天然气长输管道的节能降耗

冯仁强 (博思特能源装备（天津）股份有限公司,天津 301700)

相对来说，利用长管道进行天然气的传输还是比较方便、稳定、快捷的。但是，由于受天然气本身介质特性的约束，其在传输过程中需要消耗较大的能量，这也是在当今能源紧张、实施环境保护大背景下所应重点解决的课题。

1 长管道输送天然气的过程特性

天然气属于一类洁净、低廉的易用资源，在整个世界范围内得到了越来越广泛的运用。然而，在我国境内天然气储藏量丰富的矿区绝大多数都分布于气候恶劣、经济和交通水平落后的地区，而它的应用区域大多集中在人口密集的城市和工业开发区，长管道运输在很多方面都较好地解决了所存在的问题，基本满足了天然气能源传输的需要。但是，其传输过程中的能量消耗亦是必须而且亟待处理好的关键问题。

尽管长输管路可以高效地传送天然气，然而在传送历程中要附带一定幅度的能源耗费。长管道输送天然气所造成的能源损耗具有两种类型，即：直接能源损耗和间接能源损耗。其直接能源损耗是由压缩设备、管路阻力、控制设备阻力等造成的能量耗费；间接能源损耗系由于天然气排放或是管路渗漏、外泄引起的能量耗费。其能量的直接耗费是介质流动和设备运行过程必然产生的能量耗费，仅可在优化工艺、加强设备维护保养、提高设备运行效率等方面来尽力地减小。而间接能源损耗是可以消除的，我们应最大限度地减小在输送天然气过程中所造成的能量损失，增强天然气传输节能品质，因此在实际传输天然气过程中开发和选用了多种类型的节能方案，继而实现节约传送天然气成本的目的。

2 减小直接能源损耗的手段

2.1 选取优质的传输流程

当今时期，最优质的传输天然气流程类型有高压传输流程和富气传输流程。高压传输流程可将天然气的密度保持在一定水平上，其较高的密度减小了天然气在传输过程中的流速。进而降低了天然气和传输管之间的流动摩擦力，减小了能量损耗。而且高密度亦提升了天然气的压缩比及压缩效率，并大大减小了天然气压缩能量损耗，减低了压缩过程的电机功率；富气传送流程系指依托在传送的天然气中掺进密度更高的气体来增强传输气体的密度，由此减小天然气在管内流动速速，减弱流动介质与管内壁之间的摩擦效应，增强传送效率。其工艺原理和高压天然气输送过程基本相同，均为依托提升传送介质密度来实现减小能量损耗的愿望。在富气传输过程中，一般掺加的高密度介质有C2H6和C3H8等重分子组分。

2.2 恰当匹配压缩设备和驱动机械

通常压缩设备有2种：往复型压缩机及离心型压缩机。前者的工作效率发挥得好，然而其运转零件因为往复运动而承受力矩大且较易磨损。故往复型压缩机一般用于负荷低、压缩比高的作业区域；离心型压缩机的压缩比及工作效率一般都较低，而且其结构中不包含因受力大而易损坏的零部件，故其一般用于负荷大、压缩比低的场合。长距离输送天然气的管道具有流量大、流程长，且需要介质流动稳定，管道、设备工作寿命长等特殊性，因而一般选取离心型压缩机。

带动离心型压缩机的驱动设备有电动机、汽轮机及燃气轮机。因长距离输送天然气管道布置区域与供汽装置所处位置之间相距太远，因而此类系统极少运用以汽为驱动力的汽轮机。电动机拥有较多优于燃气轮机的特点，然而，电动机的运转过程要依托电网运行的效果而变化，故在靠近电网的区域选取电动机，在离电网较远的区域选取燃气轮机。

2.3 减小传输流程中及局部的摩擦阻力

在管路沿线介质流动所承受的管壁摩擦阻力可造成一定幅度的能量损耗，故我们必须尽力减小介质流动摩擦阻力，介质流动承受摩擦阻力的程度依介质流动状态及管道内表面光滑程度而变化。我们能利用高压输气和富气传输方式来调整介质的流动状态；可依托给传输管道内加涂层的手段来优化管道内部的光滑程度，由此来减小摩擦阻力和能量损耗。再有合理、稳定地调控好介质流动温度，科学、有效地配置好控制管件亦能降低流动阻力，减小能量的消耗，但要注意电力投资的经济性。

3 降低间接能耗的措施

3.1 减少天然气的放空

天然气的放空具有间断性工作的特点，它主要是应用在检修和事故中。在放空过程中，要通过相关措施将天然气的放空量降到最小，从而减小这方面能耗。

3.2 防止天然气的泄露

天然气的泄露不仅会增大能耗，带来巨大的经济损失，而且会污染环境，威胁人们的身体健康。所以，在天然气的长输管道输送过程中，一定要防止天然气的泄露。

4 结语

优化输气工艺、合理选用设备、改善设备结构等都能有效的降低天然气长输管道的能耗。并且定期对输气系统进行检测也是十分必要的，这可以及时控制天然气的泄露，不仅提高了经济性，而且也符合环保的要求。

[1]刘银春，杨光，常志波.天然气长输管道的节能降耗[J].天然气技术，2007（06）：57-60.

[2]聂群.天然气输送损耗的控制[J].油气田地面工程，2007（10）：22-23.