液化天然气（LNG）长距离管道输送技术

张景建

摘要：近年来液化天然气已经成为我国城市重要保障能源，需求量逐渐加大。与其他能源相比，液化天然气的物理性质具有一定的特殊性，运输难度较高，尤其在长距离运输中，既要保障运输安全也要降低运输损耗。课题基于我国液化天然气长距离运输技术现状展开研究，结合大量的实践工作经验，提出了液化天然气长途运输技术的完善发展策略。

关键词：液化天然气;长距离运输;工艺技术

近年来我国天然气能源供应技术日渐成熟，射虎经济发展对天然气能源的需求量也随之增加，受天然气开采特点以及天然气物理特性决定，天然气矿一般远离市区，需要经过较长距离的输送环节才可以进入市场。由于气体运输难度较高，同时存在较多的泄漏可能，现阶段我国采用低温液化技术，将天然气液化进行运输的工艺。该工艺有效杜绝气体运输中存在的种种弊端，让天然气的长途运输成为了可能，但也带来了新的问题。为了保障液化天然气物理性质的稳定，对运输管线的抗保温以及抗低温性能有较高的要求，同时在长距离运输时，需要在适当的距离范围内建立冷却站，确保液态天然气运输过程中温度的稳定。导致液态天然气运输工艺初期成本投入较高，设备工艺维护成本较大。有必要进一步的研究完善。

一、液化天然气长输管道输送的优点

（一）管道等运输设备建设成本低

受天然气的气体特点决定，天然气在长途运输中对管线的密封性能、抗压性能有很高的要求，不仅需要管线承压较高以保障运输速率，同时气体运输对于管线的密封要求更高，同时天然气属于易燃易爆气体，一旦发生泄漏现象后果十分严重，同时对天然气管线的检测难度较高，上述问题在4000千米以上的长输管线中体现的优美明显，而液化石油天然气则十分适合长途运输，液化后的石油天然气，在温度稳定的情况下，对管线密封性要求不高，同时一旦发生泄漏时，液态天然气在接触到常温空气后会迅速气化，其形态转变是有明显的视觉特征，有助于快速寻遭到泄漏地点，及时补救。同时在相同的管线参数下，液态天然气的综合运输效率更低。

（二）相比传统的罐车运输方式，成本更低效率更高

与传统气槽车以及气罐车的液态天然气运输模式相比，长距离管道运输的初期建设成本相对较高，但在后期的运输过程中，其成本和效率优势的体现的尤为明显，同时其运输过程稳定，能耗更低符合当今时代绿色发展主题。距离越长长距管线运输优势越为明显。在超过4000公里的运输距离中，长输管道的运输效率是汽车运输的20倍以上，同时输送参数控制以及安全性都远高于汽车运输。

二、液态天然气长输管道运输技术

（一）液化天然气长输管道运输工艺设计

液化天然气长输管道工艺设计的标准由美国天然气管理结构率先提出，基于天然气的物理特点以及运输需求，制定了运输工艺的各项参数。我国基于美国的NFPA59A-2001天然气运输管理文件，结合我国天然气的实际品质和运输环境，进行了补充修改，推出了符合我国天然气运输特点的《液化天然气生产、运输h和装运》标准文件。文件内详述了长输运输管道建设工艺标准和设计方法以及流速选择。

（二）液化天然气长输管道运输密相输送工艺

根据前文所述，液化天然气长输管道运输的基本原理是通过低温技术，让天然气液化，输入管线完成运输工艺。为了保持天然气的液态状态稳定，需要确保运输温度的稳定性，运输过程中管线温度过高会导致液化天然气气化，导致管线压力上升并出现双向流动的不良现象，严重时会出现天然气泄漏的重大事故。因此确保运输温度控制，降低液态天然气气化现状是长途管道运输得重点，也是技术难点。密相运输就是针对液化天然气气化现象而研发的运输工艺之一。密相运输工艺，首先对操作压力进行精准控制，确保操作压力低于凝固的临界压力，其次，在长输管线的铺设中，每隔一段距离建立冷却站，对液态天燃气进行温度控制，以应对天然气运输过程中摩擦升温的弊端，最后建设增加站，完成输送全程的温度控制。

（三）液化天然气长输滚到运输冷泵站的工艺

冷泵站是液态天然气长输运输工艺中的重要节点，起到稳定运输管道稳定，预防液态天然气气化的重要作用。其工艺原理类似原油运输中的热泵加热工艺，只是在能量传输上相反。液态天然气运输工艺中冷泵站的冷却效率以及合理间距是建设关键。冷却性能和分布合理性决定其实际的冷却效果。设置密度较高会导致运输成本、管理成本增加，而设置密度较低会导致温控效果不理想，运输风险较高。冷却泵站的分布应根据传输环境进行具体确定，通过对管道中最大降压点的测定，确定冷却泵站的建设位置，在站间距离一定的情况 下，保冷层的厚度和出站温度是由进站温 度决定的，所以选择合理的进站温度十分重要。

（四）液化天然气长输管道的绝热保冷工艺

液化天然气运输工艺中，管线的保温隔热特性，也是决定运输过程中温度控制效果的重要因素。管线的绝热保冷效果较差，会导致天然气在管线中温度上升较快，不利于液化天然气的平稳安全运输。现阶段液化天然气长途运输管线材料一般分为普通绝热管、非绝热管、真空绝热管三种。不同的材料的管线有着不同的应用空间，首先非绝热管建设价格低廉，但绝热效果较差，温度上升较快。一般应用于短距离运输中。其次真空运输管，绝热性能最好，但其工艺复杂，制造和安装成本均较高，需要内管。外管以及支撑管等套件的配套安装，同时承压能力较差，寿命较短，目前还处于实验阶段不具备大范围普及应用的基础，普通绝热管虽然在绝热效果上与真空管存在较大的差异，但其制造成本低，安装工艺简答，同时具备更高的承压和耐腐蚀能力，在我国液态天然气的长输运输中有有着广泛的应用。

三、液态天然气长途管线运输的发展前景

近年来，我国的经济发展持续加快，对 能源的需求不断增强。液化天然气作为一 种清洁的能源，未来的发展必然会有广阔 的前景。液化天然气长输管道运输，是解决 未来天然气运输的重要基础。多年来，人们 不断加强对液化天然气长输管道运输技术 的研究，在结合国外先进生产技术的同时，在管道材料、输送工艺等发面的技术研究 不断发展，在不久的将来，液化天然气长输 管道运输技术必然会取得長足的进步。

参考文献：

[1]王钰.国内首次实现液化天然气罐式集装箱江海联运[J].中国设备工程，2019（03）：5.

[2]牛东翔，张思骢，谢新连.基于证据推理的液化天然气海上运输可靠性评价[J].大连海事大学学报，2018，44（04）：55-60.

[3]文星.来自北极的首船天然气运抵中国  中远海运助力能源革命[J].中国远洋海运，2018（08）：10.

[4]张留泉.液化天然气罐车公路运输泄漏事故处置对策研究[J].消防技术与产品信息，2018，31（06）：35-39.

[5]戴朝典.宝马集团认为液化天然气可长期替代柴油用于重型运输[J].汽车电器，2018（04）：67.