天然气长输管道节能降耗论文

关键词： 长输 节能降耗 天然气 管道

摘要：就管道行业而言，天然气长输管道运输是重点工作。随着我国节能减耗工作的开展，我国长输管道设计过程中也重视天然气长输管道节能工作的进行。如何降低管道的直接损耗成为现代社会亟需解决的问题。因此，对天然气长输管道设计中的节能措施进行分析具有重要的现实意义。以下是小编精心整理的《天然气长输管道节能降耗论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

天然气长输管道节能降耗论文 篇1：

天然气长输管道的节能降耗

摘要：随着社会经济的迅速发展，不仅长距离输送管道建设有了很大的发展，并且长输管道的施工技术也得到了快速的提高。本文主要对天然气长输管道节能降耗相关问题进行了简要分析。

1.天然气长输管道

天然气是一种清洁廉价的优质能源，在世界各国的应用都在大幅度上涨。但是，天然气的分布地区大部分是在环境恶劣、交通不发达的地区，而它的使用地区主要是在城市和工业区，所以，天然气的运输成了一个棘手的问题。而长输管道的运用恰好保证了天然气从生产到运输这个环节的实现。

虽然，长输管道能够有效的运输天然气，但是，在运输过程中，也存在一些能源的消耗，经济性不好。长输管道对天然气的能耗体现在两个方面，分别是直接能耗和间接能耗。直接能耗是由压缩机组、管道阻力、设备阻力等引起的能源损耗。间接能耗是由天然气放空、泄露等引起的能量损耗。其中，直接能耗是不能避免的，它只能通过改进工艺，采用新设备、新技术等来降低。而间接能耗是能够避免的。由于降低天然气长输管道的能耗能有效的提高运输运输效率，降低运输成本，所以，在长输管道方面采用一些节能降耗措施是十分必要的。

2.设计节能

2.1系统工艺设计的优化

在目前管道大发展阶段及以后的管道建设和运行中，很难有单一输气管道独立运行，基本形成区域管網系统。在新管线设计时，必须既满足新老管线系统安全可靠供气，又能达到新建系统投资最省，运营费用最低的效果。

要实现上述功能，使系统构成最优化，必须将新老系统有机结合，构成一个完整的可以实现灵活调配的管网系统，进行工况模拟计算、分析，对管网系统构成方案进行优化，才能实现在充分利用己建设施的基础上，新建系统投资省、安全、环保和节能的目的。

2.2管道内涂层设计节能分析

天然气在输送过程中，要克服管道摩阻。影响摩阻的主要因素是管内壁粗糙度。在输送量和出口压力一定时，内壁粗糙度越大，输送压降越大。管道内涂层技术在可以有效防止管道内腐蚀发生的同时，也是提高输量的有效手段，尤其是对长输输气管道更显著。实际检测表明，内涂层能够使管道的输气量提高4%～8%。输气管道采用内涂层，可以使管道内表面光滑、降低粗糙度、减小水力摩阻系数，从而达到提高管道输气量；在相同输气量条件下，可以降低压缩机需用功率，既能减少机组建设的投资费用，又能减少投运后压缩机的能耗费用和维护费用。

如果从经济性方面考虑，是否采取内涂层需要将管道全生命周期发生的费用合并计算。如果从节能减排方面考虑，采用内涂层后将扩大压气站的间距，减少压气站的数量和总装机功率，从而降低燃料动力消耗。

2.3合理选择压缩机组类型

压缩机组是压气站乃至长输管道的心脏。压缩机组的原动机比较常用的是电动机和燃气轮机。因电动机和燃气轮机在机组效率和燃料排放折标煤系数上差别很大。因此，在充分考虑压气站当地能源供应的情况下，如何选择原动机的类型达到节能减

3.天然气长输管道运行节能

3.1管道运行优化

天然气管道的优化运行就是在管道系统物理参数已经确定的条件下，根据气源的供气情况和各用户的用气情况，对管道系统的运行参数进行优化，既能满足安全平稳输气和供气，也能使管道总的燃料动力费用最低。由于优化的目标函数是以管道总能耗或者总功率最低，所以对于长输管道来说，管道的优化运行是管道企业最大的节能技措。管道优化运行的影响因素较多。目前国内常用离线模拟软件TGNET、SPS进行优化运行分析。通过SCADA系统将实际能耗数据在线采集上来，与方案进行对比分析，及时调整运行方案。

3.2采用先进的输送工艺

当前，最先进的输气工艺是指高压输气和富气输送。高压输气使天然气的密度得到保证，高密度降低了天然气的流速，从而减小了天然气与管壁之间的摩擦力，降低了能耗，并且高密度也增大了天然气的可压缩性和压缩效率，从而使得压缩能耗和压气站功率都得到降低；富气输送是指通过在输送的天然气中加入密度较大的气体来提高输送气体的密度，从而降低气体流速，降低摩擦，提高输送效率，它的原理同高压输气相似，都是通过增大密度来达到降低能耗的目的，在富气输送中，常常加入的气体为乙烷、丙烷等重组分。

3.3提高压缩机的运行效率

压气站的运行费用占管道总运营费用的50%左右，压缩机及其配套的原动机的能耗占压气站运营费用的70%以上，占长输管道能耗费用的96%左右。因此，提高压缩机组的效率将是降低输气能耗的重要措施。各类型机组在满负荷时，电驱机组的效率为70%～85%，燃驱机组的效率为25%～40%。虽然机组的效率均在正常范围内，但是效率相对低的压缩机组就有节能的空间。压缩机组在非满负荷的情况下，通过提高入口压力和调整压缩机余隙达到提高运行效率降低能耗的目的。

3.4减少天然气放空

天然气长输管道在运行过程中，由于各种原因需要进行天然气放空，如压缩机的启停放空、管线施工放空、站场设备的维检修放空以及紧急情况的应急放空等。在生产运行过程中，通过合理安排管道施工作业方案和优化压缩机的启停，减少放空的次数并尽可能降低放空压力，使放空量减少。

3.5防止天然气泄露

（1）加强对管道的防腐工作；

（2）对管道定期进行检测，整改或者更换有缺陷的管段；

（3）对工作人员进行专业施工培训和设备操作培训，提高员工的技术水平，降低人为损先

（4）完善相关制度，对破坏管道的不法分子进行严惩；

（5）设立灵敏的检测系统，快速准确的找出泄漏点。

4.结束语

天然气长输管道的节能降耗是我们所面临的一个长期而重要的任务，节能降耗的技术也在不断地发展与进步。因此，管道企业一方面要积极采用国内外先进的输气工艺和节能降耗的技术、设备，如使用管道内涂技术；引进先进的管理检测系统，防止天然气泄漏，调整工艺设备使其在合理的工况下运行；选用新的增压效率高、节能性能好的压缩机组和密封性能好的阀件。另一方面则要提高员工的节能意识，增强其工作责任心，提高其技术素质，防止出现人为误操作。

参考文献

[1]陈绍凯.高压天然气管道压力能的回收与利用技术[J].油气储运，2009.

[2]王菁，王瑶.关于天然气长距离运输管道的施工技术[J].科技与企业，2012.

[3]冯成功，张平.埋地长输管道防腐方法及质量控制[J].焊管，2011.

作者：田瑞朋

天然气长输管道节能降耗论文 篇2：

天然气长输管道设计中的节能分析

摘要：就管道行业而言，天然气长输管道运输是重点工作。随着我国节能减耗工作的开展，我国长输管道设计过程中也重视天然气长输管道节能工作的进行。如何降低管道的直接损耗成为现代社会亟需解决的问题。因此，对天然气长输管道设计中的节能措施进行分析具有重要的现实意义。

关键词：天然气；长输管道；设计；节能

1、天然气长输管道的节能潜力

天然气长输管道节能是一个系统工程，要从源头开始考虑。从管道设计开始，包含管道优化运行、压缩机等重点耗能设备的运行维护以及充分利用余热余压和新能源。对于运行中的长输管道，节能的关键是提高管道运行的能源利用效率，减少燃料动力消耗。

2、天然气长输管道设计节能措施

2.1确定科学的输送工艺方案

通过对天然气长输管道发展趋势的有效分析，可知其将会朝着高压、长距离等方向发展，且对可靠的输送管道技术依赖性强。在实施天然气长输管道作业计划时，需要考虑高压输送效果，促使天然气流速能够保持在合理的范围内，减少与管道之间的摩擦损失，最大限度地提高天然气输送效率。与此同时，若长输管道使用中天然气密度逐渐增加时，由于其具有可压缩性特点，促使天然气输送过程中能够保持良好的压缩效果，减少了压气站设置数量，有利于降低天然气输送过程中的投入成本。在落实设计工作过程中，应从天然气长输管道设计压力、管径大小、项目投资效益、能耗水平等方面进行综合考虑，确定科学的输送工艺方案，降低天然气长输管道的直接能耗。实践过程中应考虑管道设计压力、管径对天然气长输管道综合能耗影响，确定出符合节能降耗理念要求的天然气输送工艺方案。具体表现为：若天然气长输管道管径相同，随着管道设计压力的加大，其综合能耗将会下降；当长输管道设计压力相同，随着管径的加大，其综合能耗也会降低。因此，在确定输送工艺方案的过程中，应根据实际情况，增强管道设计压力与管径的设计合理性。同时，为了避免天然气长输管道使用中可能存在安全隐患，应在保持管道设计压力、管径大小合理性的基础上，选择性能可靠的管材，降低天然气输送风险。

2.2借助内涂层方式提升管道运输量

天然气在进行管道运输时，会受到管道的阻力。管道内壁的粗糙程度越大，管道的阻力就越大，在管道的输送量以及出口压力保持在正常水平时，输送的压降会更大。面对这种情况，为减少管道的阻力，相关人员可以在管道的内壁上采用涂层技术，这有利于降低管道的腐蚀作用，使得管道的输送量不断提升。特别在长输管道运输过程中，采用这种方式更有效地提升管道的输送量。据准确数据记载，在管道内部涂层能将管道的输气量提高4%到8%。内部涂层使得管道内部保持在光滑的状况，极大程度上的降低了对运输过程的阻力，同时能有效地降低压缩机的消耗的功率。使得机组建设投资的费用大大降低，也降低了压缩机的能源消耗。站在经济的角度看，将管道的生命周期所产生的所有费用进行计算之后再决定是否需要对管道进行涂层。但是就节能减排而言，采用涂层方式后能降低总装机的功率，减少压气站建立的数量，极大程度地降低了燃料的消耗。

2.3加强离心式压缩机驱动方式使用

结合天然气长输管道的实际工作概况，可知其运输量大，与之相关的压缩机运行过程中的功率较大。因此，需要注重离心式压缩机的合理运用，确保压缩机驱动方式选择有效性。像电动机、汽轮机及燃气轮机，隶属于离心式压缩机范畴。实践过程中若选用汽轮机驱动方式进行天然气输送时，由于其对于供汽系统依赖性强，而长输管道服务区域难以达到这样的要求，致使汽轮机驱动方式难以在天然气长输管道运行中进行推广使用；实践过程中若选用电动机驱动方式时，相比燃气轮机驱动，其具有运行维护方便、天然气输下下游效率高等优点，但易受电网条件、电费等因素影响，难以达到天然气输送管道节能设计要求。因此，在选择压缩机驱动方式的过程中，应充分地考虑国家能源政策要求，减少天然气输送过程中的能量转换次数。若考虑节能设计要求，应选择电驱方案，主要在于这种方案相比燃驱方案，耗电成本经济性良好，在科学的电网技术条件支持下能够优化压缩机工作性能，实现天然气长输管道节能设计。

2.4重视压气站运行优化

在对天然气长输管道设计中的节能效果进行综合评估时，需要重视压气站运行优化，进而实现长输管道输气过程优化，最终达到输气成本降低的目的。实践生产中天然气输气管道能耗来源于压缩机组能耗，且很多区域在长输管道设置中采用了多条管道并行敷设方式，间接地加大了压缩机组运行过程中的能源消耗量。因此，需要给予天然气长输管道压气站优化更多的重视，加强压气站数优化配置，促使压缩机能够处于高效的服务工作状态，提高自身运行效率的同时减少系统能耗。实践过程中若采用多条管道联合运行方式，应降低输量，促使长输管道运行中的耗气量降低，保持其良好的节能效果。

2.5合理设置余热利用系统

若天然气长输管道运行中采用燃驱压气站时，由于设备工作中会产生一定量的高温烟气，加剧了能量损失，影响管道节能效果。因此，需要根据燃驱压气站的实际运行状况，合理设置余热利用系统，实现对高温烟气中热能的有效回收。具体表现在：选择性能可靠的余热换热装置，实现站内燃料气加热，降低燃料气橇内加热设备能耗，优化余热系统工作性能；加强系统内耗能设备性能优化，注重余热系统能耗分析，提高能源利用效率。同时，应注重压气站内各设备的合理设置，降低长输管道局部摩擦阻力损失，提升其节能工作水平。

3、结束语

城市化进程的不断加快，加深了对天然气长输管道的依赖程度。针对其实际应用中存在的节能问题，需要采取科学的方法实现长输管道节能设计，减少管道使用中不必要的能源損失，提高天然气输送效率。因此，未来天然气长输管道使用中应提高对管道节能设计重要性的正确认识，在科学的设计方案支持下增强其节能效果，促使天然气长输管道能够始终处于稳定、高效的运行状态。同时，应加强对天然气长输管道长期使用中节能效果的综合评估，以便为管道节能设计方案优化提供参考依据。

参考文献：

[1]天然气长输管道的节能降耗[J].刘银春，杨光，常志波，周玉英，徐广军.天然气技术.2007（06）.

[2]天然气长输管道的节能措施分析[J].张旭东.石油石化节能.2013（11）.

（作者单位：中石化中原石油工程设计有限公司）

作者：唐骏琪

天然气长输管道节能降耗论文 篇3：

天然气长输管道节能设计探讨

摘 要：天然气的传输离不开长输管道的节能设计，做好管道的节能设计对提高天然气传输效率、减少和降低管道使用中不必要的能源损失具有重要意义。正确认识长输管道的技能设计的重要性，采用先进的设计工艺，以控制不合理的管道运行，可以真正达到节能环保的目标。

关键词：天然气长输管道;节能设计;应用

1国内研究现状

伴随我国经济不断发展，人们对于天然气也提出全新需求，在这一背景下，长输管道节能设计便显现出极大必要性，我国现阶段针对长输管道节能设计方式主要有提升设计系数、增加管道直径、提升纲级等，但是此类方式皆需将具有较高可靠性的设计与评价方法作为支撑依托。以现阶段含有一级天然气管道并进行0.8设计系数地区为例，在现阶段所取得节能效果与理想状态差异较小。同时，我国长输管道标准将ISO16708—2006—Petroleumandnaturalgasindustries-Pipelinetransportationsystems-Reliability-basedlimitstatemethods等正式引入到国内管线可靠性设计理念当中，但是，这一标准由于仅仅是站在定性角度对节能理念展开阐述，因此，需在经过更深层次研究后才能将其在我国天然气长输管道节能设计当中真正有效应用。

2天然气长输管道节能设计

2.1优化工艺方案

天然气长输管道会朝着高压、长距离等方向发展，且对管道输送技术可靠性依赖性强。这种传输模式能够有效增加输送的天然气密度，提高天然气传输速度，把握站内设备的能耗，为将天然气的流速控制在合理的范围内起到一定作用，减少摩擦时的能源流失，进一步降低天然气输送时的能耗。由于长输管道可以增加输气密度，随着输气密度的增加，单位面积内的气量增加，可以很大程度上减少沿途压力站的数量，从而降低天然气运输时的成本。

在对管道进行设计时，应当考虑管道的管径、能耗水平、设计压力及项目投资效益等，采用科学合理的方案，最大程度地减少天然气输送过程中的直接能耗。具体为：当天然气管道管径相同时，设计压力增大，会降低综合能耗;若管道设计压力相同，管径的增大，会减少综合能耗。因此，在对管道进行输送工艺设计时，应结合实际，可续合理匹配管径与压力设计。同时，在确保设计压力、管径大小合理性的基础上，选择相对性能可靠的管材，可以大大地降低天然气管道在实际运行过程中可能存在各种安全隐患。

2.2控制沿程燃气摩擦阻力

在长输管道运行过程中，必然会伴随着传输阻力的存在，进而产生摩擦消耗，降低管道的节能效果。实践得出，影响燃气传输的摩擦度与传输效率的一个重要因素是管道内层是否光滑。结果表明：当管径为355.6mm的前提下：当粗糙度为62um时，压降为3.84MPa，当粗糙度为210um时，压降达到4.5MPa。针对此种现象，需要在设计过程中，注重输气时对摩擦阻力控制。表现为：（1）应将管壁的粗糙程度作为在设计时的一个考量因素，利用管内涂层减少管壁粗糙，使长输管道实际运行过程中减少所受沿程摩擦阻力，从而使压缩机输送功率的设置增强合理性;

（2）通过对比分析压缩机运行中燃料使用费用与天然气长输管道内涂层设置费用可知，选用可以减少沿途摩擦力的可靠内涂层，提升管道的输送效率，减少管道输气能耗，减少压气站设置数量。

除了需要关注输送过程中沿程的摩擦阻力，实际运行过程中输送温度也是需要考虑的因素，保证其良好的运行压力，能够降低压缩机的运行能耗。注重空冷器设置的合理性，也可以实现节能的设计目标，对其实际的耗电情况的分析如下：如果空冷器运行过程中的耗电费用高于长输管道输送过程中温度降低所节省的费用，则说明降低管道输送温度，可以有效降低管道沿程阻力，实现输气管道的节能型设计。因此，节能设计中应当对长输管道进行综合考虑，为满足长输管道节能降耗设计要求，需确定可靠的内涂层，合适的管径，适当的输气温度，精确把握不同出站温度条件下的管道系统能耗。

2.3优化选择与调整输气设备

压缩机通常设置于压气站，其功能为提高管道压力，从而加快天然气的传输。在这个过程中，压缩机存在的能量损耗，压缩机通常是指离心式与往复式压缩机，离心式压缩机优势明显，具体表现为：热效率与压缩比较低、排量大，在控制流量的作用上更加突出，于是认为离心式压缩机能够更好的达到节能环保的目标。压缩机的原动机一般是燃气轮机，在实际运转时，燃气轮机能够更加平稳且结构清晰，不收外界干扰，其可以更好的配合电动机，因此被用于大排量压缩机。在选择时，应规划压气站和电网之间的距离，在距离较远的情况下，燃气轮机可当作原动机，但要尽可能地配备高效率机组，同时还需要安装热力回收的循环系统，控制机组的热效率，控制能耗，相反，就应该选择电动机。

2.4压气站地运行优化

在对天然气长输管道设计中，应在综合评估时重点考虑，压气站的运行优化为运输的节能所带来的效果，以降低输气成本为目的，实现长输管道输气过程优化。压缩机组能耗能够导致天然气输气管道在实际运行过程中的能耗，在很多时候的长输管道设计中，多条管线并行敷设的方式被多次采用，一定程度上增加了压缩机组运行过程中的能耗。

2.5余热利用合理化

在对天然气长输管道设计中，若使用燃驱压气站，在设备工作中产生的高温烟气，大大增加了能源消耗，影响长输管道的节能效果。因此，需要根据压气站的实际工作情况，采用余热利用系统，有效回收高温烟气中的热能。体现在：选择功能性更强的余热换热装置，减少站内燃料气加热设备的能耗，提升余热系统的工作性能;优化系统内部耗能设备的工作性能，通过对余热系统能耗的分析，提高包括热能在内的能源利用率。最后，应优化配置压力站内设备，降低管道摩擦损耗，减少能源浪费起到节能效果。

2.6输气管道的运行优化

2.6.1调控供需关系

为实现天然气高效、快速、合理地运输，重点在管道运行的初始时期调控好供需关系，形成供需平衡，进一步实现在充分保证天然气供应的前提下降低燃气的输送成本，可以从以下几个方面考虑具体的优化措施：最合理工况、最优调度等，选用最优的控制系统，为了减少和降低管道在运行时的能源损耗，让控制系统尽可能处于低能耗状态，进而可以达到节能降耗的目的。

2.6.2加强检测天然气泄漏

利用高效的模拟仿真法，对天然气长输管道泄漏进行检测，可以实现在减少天然气泄漏的同时，方便管道维修人员准确、高效地工作。为降低在对管道相连的各种设备开展设置工作时，天然气泄漏事故发生率，改良焊接的使用方式，促使天然气长输管道能够运行稳定。

结束语

近些年来，我国天然气管道发展极为迅速，但是這一背景也令管道在设计、施工、输送等各环节当中出现不同可靠性问题。就管道行业而言，天然气长输管道运输工作是关键核心所在，伴随我国节能减排理念不断深入，节能工作在长输管道设计当中所受重视力度也在逐渐加大。

参考文献：

[1]高维友，时丽谧.天然气长输管道设计中的节能研究[J].石化技术，2020，27（09）：209+212.

[2]陈华.天然气长输管道设计节能有效措施[J].化工管理，2019（34）：142.

[3]刘力升，毛学彬，罗佳，张肇军，王锐.天然气长输管道的节能环保设计[J].石化技术，2019，26（11）：258-259.

[4]李凯，栾军.天然气长输管道的节能降耗措施[J].化工设计通讯，2019，45（03）：25.

作者：马礼