探析提高天然气长输管道输气效率的途径

摘 要：随着经济的快速发展，人们对优质能源的需求不断增长，天然气作为一种新型环保的能源，日益受到人们的青睐，因此，提高天然气的输气效率显得尤为重要。本文主要对影响天然气长输管道输气效率的因素进行了分析，并提出了提高天然气长输管道输气效率的有效途径。

关键词：天然气;长输管道;输气效率;途径;提高

在天然气长输管道输送过程中，输气效率不仅关系到企业的经济效益，而且也关系到资源的合理运用，因此，提高天然气长输管道的输气效率至关重要。通常，输气效率高低用输气效率系数来衡量，其是输气管道的实际输气量与理论计算输气量的比值，它表明了输气管道实际运行情况偏离理想计算的程度。一般情况下，影响输气效率的因素主要有管道内壁的粗糙程度、管径的大小和输气压力等。为了降低管道建设成本和运行成本，在设计中就要对管道运行中可能影响运输系数的各种因素综合考虑。

1 影响天然气长输管道输气效率的因素

首先，由于天然气属于易燃易爆气体，在天然气运输和储存过程中极易出现风险事故，因此，在通常情况下，天然气主要通过长输管道进行输送，长时间使用管道会对管道内壁造成磨损，使管道内壁粗糙不平，严重影响了输气效率;其次，在特殊情况下，在生产的过程中要考虑调峰能力。由于天然气本身固有的特点，所以在输气过程中，储存比较困难，再加上建立高压储罐涉及到成本和安全问题，建立低压储罐不但占地面积大，而且储气量受到限制，所以，要在生产调度中对调峰能力问题进行考虑。最后，由于天然气具有可压缩性，在气体体积压力同等的情况下，由于管道受到压力的不同，在输送的过程中就会有能量的不同损失，另外，高差也会对输气效率产生影响，和液体输送高差的影响相比，虽然要小的多，但是也不能被忽视。

2 提高天然气长输管道输气效率的途径

2.1 管道内壁涂刷涂层

众所周知，管道内壁的粗糙程度是降低管道输送能力的一个重要因素，将会对管道输气效率造成一定程度上的影响，因此，可以在管道内壁涂刷涂层减少内壁的粗糙程度，进而提高输气效率，但是这种方式在长期的输送过程中难免有磨损，久而久之，通过涂层来减少内部阻力提高效率的方式就不能很好的利用，由流体力学原理可知，流动在阻力平方区管道的水力摩阻系数与雷诺数几乎无关，只会作为管壁绝对粗糙度的函数，倘若能使管道内壁的粗糙度减小，就可以使水力摩阻有效的降低，但在长期的输送过程中这种方式难以实现。要想真正的做到准确的把握流动效率，就要准确的预测在内部有涂层的条件下，准确的掌握内部涂层的粗糙程度和阻力系数计算公式。

2.2 提高管道入口压力

提高管道入口压力，可以有效提高输气效率，目前，该种方法在实际的输送过程中已经得到了验证。首先，对压缩机出口的天然气进行合理地冷却处理，降低压缩机出口天然气的温度，由于天然气输气量与温度成反比，天然气温度越低，输气量就会越大，因此，降低压缩机出口的温度，可以增加天然气的输气量，在很大程度上提升了天然气的输气效率。另外，降低出口温度，可以保证天然气的温度不会超过于内部管壁涂层的允许温度范围。

2.3 提高压气站效率

从能量消耗来看，输气效率可以理解为管输气体获得的能量增加值和压气站提供的能量之比。如果说提高管道效率是尽量减少消耗的管输气体的能量，那么提高压气站的效率就是在同样的能耗下，尽量增加管输气体的能量。提高压气站的效率就是在相同的能耗下，尽量地提高压气站的出口压力，同时要降低压气站的出口温度。实践证明，天然气出口温度与能耗降低量成反比，天然气出口温度越低，能量消耗量也随之降低。为了满足这一要求，通常天然气输送企业都会安装大型的天然气冷却装置对天然气进行冷却处理，以达到减少能量消耗的目的。采用的具体措施有：使用性能更先进的压缩机头，采用带变频手段的高压电机，采用变电机驱动的空冷器，采用可以调速的蒸汽轮机作为压缩机的主要驱动方式等。以此来提高压缩机及其配套动力系统的效率，进而提高压气站效率。

2.4 改进设备，减少输送阻力

天然气管道输送过程中的能量损失主要有沿程阻力损失和局部阻力损失，对这两种阻力进行有效改善，可以提高天然气的输气效率。首先，对天然气输送设備进行合理组合，定时检修，可以降低管道内部的阻力;其次，选用合理设备对天然气进行净化处理，提高天然气的净度，此外，尽可能减少闸板阀的使用，减少阻力，尽量使用直通阀;最后，在条件具备的情况下，尽量减少较深管道内部辅助零件的安装，在选用路线进行安装的时候，尽可能保证管道沿直线铺设，以便提高天然气管道输气效率。

3 结束语

综上所述，天然气长输管道输气效率受到多种因素的影响，提升其输气效率的途径主要有在管道内壁涂刷涂层、提高管道入口压力、提高压气站效率和改进设备，减少输送阻力等几方面。在实际的输送过程中，相关单位需要从实际角度出发，对影响其输送效率的因素进行全面地分析和细致地探究，多种措施并行，进而达到全方位的提升天然气长输管道运输效率的效果和目的。

参考文献：

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[2]尚长印.天然气流量计量的发展和计量器具选型[J].石油工业技术监督，2005（05）.

[3]张伟，穆虹，董绍华.天然气长输管道冬季液态排污物的成因[J].油气储运，2006（05）.

作者简介：

杨文国（1985- ），男，江西吉安人，毕业于西南石油大学油气储运工程专业，工程师，从事天然气安全生产管理工作。