天然气长输管道设计与施工优化措施

王国振

（中石化胜利油建工程有限公司，山东 东营 257073）

一、天然气输送管道

天然气通常用作燃料，也应用于制造化学药品、液化石油气和炭黑等，并且天然气在重要的化工生产当中也进行应用，比如生产丙烷、丁烷等。天然气运输管道具有很多优势，比如建设成本低、占地少，输送运输量大，建设速度快，具有很高的安全性能，不排放“三废”，好管理，可以进行远程监控等。

二、天然气的管道输送概况

应用管道输送是进行天然气输送的一个主要形式。天然企业的管道输送能耗低，运费低，运量大，并且可以连续密闭输送，具有很高的安全性。管道输送天然气的工艺参数：天然气管道输送的工艺参数主要有输气量、输气压力、输送距离、管径、输气温度等。

（一）输气量。

天然气的输气量一般都是根据年输气量和日输气量进行计算，在应用年输气量时，通常以365 d 作为工作天数进行计算。

（二）输气距离。

输气距离通常是指输送管道的长度，进行设计输气管道时，通常先确定气源和用户，然后按照线路走向和距离设定方案，对应用的天然气管道的长度进行确定，具体长度是在天然气管道起点开始，到天然气使用客户的交气点所以应用的管道长度 [2]。

（三）输气压力。

输气压力是指天然气管道的最高输气压力，应用MPa进行计算，没有应用压缩机的输送管道是以管道起点的压力作为最高压力，应用了压缩机的输送管道，是压缩机的出口压力为管道输送压力。

（四）供气压力。

供气压力是指利用输气管道沿线或者是末端向各使用用户进行供气，在供气合同当中根据要求确定的交气压力，进行管道输送天然气一定要满足这些压力的要求，同时这是进行管道设计的条件。

（五）输气温度。

输送温度是在输送天然气的过程中，因土壤导热及压力降低导致温度降低。因管道沿程的各个点温度有一定的变化，会影响输气工艺计算，也会影响天然气水、烃露点温度。

三、天然气长输管线工艺设计

（一）长输管线的类型。

长输管线通常分为四种类型：第一是坑口煤制气厂的集气站距离城市或者工业基地的修配站应用的管线。第二是油气田集（压）气站距离城市配气站应用的管线。第三是最近城市的天然气输气干线一级调压站距离城市配气站应用的管线。第四是邻近城市的石油化工厂、制气厂、焦化厂、石油炼厂集气站、矿井气转输站等距离城市储配站所应用的管线。

（二）天然气长输管线的功能。

长输管线主要是按照使用用户的需求，进行输送经过净化处理符合管道输送的气质标准的相应天然气输送至各个用户或城市，应用的长距离输气管线系统通常都包括输气干线、燃气净化设备、集输管网、分配站（终点调压计量站）、压气站、管理维修站、管路附件、电保护装置、通讯和遥控设备等部分组成。在气源输送过来的天燃气，通过节流，分离和脱游离水、油及杂质以后，进入到集气站。在集气站运输出来的天燃气再到处理厂深入净化到达起点站，在起点站进行除尘、凋压，经过计量后进入输气干线，假如燃气起点的压力低，就先在压气站进行升压，然后输送。

天然气长输管线系统具有下面的功能：第一，计量。长输管线进行输气的过程中必须要设置专门的流量计测量。第二，增压。因地理原因、末段用户距离不同及气田原始压力不同等因素，长距离输管道进行燃气的输送过程中经常应用压缩机增压。第三，接受和分输。进行大口径长距离输气管道通常会经过很多个气田给沿线的城市供气使用，所以在进行燃气的输送过程中要接收气田来气及分输给相应的各个城市。第四，截断。长输管线也会有损坏和更新的时候，要保证管线的某个地方发生损坏时不引起大面积断气及相应的防控损失，要在管线中间设置多个截断阀，保证在有意外发生时可以利用截断阀进行关闭输送燃气，切掉气源。第五，调压。和长输管道相连接的下游管线在设计时压力等级一般都比较低，比如一些城市管网，所以，需要在干管出口进行压力调整，使其比较稳定。第六，清管。管道输送的过程中，会有一些施工留下的脏乱杂物等，也会有因常年运行后出现的一些固体颗粒、积液和锈渣等。所以，长输管道输送过程中也要进行定期清理，以保证输送安全和质量。第七，储气调峰。天然气的一天生产及运输量通常都是均衡的，可是城市或用户在进行燃气的使用时会随时变更，所以，应用长输管线末端的压力变化，进行缓冲部分压力不均情况，以保证整体输送系统的均衡供气，安全输送。

（三）天热气长输管线具体设计要求。

天然气进行长输管线的工艺设计是结合设计任务书设定的输送距离和输送量进行工艺计算，分析和研究后设定施工方案，选择经济实用符合施工要求的最好方式。

第一，对管线输送能力和总体工艺流程进行确定。进行管道输送能力设定时，要考虑以后的发展情况，也要考虑在应用过程中进行输送量的影响、事故处理及管道维修等各种因素，并且进行管道末端储气能力的详细计算，以满足管道沿线全部用户的需求。输送方式要根据输送能力和气源压力及用户需求压力进行解决，分析和研究是否需要进行增加压力。确定了输送量和压气站的距离后，根据水力计算方式能够了解到管径和输气压力的平方差呈现反比例关系，也就是管径大，输气压力的平方差就会小。因此要合理选择管径和输气压力平方差，做到经济实惠，如果加压输送就会消耗大量能源，同时让系统经营管理变得复杂，增加了经营费用；如果降低输气压进行增大输送管径，这样线路造价会增加，同时，增加管径也会有制管能力的影响，所以，必须进行二者的合理比较后进行选择和决定。根据经验通常是在 500~600 km 以内的距离输送，可以进行加压输送。起源的压力低适合在首站进行加压。第二，对管径和压气站的距离和压力比的确定。上面的比较和计算选择了相应的管路，确定了管径、管壁厚，选择了相应的管材，假如进行加压输送，就要对压比和站距离进行合理选择。

选择压比，要分析和研究压缩方式，一般在长输管线上应用的是离心式的压缩机。第三，选择站场布局和站内流程。

四、结语

总之，天然气是现代人们生产生活的必须能源，在进行其应用过程中应用的是管道输送。天热气管道输送管线的工艺设计要根据天热气的特点和用户需要进行科学设计，要对整个输送过程进行距离、安全等各种因素的综合考虑，以安全和质量为前提，做到科学合理的设计出符合燃气运输的管线工艺。