【摘 要】天然气是重要的清洁型能源，天然气需要借助于长输管道来远距离运输，如果不对这种损耗加以控制，则将影响燃气传输的效率，甚至会带来更多的能源浪费问题，必须强化天然气长输管道的节能环保设计，从而确保达到燃气节能环保传输的目标。

【关键词】天然气；长输管道；节能环保；设计

目前，我国正在实行低碳环保，而天然气是目前应用最为普遍的一种绿色环保的清洁能源，已经成为人们生活中不可或缺的能源。但是天然气输送损耗一直是大家关注的一个问题，因为这关系天然气的用户，所以，为了能够高效、快速、安全地将天然气输送给用户，对天然气的输送模式进行改进是必须的。目前我国所使用的是管道输送的形式，这可以确保天然气能够安全地输送到用户，也是应用最为普遍的方式。例如，近几年，我国实施的西气东输工程，就是最长的管道输气方式的代表。

1 天然气传输过程剖析

天然气属于洁净型资源，其适用范围较大，应用领域较广，天然气通常采用长输管道输送的方式，具体的运输包括：管道运输、液化运输等。然而，无论哪一种运输方式都有某种局限性，这是因为天然气难以储存，通常管道运输具有更好的优势。现阶段，整个世界已经创建并形成了长输天然气管道，而且这些管道已经连区成片，甚至构建起了燃气传输网络系统，实际的燃气管道运输最关键是要控制其损耗，提高燃气输送效率。天然气传输中的能耗具体包括：直接消耗与间接消耗，前者一般来自于传输器具、设备等的消耗，例如：压缩机、管道等的能量损耗，通常可以选择智能化技术来加以控制，无法彻底免除损耗，相反，间接损耗则主要发生在天然气传输过程中，具体包括：气体的泄漏、放空等，对于这一损耗一般应该借助现代科技与管理等来预防和控制。天然气长输管道的节能环保设计需要结合燃气运输的特点，从运输管道、机械设备等入手来加以调节、控制，要积极地提高管道运输效率，以最小的能源消耗来获得最快的燃气运输，这样才能真正达到节能环保的目标。

2 燃气长输管道的节能环保设计

2.1 控制燃气传输阻力

天然气实际传输中必然会有传输阻力的出现，从而导致摩擦消耗，使得燃气无形中消失，能量也受损。事实证明，管道内层是否光滑会影响燃气传输的摩擦度，以及传输效率。实验研究得出：管道直径为35.56cm的管道，其内部的粗糙程度同其压降之间的关系体现为：当粗糙度达到62um时，压降达到3.84MPa，粗糙度为210um时，压降达到4.5MPa。对此控制管道的阻力的关键是要降低管道内壁的摩擦力，也就是要提高管道内层的光滑度，具体措施为在管道内部设涂层，从而确保管道在特定的压力、温度下，增加输气量，从而控制了燃气传输过程中的损耗。

2.2 优化输气管道的运行

重点把握好管道运行的初始时期来控制好供需关系，达到供需之间的平衡，从而达到天然气的快速、高效、合理地运输，也就是在确保燃气供应量的基础上来控制燃气的输送成本，具体的优化可以从以下方面入手：最优调度、最合理工况等，具体则可以选择最优控制系统，来达到节能降耗的目标，也就是要尽量让控制系统处于低能耗工作状态，从而来减少管道运输过程中的能量损耗。

2.3 优选输气工艺

选择高压输送工艺。这一输送模式能够提升所输燃气的密度，加快传输速度，也能控制相关设备的能耗，长输管道中燃气的流动速度变慢，也就间接地控制了摩擦力，从而控制了燃气传输中的能量损耗。富气传输工艺。这一传输技术相对更加的高端、先进，具体就是将其他气体添加在天然气中，提升传输浓度，控制其流速，这样天然气就能减少同其所处管道内部的摩擦，控制能量的损耗，不同于以往的气体传输，富气传输更加地高效，能控制能源损耗。

2.4 优化选择与调整输气设备

压缩机一般运用于压气站，压气站负责提升管道压力看，从而加快天然气的传输，这一过程中伴随着压缩机的能耗，压缩机主要包括两大类型：往复式压缩机、离心式压缩机，相比之下离心式压缩机更具优势，体现在：热效率与压缩比较低、排量更大，能够更为高效地调控流量，对此可以尝试选择离心式压缩机来达到节能环保的目标。压缩机通常可以选择燃气轮机作为其原动机，由于其结构更加明了，而且实际运转也更为平稳，不会受到其他外界因素的干扰，燃气轮机通常可以用在大排量压缩机，同电动机能更好地配合。具体的原动机的选择应该参照压气站和电网之间的距离，如果二者之间较近，一般可以将电动机当做原动机，相反，就应该选择燃气轮机，而且要尽量配设高效率机组，而且还要安装热力回收循环系统，从而确保机组的热效率，控制能源的损耗。

2.5 优化改良关键设备和装置

可以将截止阀配设于长输管道，而且要掌握好截止阀之间的距离，特别是维护期间，应该将其安装在管道断开位置的上游、下游等部位，而且要关闭管道来加以检修，从而控制燃气被空放。安装移动式压缩机，它具有输气调节功能，能够把防控段气体传输至管道上游、下游等部位，从而确保管道传输中的漏气现象，控制天然气的不良损失。同时，还要围绕管道进行整治，确保其良好的气密性，实际的管道检修、清洗过程中，必须维持输气的正常进行，要保护好管道的气密度，科学地设计放空段的长度，长期的长输管道建设施工得出，必须合理地算出管道防控段的长度，预防放控问题，从而减少输气过程中能量的损耗。

3.天然气长输管道的节能降耗技术措施

3.1 改進设计天然气长输管道系统

通过改进远距离输气系统，选取最短、最优的天然气输送路径，不但能够减少管道材料的浪费，更重要的是增加了天然气传输的效率和利用率。首先，在城市内建立良好的供气管网，在设计和建设新的分支输气管道的时候，一定要充分了解老的输气管道，对其进行合理利用，减少多余管道的建设。此外，在对远距离输气管网进行改进设计时，一定要确保输气的安全性，降低因为各种原因造成的天然气浪费，为了达到此目的，一定要尽量减少弯头和阀门等零部件的安装，这样能够减少天然气输送过程因摩擦造成浪费。在选取管道时，一定要选择具有耐腐蚀特性的材质管道，避免管道因腐蚀出现泄漏现象，造成气体损失，甚至发生爆炸，造成严重的安全事故，不但危害远距离输送，还可能损害他人的生命财产安全。

3.2 选择优质的节能型的输送设备

对于远距离天然气传输，优质的设备是关键，在气体传输过程中，使用最多的设备是压缩机组，因此，一定要选取节能型电动机，这样可以大大降低电能的浪费，减少了输气系统能源的损耗，实现了节能降耗的技术要求。此外，在选择天然气输送设备压缩机时，还要根据输气管道的性质选择压缩机，通常情况下，往复式和离心式两种压缩机是最为合适的。上述两种压缩机也各有优缺点，往复式压缩效率相对较高，然而，机器易坏，需要花费大量的维修费用；而离心式排量高，压缩效率不高，不易损坏，需要的维修费用也不高。对于远距离管道输送离心式压缩机应用更多，成本也是最低，而且能够满足节能降耗的技术要求。

4 结束语

天然气长输管道的节能环保设计对于整个天然气的传输具有十分重要的意义，只有做好管道的节能环保设计，采用先进的设计工艺，控制管道的不合理运行，才能提高天然气的传输效率，达到节能环保的目标。

参考文献：

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[2] 赵凯利 .天然气长输管道分输站场的设计 [J].商品与质量，2016.

[3] 李桂涛，张鹏，彭新改.浅谈天然气长输管道站场的给水设计方法 [J].城市建设理论研究：电子版，2012.

[4] 胡士信，陈向新 - 内涂技术在天然气长输管道的应用前景 [J].石油规划设计，2000.

（作者单位：新地能源工程技术有限公司设计分公司）