浅析如何提高输气管线的输气效率

摘要： 天然气作为一种高效、清洁的能源在国内外被广泛使用，由于其体积特性，天然气现在多数为管道运输，同时也就存在着输送损耗问题。本文从对压缩机出口天然气冷却，减少局部阻力损失，加强天然气的预处理，加强对管输天然气的气质检测，减少天然气输送过程中不必要的损失等几个方面进行分析总结。

Abstract: the natural gas as a kind of high efficient, clean energy widely used at home and abroad, because of its characteristics of natural gas volume, now the majority of pipeline transportation, at the same time also exists the problem of transmission loss. This paper from the compressor outlet gas cooling, reduce the local resistance loss, the pretreatment enhances natural gas, the strengthening of the natural gas pipeline quality detection, several conveying process to reduce natural gas in unnecessary loss analysis.

关键词：天然气输气效率阻力损失

Keywords: natural gas;Gas transmission efficiency;drag losses

中图分类号：TG457

天然气是一种非常有发展前景的高效、清洁优质能源，经过半个多世纪的发展，长输天然气管道无论是设计、施工、运营管理，还是管材，原动机和储库调峰技术都有很大进步。但是由于天然气管道具有输送距离较长、气源和配送计量点多的特点,加之输送环境温度、压力等工况条件的影响,不可避免地存在输送损耗的问题。在工作中不难发现,输气管道在实际的运用中管道偏离情况严重，即输气管道的理论计算输气量和实际的输气量有很大的差别。为了尽最大的能力使管道建设的成本和运行成本想平衡，就要对管道设计和运行中可能影响运输系数的各种因素综合考虑，现从以下几点进行分析。

提高输气效率的因素及解决方法

提高增压站效率

根据气体状态方程，不同的温度下，输送的天然气量不同，较低的温度可以得到较大的输量。提高增压站的效率就是在相同的能耗下，尽量的提高增压站的出口压力，同时降低增压站的出口温度，通过对某天然气管路项目进排气温度进行计算，输气首站出口温度每降低20℃，同样的模型，首站的进气压力能够降低0.1MPa左右,同时 ,压缩机进口温度每降低10℃,压缩机的能耗降低3%-5%。一般情况下,进站是否设置天然气冷却装置，要根据降低的能耗和需要增加的能耗进行技术经济比较。而为了满足管道的天然气的温度要求，一般压缩机出口都需要进行天然气的冷却，冷却方式为空气冷却，本区的压缩机均有空冷装置。

提高增压站的效率最重要的就是提高压缩机及其配套动力系统的效率。采用的具体措施有：使用性能更先进压缩机头，采用带变频手段的高压电机，采用电机驱动的空冷器。此外，减少或优化站内的工艺路线，减少增压后的处理环节，压缩机前面采用压降更小的分离设备，采用压降更小的计量设备（如超声波流量计）都有助于提高增压站的输气效率。

2、减少局部阻力损失

天然气管道输送时的阻力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有效地增加管道的输送效率。对天然气管道进行内涂层减阻技术处理，减小沿程阻力损失。我国与国外的内涂层技术有较大差距，过去的内壁涂敷主要用于油气田腐蚀性介质的集输管道和注水管道，达到防腐蚀的目的，而以减阻、提高输量和节能为目的内壁涂敷技术国内刚起步。

加强天然气的预处理

管输天然气是否含有有害成份及有害成份的多少，对管道的工作状况、经济效益和使用寿命有很大的影响。管道输送中的有害杂质主要是机械杂质，如粉尘、硫化铁粉末等，以及游离水、烃类凝析液和硫化氢。二氧化碳也是有害成份，有水存在的情况下它会产生碳酸腐蚀管道；无水情况下，它是一种无效成份，含量多了会造成无效的浪费，且会造成管道腐蚀。游离水的存在会增加管道阻力，降低输送效率。液态烃多了也会引起管道堵塞，降低输送效率。特别是水的存在会和天然气中的其它成份形成气体水合物造成冰堵，危及管道天然气的输送。气体水合物是由一种或几种气体的混合物（如 CH4、C2H6、CO2、N2 等）在一定的温度、 压力条件下和水作用生成的一类笼形结构的冰状晶体。天然气水合物外观结构似碎冰或雪末，约 15%重量是气体，比重在 0.9g/cm3左右，随气体组成的不同而变化。在气体水合物中，水分子（主体）通过氢键作用形成一种点阵晶体结构，气体分子（客体）则填充于点阵结构间的空穴中，主、客体分子之间通过范德华力相互作用，水合物的结构类型主要取决于气体分子填充晶穴的大小。 因此，加强天然气输送前的预处理可以有效地防止天然气管输过程中发生以上情况，从而增加管输效率。

在天然气进入站场之前可以先进行一次预处理或者在站内设置一些预处理的设备，在站内进行预处理。在输送过程中，含水量较多的天然气常常发生下列问题：①水汽与天然气的某些组分生成冰雪状的水合物，堵塞管道和仪表；②凝结水积聚在管道的低洼部位，降低管道的输气能力，增加动力消耗；③酸性气体，如硫化氢，二氧化碳溶于水中造成内壁腐蚀。那么常见的脱水方法有：低温脱水，吸附法以及甘醇脱水。吸附法脱水需要设备分离器、吸附塔、加热炉，结合站场情况，只需增加吸附塔即可实现此项流程。甘醇脱水需装置洗涤器、吸收塔、闪蒸槽、过滤器、再生塔，对站场来说相对较复杂，不易实现。而低温分离一般都是作为辅助脱水措施。

4、减少天然气输送过程中不必要的损失

如在事故抢修或计划维修时高压天然气的放空等，不仅可提高输气效率，而且避免对环境和安全的影响。采取的措施可以利用移动压缩机将放空管段中的天然气送至相邻管段中，保持抢修或检修时系统的密闭。

二、结束语：

综上所述，天然气输气管道的输气效率除了以上的因素有关以外，还和天然气的物理性质和天然气在管道中的流动状态有关。提高天然气管道的输气效率，不仅可以节约建设的一次性投资，还可以大大降低输气管网的运行成本。