供应方式、设施等.doc

一 天然气管道运输的特点
天然气管道运输特别是长距离管道运输方式，与其他运输方式相比，具有下述优点：
（1） 运营费用低、能耗小。管道运输不存在其他运输方式所需的牵引机车、车厢、船舶等的非物料额外能耗，只要克服流体在管道内的摩擦阻力，即可完成运输作业，没有其他运输方式所需要的运载工具的维护检修费用；
（2） 基建投资少、建设速度快、施工周期短。由于输送系统简单，故建设投资少；管道由厂家订货，工程量相对于其他运输方式较少，且输送管道多为埋设，主要是土方施工，采用分段施工方式，因此建设速度快、施工周期短；
（3） 受地形条件限制少。管道运输不同于铁路或公路运输方式，对地形没有严格限制，管线线路没有铁路或公路的迂回曲折问题，易于克服地形障碍，输送路径最短，从而可为节约投资、加快建设进度创造有利条件；
（4） 可以实现连续输送，安全可靠，劳动生产率高。管道运输方式几乎可不停顿的进行全年输送，不受气候影响，不存在其他运输时的物料损耗，可实现封闭式输送。其他运输方式存在空载回程，而管道运输方式不存在这个问题，劳动生产率高，运输量大。管道输送方式隐蔽性强，事故率小；
（5） 占地小，有利于环境保护和生态平衡。
不过，管道运输方式也有一些局限性，如 ：
（1） 只能输送特定的物料，运输功能比较单一，故从这个意义上来说，管道运输不能带动和促进地方经济的全面发展；
（2） 只能进行定向运输；
（3） 管道输送系统的敏感性强、应变能力低，因此要求严格控制物料的特性；
（4） 管道运输系统的输送能力不易改变。每个管道运输系统的输送能力一经确定，输送系统的设备和管道就是确定的，不能改变。

二 天然气供气系统
天然气从油气田井口到终端用户的全过程称为天然气供应链，这条供应链所涉及的所有设施构成的系统称为天然气供气系统。一个完整的天然气供气系统通常主要由油气田矿场集输管网、长距离输气管道或管网、城市输配气管网、天然气净化处理厂、储气库（地下储气库或地面储罐）等几个子系统构成，在某些情况下还包括天然气的非管道运输系统。如果将天然气的勘探开发、储运和销售分别看成是天然气供气系统甚至整个天然气工业的上、中、下游的话，则可以说，天然气供气系统或天然气工业是上、中、下游一体化的，其中任何一个环节出现问题都将影响一个国家或地区的天然气供气系统甚至整个天然气工业的正常运行和发展。天然气供气系统的一个突出特点是用气量的时间不均衡，由此产生了该系统固有的一个关键问题———供气调峰，所谓供气调峰是指采取适当的措施使天然气的供气量和用气量随时保持动态平衡。根据调峰周期的长短，可以将调峰分为季调峰、日调峰、小调峰等几种类型。为了解决调峰问题并提高供气的可靠性，现代大型天然气供气系统一般都设有地下储气库或其它设施作为调峰与应急供气的手段。
天然气矿场集输管网输送的介质是未经净化处理的油气井产物，甚至有可能是直接从油井中产出的油、气、水的多相混合物。天然气矿场集输管道（包括油气水混输管道）具有输送距离短、管径小、在运行寿命期内压力变化大等特点。长距离输气管道的任务是将净化处理后的天然气输送到城市门站或大型工业用户。天然气城市输配管网的任务是将来自长输管道或其它气源的天然气输送、分配到每个用户。大城市的输配气管网的规模可能相当大，以至于其建设工程量和投资可能会超过为它供气的长输管道。这类管道的压力等级和管径范围均较宽，超高压配气干线的压力可达4MPa，而入户管道的压力不超过5kPa；配气干线的直径可达1m 以上，而入户管道的直径一般只有20mm。
三 天然气管道运输总述

采用管道输送天然气是一种比较方便的常规天然气输送方法,是陆上进行天然气贸易、运输的主要方式。海上天然气管道的长度受管道安装和维护费用的制约,不能太长。目前,世界上约75 %的天然气采用管道方式输送,但该方法在运输的灵活性方面不够(一般在管道建成和输气压力确定后,天然气的运输量就确定了) 。管道天然气的输气压力通常在5～80MPa 之间,其投资费用与管道所经过的地形和沿途加压站的建设有关,所以管道天然气的投资主要取决于管道距离。由于天然气管道及其附属设施的建设费用高,一般管道天然气用于有稳定的大储量的天然气气源和大规模用气量的天然气用户,例如我国建设的西气东输管道工程。在输送管道的直径、输气压力等确定的情况下,为适应用户对天然气使用量的峰谷变化,通常只能通过调节管道天然气的压力来适应用气量的变化,但如果用气量变化太大,则需建立储气库进行调峰,使投资费用大幅度增加,而且安全要求也高。另外,利用管道进行天然气贸易时,除受天然气气源、用户、资金等因素的影响之外,还常常受到政治因素的制约。
四 管道天然气输送系统
1 管道天然气输送系统的组成
天然气输气管道系统主要由矿场集气网、干线输气管道（网）、城市配气管网以及相关的站、场等设备组成。这些设备从气田的井口装置开始，经矿场集气、净化及干线输送，再经配气网送到用户，形成一个统一的、密闭的输气系统。
2 管道天然气输送系统的主要设备

（1）矿场集气设备
集气过程从井口开始，经分离、计量、调压净化和集中等一系列过程，到向干线输送为止。集气设备包括井场、集气管网、集气站、天然气处理厂、外输总站等。
（2）输气站
输气站又称压气站，其任务是对气体进行调压、计量、净化、加压和冷却，使气体按要求沿着管道向前流动。由于长距离输气需要不断供给压力能，故沿途每隔一定距离（一般为100-400km）设置一座中间压气站，首站是第一个压气站，最后一站即干线网的终点—城市配气站。压气站的主要设备是输气压缩机组，包括气体压缩机（ 离心式或往复式）和与之配套的原动机。离心压缩机采用燃气轮机或电机驱动，往复压缩机通常采用天然气发动机驱动。现代输气管道大多采用燃气轮机—离心压缩机组，在同一个压气站内通常设置多套输气压缩机组，它们既可以并联也可以串联。由于输气管道的压气站一般在较低压比（出站压力与进站压力之比称为压气站的压比，我国输气管道设计规范推荐其取值范围为1.2-1.5）下运行，因此绝大多数压气站都采用并联方式。为了便于调节输气管道的流量和压力，大多数输气压缩机都可以在较大范围内实现无级调速。
（3）干线输气
干线是指从矿场附近的输气首站开始到终点配气站为止，压气站与管路是一个统一的动力系统。
干线管道系统是由输气站库、线路工程、通讯工程和监控系统等四个基本部分组成。输气站库包括储气库、压气站、清管站、分输站、阴极保护站和调压计量站等，其中清管站的主要功能是发送、接收清管器，它可以与其它站场合建在一起，也可单独建站，定期清除管道中的杂物（ 如水、液态烃、机械杂质和铁锈等），清管站的间距一般为100-150km；分输站的主要功能是向管道沿线的支线或用户供气；线路工程包括管道、防腐涂层、截断阀室、穿跨越工程和管道标志等，其中干线截断阀室是为了及时进行事故抢修、防止事故扩大而设置的；通讯工程包括通讯线路和站内交换系统，以传输调度指令和监控管道运行参数，保证管道安全和正常运行；监控系统包括调度中心、远传通道和监控终端三大部分，实现对管道运行工况的监测、数据采集和过程控制。
（4）城市配气系统
城市配气系统指从配气站开始，通过各级配气管网和气体调压所按用户要求直接向用户供气的过程。
城市配气系统包括：①配气站，它既是干线输气管的末站，又是城市配气系统的首站；②各种类型的储气设施和储气库。为满足调峰和应急供气的需要，在输气管道终点附近通常建有配套的地下储气库或地面储气站。地下储气库主要用于季调峰和应急供气，地面储气站一般只用于日调峰和小时调峰。；③配气管网及用户支线；④气体调压所，它的任务是调节各级管网和用户的用气压力，满足用户要求。
3管道天然气输气工艺
管道输气工艺指实现天然气管道输送的技术和方法。主要是根据气源条件及天然气组分，确定输气方式、流程和运行方案；确定管材、管径、设备、沿线设站的类型及站距等。现代天然气管道普遍采用压气机提供压力能，对所输送的天然气的质量有严格要求。
（1）输气流程
来自气井的天然气在集气站进行加热、降压、分离、计量后进入天然气处理厂，脱除水、硫化氢、二氧化碳，然后进入压气站，除尘、增压、冷却，再输入输气管道。在沿线输送过程中，压力逐渐下降，经中间压气站增压，输至终点调压计量站和储气库，再输往配气管网。气田井口压力降低时，则需建矿场压气站增压站。输气管道系统流程图如下图所示。

图 输气管道系统流程图
输气管道沿线各压气站与管道串联构成统一的密闭输气系统，任何一个压气站工作参数发生改变都会影响全线。因此，必须采取措施统一协调各站的输气量和压力，如调节各站原动机的转速，改变压气机工作特性和采用局部回流循环等，亿保证压气机出口压力处于定值，并保证管道、管件和设备处于安全运行状态。
（2）输气管道计算
输气管道的计算是指输气管道的管径、壁厚、起点压力、压缩比和压气站间距等参数的计算。参数间的相互关系反映在输气量计算式上。对于大管径、高压输气管道的输气量计算和中小管道、矿产集气管道的输气量计算应分别采用不同的公式计算。
（3）压气站设置
为提高天然气压力或补充天然气沿管道输送所消耗的压力，需要设置压气站。是否需要建设起点压气站，取决于气田压力，当气田压力能满足输气需要时，可暂不建站。长距离输气管道必须在沿线建设若干个中间压气站。中间压气站的数目主要由输送距离和压缩比决定。站距主要由输气量确定，每个压气站都要消耗一部分天然气作燃料，因此输气量逐站减少，从而使各站距也有所不同。在确定站距时，应根据通过该站的实际输气量和进出口压力值，按输气量计算公式，还应综合考虑压气站址的地理、水源、电力、交通等条件。
（4）末端储气
利用输气管道末端的工作特点作为临时储气手段。末端长度对管道管径及压气站数的确定有影响，因此也是输气工艺应考虑的问题。输气管道末端与中间各段的工作差别是：中间各段的起终点流量基本相同，而末端的起终点流量和压力则随终点外输量的变化而变化。气体外输量减少时，多余的天然气就积存在末端；外输量大于输气管前端的输气量时，不足就由积存在末端的天然气来补充。
4 天然气输气管道经济特点
长距离输气管道的输送成本在很大程度上取决于其输送能力和输送距离。一般而言，在距离一定的条件下，管道输送能力越大，其满负荷运行的输送成本就越低。在满负荷运行的前提下，输气管道的最大经济输送距离与输送能力密切相关，输送能力越大，最大经济输送距离就越长。因此输气管道特别适用于大运量的天然气运输。随着运量减小，输气管道的最大经济输送距离可能小于实际运输距离，此时采用CNG或LNG散装运输方式有可能比管道运输更经济。
输气管道的运行能耗是输气成本的组成部分。假设每座压气站的输气压缩机组均采用管道本身输送的天然气作为能源，则一条5000km的输气管道的燃气消耗量的数量级为输气量的10%，对于长度为250-350km的管道，相应的数量级为1%。