从上世纪末期以来, 我国能源的需求与消耗量逐渐增加, 天然气作为我国社会经济建设的重要能源, 其输送管道的建设规模也随着经济的发展而不断扩大, 目前, 我国在天然气管道输送技术方面的研究力度不断加大, 相继推出天然气液化输送、凝析液混合输送等天然气输送新技术。
1 天然气管道输送技术现状
1.1 液化天然气输送技术
由于天然气管道建设成本较高, 在长距离运输的过程中也很容易造成受到各种因素的影响, 产生泄露等问题, 正是基于这一问题, 科研专家通过对不同输送方式的成本进行对比, 并分析了LNG长距离管道到运输技术的可操作性, 最终证明液化天然气在低于正常温度下运输是可行的, LNG液化技术刚开始是运用在海上天然气输送中, 研究者针对其工艺流程, 提出并建立了液化过程的动态模型, 然后在室内采用小型的撬装液化试验装置进行模拟, 最后, 根据模拟实验结果, 推出了LNG在低温下的结构设计、储罐材料、绝热分析以及施工工艺等方面的技术, 促进了我国大型低温LNG储罐国产化的发展进程。根据预定的输送压力、输送温度等相关数据, 可对LNG管道站之间的距离进行计算, 一般来说, 如果不考虑位能和动能的变化, 两个冷泵站之间的能量方程可以用“Gc (T2-T1) =0.001Q+Gv (p1-p2) ”来表示。其中, G表示液体在低温状态下的流量;c和v表示LNG的比热和比容;Q表示两站之间管道的冷损, p1-p2和T2-T1则分别表示两站之间预定的压差和温升。
1.2 天然气-凝析液混合输送技术
天然气-凝析液混合运输实际上是一种气液混合运输法, 其工艺计算模型比较复杂, 主要包括瞬态模拟和稳态模拟两方面。这种工艺计算模型主要是根据混合物流动能量方程建立的, 为了实现混输管道停输再启动及稳态的数值模拟, 研究者通过天然气-凝析液稳态计算的显示降温计算式, 提出并运用了基于有限差分法的水力-热力耦合算法, 最后得出天然气-凝析液混合输送上岸压力降低主要受流体组分及其比例变化的影响, 从而开发出了具有较高可行性的天然气-凝析液混合运输管道的计算模拟软件, 这对于我国天然气输送管道工程来说是一项重大的突破。由于凝析气输管道中常含有CO2和H2S、盐水等物质, 管道内壁很容易受到腐蚀, 除了多相流动导致的腐蚀以外, 还有因CO2、H2S等酸性气体引起的电化学腐蚀。因此, 采用这种输送技术时必须做好相应的防腐蚀措施。
1.3 天然气管网输送
综合考虑天然气输气管道的工程成本以及运行寿命等诸多因素, 采用管道强度约束、能量平衡约束、稳定性约束等作为约束条件, 并通过目标函数计算法, 最终建立了输气管道系统设计的优化模型, 该模型具有经济性、安全性、平稳性等主要优势, 相对而言具有较高的可行性。
2 天然气管道输送技术的创新
2.1 天然气管道泄漏检测技术
目前, 以美国为主的国外发达国家正在进行天然气管道泄漏检测技术的研究, 这种技术主要利用激光原理, 通过红外线光谱吸收甲烷来检测天然气的泄露。这种检测技术的核心部分是遥感系统, 相关专家已经通过现场实验验证该方法的检漏成本要低得多, 而且检漏效率比以前提高50%以上。
2.2 天然气管道运行仿真技术
随着我国计算机技术的不断发展, 在线仿真技术也开始出现并在许多领域得到应用。对于天然气管道运输来说, 仿真技术的应用具有诸多优势, 它可以有效提高管道运行的可靠性和经济性, 计算机技术在管道运输中的应用主要表现在管道操作优化管理模型、天然气运销集成控制系统、管道测绘及地理信息系统三个方面。对于距离较长的管道来说, 仿真技术的应用不仅能起到降低成本的作用, 同时还能优化管道设计和运行管理工作。
2.3 天然气管道减阻剂的研究应用
美国一家大型的油气技术公司研发出了一种天然气减阻剂, 并在墨西哥湾一条长约8千米的输气管道上进行了现场试验, 试验结果表明, 这种减阻剂的使用能起到提高输送量、降低压力的作用, 与使用减阻剂之前相比, 输送量提高了15%左右, 最高压力下降了20%左右, 该减阻剂中含有一定浓度的聚酰胺基, 定期将这种试剂注入到天然气管道中能在管道内表面形成一层光滑的薄膜, 该薄膜能减少天然气输送过程中产生的摩擦阻力, 从而起到保护作用。
2.4 GIS技术在天然气输送管道中的应用
众做周知, GIS技术目前已经在社会各领域得到了广泛应用, 该技术的应用与传统技术相比显然具有极大的优势, 目前, GIS技术在我国长距离输气管道中的应用也越来越广泛, 这主要得益于管道工业自动化的发展, 该技术属于一种自动化技术, 将GIS技术应用到管道勘测、施工、设计、监测管理以及投入运行等阶段可大大提高工作效率和质量。
3 结语
总之, 我国天然气管道输送技术已经在多方面取得了创新, 包括管道减阻剂的研发、仿真技术的应用等, 未来天然气管道输送技术将会朝着高压输气与高强度管材相结合的方向发展。
摘要：天然气管道输送技术的创新在一定程度上减少了天然气在运输过程中造成的浪费, 有利于改善天然气能源稀缺的现状, 本文就针对天然气管道输送技术的研究与创新进行了探讨。
关键词：天然气,管道输送技术,创新
参考文献
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