于此本文分析了提高天然气长输管道输送效率的方法。

文 | 安培

1 天然气长输管道工程建设现状

随着社会的发展,我国加大了天然气长输管道的建设,我国是以“西气东输”工程为最高水准。“西气东输”工程涉及的领域非常广,西边是从塔里木盆地开始,到东边的上海区域,该工程全程都是全自动控制,其供气范围涉及的领域也是非常广,包括了华中、华东以及长江三角洲地区,整个过程管线特别长,因此需要加强整个输送量。对此以下主要结合“西气东输”工程进行了相关分析。

就目前的情况来看,我国对于天然气长输管道方面都制定了相应的标准,同时也引进了一些先进技术载管线路径方面,例如3S 技术;对于这样技术在日常的管理过程中也基本都实现了自动化,其最大的优势是能够进行数据的收集,在线测量以及相关工作。

就目前的情况来看,在该方面也应用了很多现有的设备,主要是使用了气动球阀,而关于输气管道常常用到的增压机组也主要是分为2 种,即离心式与往复压缩式;如今我国也加大了对于管道建设相关方面的研究,不断引进先进的管理技术,并进一步加强了监理的控制,因此各个方面的控制水准也达到了国际的相关标准。

2 输气效率的影响因素

2.1 天然气的粘度

流体具有很多的特性,其粘度是其中的一种,而粘度主要是和摩擦力有很大的关系,在整个过程中如果运输的气体或者液体粘度不断增加,那么就会直接增加其中的内摩擦力,那么也会在很大程度上降低输送的效率。

综上可以知道,天然气管道输气效率会直接受到粘度的影响,而其主要的影响因素是温度,对于天然气来说,温度和粘度是正比的关系,因此我们需要合理的控制天然气的粘度,从而能够有效的保障输气效率。

2.2 管径的大小

管道主要的作用是进行天然气的输送,而输送量的大小则是由管径来确定的,如果管径越大,在保证其他因素不变的情况下就能够进一步增加输送的天然气,从而提高输送的效率。但是需要注意的是在这个过程中其也不是无限扩大的,是有一定的范围,如果达到一定的程度的时候,就会进一步增加截面的需求量,同时也会进一步增加时间和长度,从而限制了输送的效率。

另外,因为管径的影响会进一步增加成本,因此需要合理的对其进行控制。

2.3 天然气的流量

流量和管径、流速也是成正比的关系,如果管径越大,在确保各个条件的基础下,流量就会越大,如果根据理论知识进行比较,就会进一步提高输气效率。如果管径到达了一定的范围的时候,就需要进一步分析,目前主要使用的是流体动力学进行,其流速超过了4 000 的时候,就会使得天然气处于一个湍流区,从而影响到管壁,发生一系列的损坏现象,从而不能及时的进行沉淀物的排放,进一步降低天然气的流量,对此必须要采取有效的措施进行控制,目前主要是进行管道的更换工作,但是这会增加成本,不能保障输气的效率。

3 提高天然气长输管道效率的方法

3.1 降低输气管道的摩阻损失

为了提高输气效率,需要进一步控制输气管道的摩阻损失,因此需要进一步控制管道内的粗糙度。就目前的情况来看,我们也可以选择使用输气管道内壁涂层的方法,从而能够合理的控制涂层的应用,进一步降低内壁的摩擦,有效的确保输送效率。

使用内涂层技术能够有效的延长输气管道的使用寿命,同时进一步延长管件及阀门的寿命,进一步控制管道内的沉积物,确保气体的纯度满足相关要求,进一步保障输送气体的质量。合理的控制环境问题,并进行定期的检查和保养工作是非常重要的。如今,使用管道涂层技术已经成为了主要方法,其能够有效的控制管道内壁的摩擦力,控制输送过程中的阻力,因此也是在很大程度上确保了输气的能量。

因为长距离的输气管道是存在一定的位置差,因此在进行设计的过程中也会产生一定的差值,因此需要合理的进行管道输送条件的优化,从而能够进一步降低管道的所需要的能量,合理的控制输送成本,确保输送的效率。

3.2 防腐处理

3.2.1 管道外表面处理

长输天然气管道外表面处理直接影响着钢管和防腐层的粘结程度,如果不能有效的处理这个过程,就会引发一系列的问题,包括管道起泡、翘起、返锈等。对此需要采取有效的措施进行控制,目前我们主要是根据(GB/T8923-1988) 除锈等级标准进行管道外表的处理,需要注意的是在这个过程中需要确保其表面的粗糙度,根据相关要求进行各个层面的控制,从而能够有效的控制管道外表面的粗糙度。

3.2.2 涂覆技术

就目前的情况来看,进行长输管道外防腐层的涂覆方法有很多,主要是机械喷涂、手工刷涂、淋涂和滚涂、热缠绕等,每一种方法都有自己的特点,因此需要结合实际情况进行材料以及管道埋设的方法选择,从而能够有效的保障施工工艺的顺利进行,确保涂覆质量。

3.2.3 防腐层

长输天然气管道在输送的过程中因为地形以及气候等多方面因素的影响使得输送过程中体现出长距离、高压力、地域广和大流量等特点。在实际管道防腐层材料选择的时候需要综合多方面因素进行考虑,包括土壤、施工环境、经济性等方面,从而能选择最为合适的方法。

如果是遇到低洼富水地段,我们需要从耐水以及化学腐蚀方面考虑涂层材料,目前主要的材料是还氧煤沥青及煤焦油瓷漆;在氯化物盐渍地段,一般选取PE、煤焦油瓷漆和用熔结环氧;对于高温环境,主要是使用熔结环氧粉末材料;而对于一些穿越河流、隧道、公路路段主要是使用强度高、耐磨性能好、表面摩擦阻力小的熔结环氧涂层材料。

3.3 长输管道的参数优化

为了能够合理的控制天然气长输管道输气压力,需要保证整个运行的压力是控制在管道设计压力中的,从而才能够达到安全稳定的目的。进行输气管道运行时,需要根据实际情况降低管道和设施的压力,从而能够有效的节约资源,确保天然气的输送效率。

需要注意的是整个过程中还需要保证运行温度,从而能够有效的防止腐蚀问题。温度必须要小于腐蚀材料的承受范围,从而能够确保输气管道的热力能够达到相关标准。

另外还需要定期进行输气管道的维护保养工作,并结合管道实际情况进行维修工作。如果是滑坡地段的埋地管线尤其要加强检查,及时采取措施解决存在的问题,从而能够有效的控制损失。天然气的长输管道系统必须要确保是严密的,对此要经常进行紧密性的检查,有发现问题要采取措施进行控制。

总之,为了确保天然气长输管道的输送效率,需要进一步加强对其的研究,在实际应用中采取有效的措施进行控制,从而不断地提高管道效率及压气站效率,进而提高整个长输管道的输送效率。

参考文献:

[1] 高渊,李海梁. 长输管道安全防护技术探讨[J]. 化工管理,2015,09:57.

[2] 吴东. 天然气长输管道运行优化[J]. 石化技术,2015,04:5-6+108.

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