天然气长输管道设计原理分析

摘　要：为了适应社会的发展进步以及人们对环保产品的渴求，我国天然气的勘探开发工作得到了长足的发展，因此近几年来天然气长输管道工程的发展也十分迅速。随着天然气输送管道的不断延伸，人们对管道安全的重视越来越清晰，负责管道设计施工企业所承担的责任也越来越大。因此，对于天然气长输管道知识的普及显得尤为重要。

关键词：天然气　长输管道　设计原理　施工程序

目前，我国大部分城市已经由天然气取代了煤气和液化气，成为一种新型、绿色、高效的能源，并且，未来的应用趋势将会越来越广泛。随着天然气的应用进入千家万户,天然气长输管道的设计和施工工作也越来越多，所谓天然气长输管道，就是把经过净化之后的天然气输送到城市中各个用户的管道。此项工程由于输送物质的特殊性，也就具有高技术、高投入、高风险的特点。本文将对天然气长输管道的设计和施工程序做简要介绍。

一、天然气长输管道概述

天然气长输管道工程，一般包括输气线路、输气站、管道穿越等内容。输气线路有干线和支线之分。输气线路工程中重要的一个部分就是线路截断阀室，它的主要功能是在线路检修或是工况异常时，对输气线路进行分段截断。阀室系统包括手动阀室和RTU阀室两大类。长输管道中各类工艺站的总称被叫做输气站，输气站是长输管道系统的又一重要组成部分，包括输气首站、末站、压气站、气体接收站、分输站、清管站等。输气站的主要功能包括调压、过滤、计量、清管、增压和冷却等。

二、阀室系统介绍

1.手动阀室

手动阀室实现超压、低压、压降速率检测自动关断及阀室内工艺过程参数的就地指示，主要就地测控参数是：管线温度显示，紧急关断阀之前和之后的压力显示。

2.RTU阀室

RTU阀室可实现对输气过程的远程数据采集、监控、管理和对可燃气体泄漏进行监测报警。

RTU 系统主要功能：

——数据采集与传输功能：采集阀室内工艺运行参数，将其传输至控制中心系统。

——控制功能：执行控制中心下发的指令；整个阀室的启动、停止控制；线路气液联动阀门远控及就地手动控制。

——其它功能：自诊断自恢复功能；经通信接口与第三方的系统或智能设备交换信息。

三、输气站各站简介

1.首站

首站是输气管道的起点站。

首站的主要功能：

——接收天然气净化厂来气，进行在线气质分析、色谱分析；

——对天然气进行过滤分离；

——对过滤分离后的天然气进行计量、在线标定；

——计量后的天然气经旁通管路或者增压后送入下游站场；

——清管器发送；

——紧急切断；

——事故状态及维修时的放空和排污；

——站场数据采集与监控。

2.末站

末站是输气管道的终点站。

末站的主要功能：

——清管器接收；

——气体过滤分离处理；

——气体流量计量、在线标定；

——气体调压；

——站场自用气供给；

——站场紧急截断和放空；

——站场排污；

——站场数据采集与监控。

3.清管站

清管站的主要功能：

——清管器收、发；

——干线气体旋风分离；

——站场自用气供给；

——站场紧急截断和放空；

——站场数据采集与监控。

4.压气站

压气站是在长输管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。

压气站的主要功能：

——接收净化厂来气，进行在线气质分析、色谱分析；

——对天然气进行过滤分离；

——对过滤分离后的天然气进行计量、在线标定；

——计量后的天然气经旁通管路或者增压后送入下游站场；

——清管器发送；

——紧急切断；

——事故状态及维修时的放空和排污；

——站场数据采集与监控。

5.分输站

分输站是在天然气长输管道的沿线上，为分输天然气给用户而设置的站。分输站具有分离、调压、计量、清管等功能。

6.气体接收站

气体接收站在天然气长输管道沿线上，为接受输气支线输送来的天然气而设置的站。同分输站一样，接收站也具有分离、调压、计量、清管等功能。

四、天然气长输管道设计原理

随着仪表自动化技术、通信技术及信息技术的发展，目前已广泛采用“监控与数据采集系统”（简称SCADA系统）来完成对天然气管道输送的自动监控和自动保护，并已成为管道自动控制系统的基本模式。

SCADA 系统包括：调度控制中心；后备控制中心；输气管理处监视终端；站控系统；远控终端 RTU；流量计量和贸易管理；气体管理系统；模拟仿真系统。调度控制中心可向各站控系统发出调度指令，由站控系统完成控制功能；调度控制中心通过通信系统实现资源共享、信息的实时采集和集中处理。

通信系统是为长输管道的生产调度、巡线抢修等提供多种通信业务。目前建设的天然气长输管道，施工工艺中自动化程度较高、维护人员又比较少，这就要求通信系统技术要先进，运行要稳定可靠，传输的质量要高，尽量减少日常维护工作量。

一般天然气长输管道的通信部分包括：光传输系统、电视监控系统、周界安防系统、会议电视系统、程控电话交换系统、局域网办公自动化系统、巡线抢修及应急通信系统、公网备用通信系统等部分。通信实现方式一般采用光纤通信、DDN公网通信、GPRS无线通信及卫星通信等。

五、天然气长输管道施工程序

长输管道工程施工的基本程序为：设计交底测量放线清除作业带修筑施工便道管沟开挖管线的绝缘防腐绝缘钢管的运输管道的组装焊接无损探伤防腐补口补漏管道敷设管沟回填及地貌恢复分段吹扫及测径分段耐压试验站间连通通球扫线站间试压穿跨越阴极保护施工立桩预制安装及竣工验收。

六、结束语

目前，我国新建设的天然气输气管道大部分都是长距离输送，由于输送管线距离长、管径大、输量大等特点，要求管线要有较高的承受压力的能力、有高度的自动化、能够确保连续运行。本文从天然气长输管道的组成、设计和施工三方面进行简单介绍和分析，希望对读者了解该方面的知识有一定的帮助。

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