天然氣管道發(fā)展概況
管道輸送是將天然氣從產(chǎn)地輸送至用戶(hù)的唯一手段。18世紀(jì)前，人們采木竹管道輸送天然氣，至1911年開(kāi)始采用鋼管輸氣管道。初期天然氣輸送全部利用氣井井口壓力，20世紀(jì)初開(kāi)始使用壓氣機(jī)增壓，目前高輸氣壓力為19mpa。在全世界200多萬(wàn)公里的油氣管道中，天然氣管道占150多萬(wàn)公里。我國(guó)天然氣管道起步較晚，但發(fā)展較快。從1963年巴渝線投產(chǎn)到1995年底，已擁有天然氣管道8316公里，占全國(guó)油氣管道總長(zhǎng)度的47%。輸氣管道的發(fā)展趨向是大口徑、高壓力和不斷采用新材料新技術(shù)，輸氣工藝著眼于提高管輸條件下的天然氣密度，即在低溫高壓下氣態(tài)輸送或液態(tài)輸送。天然氣作為一種清潔、高效的能源，在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比重將逐步提高，天然氣管道工業(yè)必將迎來(lái)快速發(fā)展的新時(shí)期。
b 天然氣管道輸送系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)
天然氣從開(kāi)采到使用要經(jīng)過(guò)五大環(huán)節(jié)：采氣(集氣)—凈氣—輸氣—儲(chǔ)氣(氣),
這五大環(huán)節(jié)通過(guò)礦場(chǎng)集氣管網(wǎng)、輸氣干線、城市配氣管網(wǎng)聯(lián)接在一起。這三套管網(wǎng)組成一個(gè)統(tǒng)一的、連續(xù)的、完全密閉的輸氣系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，五大環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系、相互制約、相互影響，如某一環(huán)節(jié)不協(xié)調(diào)，必將影響整個(gè)系統(tǒng)。
c 天然氣管道輸送的運(yùn)作方式
管道運(yùn)輸屬于服務(wù)性行業(yè)，本身并不生產(chǎn)產(chǎn)品，用戶(hù)繳納的管輸費(fèi)是其利潤(rùn)主要來(lái)源。1991年前，我國(guó)管道運(yùn)價(jià)基本沿用70年代初期的鐵路統(tǒng)一定價(jià)，1991年國(guó)家物價(jià)局調(diào)整了一次油氣輸送運(yùn)價(jià)，1994年1月再次調(diào)整運(yùn)價(jià)，但調(diào)價(jià)的幅度遠(yuǎn)低于同期原材料的升幅。目前，中原油田至河北滄州天然氣管道的管輸價(jià)格為0.09元/m3.km左右。在天然氣供需運(yùn)作中，一般包括氣田、管道企業(yè)和天然氣用戶(hù)三方，供需協(xié)議由三方共同簽定。用戶(hù)所付款項(xiàng)包括兩部分，一是支付給氣田的氣款，二是支付給管道企業(yè)的管輸費(fèi)。計(jì)量方式和交接地點(diǎn)牽涉三方利益，需三方共同確認(rèn)。
5、原油的組成及物性
a 什么是原油
石油是埋藏在地下的天然礦物質(zhì)，未經(jīng)煉制的石油稱(chēng)為原油。不同油田所產(chǎn)的原油在性質(zhì)上有較大的差別。
b 原油的組成
原油的組成極為復(fù)雜，但其元素組成卻較為簡(jiǎn)單，主要由碳(c)和氫(h)兩種元素組成，其含量在原油中占96~99%，其它還有硫、氮和氧等元素。
上述元素都以化合物的形式存在于原油中。其中，碳和氫按照一定的數(shù)量關(guān)系結(jié)合成多種不同性質(zhì)的碳?xì)浠衔?，?jiǎn)稱(chēng)為烴;碳和氫兩種元素與硫、氮、氧形成的含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物及膠質(zhì)瀝青質(zhì)等，簡(jiǎn)稱(chēng)為非烴。
c 原油的物性
原油的物理化學(xué)性質(zhì)是評(píng)定原油質(zhì)量、控制原油管道輸送工藝參數(shù)的重要指標(biāo)，也是輸油管道和站庫(kù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
原油的物性和它們的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，由于原油是復(fù)雜的混合物，所以，其物性是組成它們的各種烴類(lèi)和非烴類(lèi)化合物性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。為了便于比較和對(duì)照，原油的物性常常采用一些條件性的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定，也就是使用規(guī)定的儀器，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件、方法和步驟下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果改變實(shí)驗(yàn)條件，將會(huì)得到不同的結(jié)果。原油物性測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)主要有：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。原油的物性參數(shù)主要有：密度、粘度、凝點(diǎn)、熱容、蒸氣壓等等。
6、天然氣的組成及物性
a 天然氣的組成
天然氣是從油氣藏中開(kāi)采出來(lái)的一種可燃?xì)怏w，是由各種碳?xì)浠衔餅橹鞯亩嘟M分氣體組成的混合物。由于產(chǎn)地和開(kāi)采方法的不同， 天然氣一般分為氣田氣(包括凝析氣田氣)和油田伴生氣兩種。
氣田氣是指從純氣田開(kāi)采出來(lái)的天然氣。其主要組分為甲烷，含量一般大于90%，此外，還含有少量的乙烷、丙烷、和丁烷等氣體組分。從油田中和石油一起開(kāi)采出來(lái)的天然氣稱(chēng)為油田伴生氣。其組分和氣田氣差不多，但甲烷含量比氣田氣低，一般只有 80~90%，而重碳?xì)浠衔锏暮枯^氣田氣高。另外，天然氣中還經(jīng)常含少量的二氧化碳和氮?dú)獾冉M分。在含硫的氣田和石油產(chǎn)地的天然氣中常含有硫化氫，這種天然氣通常稱(chēng)為酸氣。天然氣中的硫化氫和二氧化碳酸性氣體是造成金屬腐蝕的主要因素，尤其是天然氣中含水時(shí)腐蝕更甚。所以，酸氣必須先進(jìn)行處理凈化后方可管輸和利用。
需要指出，各地所產(chǎn)的天然氣其組分是有差異的，即使是同一產(chǎn)地的天然氣，其組分也并不是固定不變的，尤其是油田伴生氣，它與分離出氣體時(shí)的條件有很大的關(guān)系。
b 天然氣的分子量、密度和粘度
分子量 由于天然氣是一種混合氣體，因而既無(wú)明確的分子式，也無(wú)明確的分子量。天然氣的分子量可以根據(jù)其各組分氣體的分子量和它們相應(yīng)的摩爾成分來(lái)計(jì)算。天然氣的分子量等于各組分氣體的分子量(千摩爾質(zhì)量)與其摩爾成分的乘積的總和。通常，天然氣的分子量也稱(chēng)為視分子量。
密度 單位體積的均質(zhì)天然氣所具有的質(zhì)量稱(chēng)為天然氣的密度。由于天然氣的可壓縮性，所以天然氣的密度與溫度和壓力有關(guān);在低溫高壓下也與天然氣的壓縮因數(shù)有關(guān)。因此，說(shuō)明密度時(shí)必須指明壓力和溫度，如果不指明壓力和溫度，通常均指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù)。
粘度 天然氣的粘度是表示其流動(dòng)性能的指標(biāo)。是它在運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的一種內(nèi)摩擦性質(zhì)。它是管道設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理時(shí)的重要參數(shù)之一。由于氣體隨著溫度的升高分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增強(qiáng)，也就是分子運(yùn)動(dòng)的速度加大。因而，氣層之間的加速或阻滯作用跟著增加，結(jié)果增加了內(nèi)摩擦。所以氣體的粘度是隨著溫度的升高而加大的，這與液體的粘度隨著溫度的升高而降低不同。但是當(dāng)壓力增加到一定值時(shí)，分子與分子間的距離逐漸接近，而漫漫帶有液體的性質(zhì)，這時(shí)粘度則隨著溫度的升高而降低。
c 焦耳~湯姆遜效應(yīng)
天然氣在管道中流動(dòng)，中途遇到孔板等節(jié)流閥件時(shí)，氣體將從突然縮小的截面流過(guò)，因而在節(jié)流處天然氣的壓降增大，節(jié)流后氣體膨脹，溫度急劇降低，甚至在管壁內(nèi)外產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。氣體因節(jié)流降溫冷卻的現(xiàn)象稱(chēng)為氣體的節(jié)流效應(yīng)，也稱(chēng)為焦耳~湯姆遜效應(yīng)。它是實(shí)際氣體固有的特性。造成這種現(xiàn)象的原因是由于分子間的引力作用。當(dāng)氣體在節(jié)流處由于壓力降低而迅速膨脹時(shí)，分子間的距離增大，這就必須供給以克服分子間引力的能量。但因膨脹速度很快，來(lái)不及與外界進(jìn)行熱交換(可近似認(rèn)為節(jié)流是絕熱膨脹過(guò)程)，故所需的能量只能由消耗氣體本身的內(nèi)能來(lái)供給，從而使氣體冷卻，溫度降低。
7、管道干線常用術(shù)語(yǔ)
長(zhǎng)輸管道：在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用企業(yè)之間輸送商品原油或天然氣等介質(zhì)的管道。
管道標(biāo)志：為便于發(fā)現(xiàn)和尋找埋地管道的準(zhǔn)確位置，滿足維護(hù)管理的需要，在管道沿線設(shè)置的永久性地面標(biāo)志。如：里程樁、轉(zhuǎn)角樁、測(cè)試樁、交叉標(biāo)志和警示標(biāo)志等。
清管系統(tǒng)：為提高管道輸送效率而設(shè)置的清除管內(nèi)凝聚物和沉積物的全套設(shè)備。
截?cái)嚅y：為了維護(hù)方便和防止事故擴(kuò)大而在管道沿線的規(guī)定位置所安裝的閥門(mén)。
干線：在一條長(zhǎng)輸管道中，由首站到末站間的主運(yùn)行管道。
支線：向干線輸入介質(zhì)或由干線輸出介質(zhì)的管道。
管段：指管道干線上特定范圍或特定區(qū)域內(nèi)的一段管道。
匯管：由若干較小直徑管子連接的大直徑管段。
管網(wǎng)：在同一地區(qū)輸送同一介質(zhì)的多條相連管道的總稱(chēng)。如油管網(wǎng)、氣管網(wǎng)、水管網(wǎng)等。
復(fù)線：在同一首、末站之間并列敷設(shè)的管道。
副管：為了增加輸量與主管并列敷設(shè)的管段。
彈性敷設(shè)：管道在外力或自重作用下產(chǎn)生彈性彎曲變形，利用這種變形改變管道走向或適應(yīng)高度變化的管道敷設(shè)方式。
試壓：在容器或管道內(nèi)充入液體或氣體，按規(guī)范要求加至規(guī)定壓力值，以檢查容器或管道耐壓強(qiáng)度及嚴(yán)密性的試驗(yàn)。
絕緣層電阻率：絕緣層電阻率是絕緣層單位面積的電阻，是衡量絕緣層質(zhì)量好壞的尺度。
雜散電流：雜散電流是從埋地電氣設(shè)備的帶電導(dǎo)體上偶然流出的電流，這種電流會(huì)加快埋地金屬管道的腐蝕，縮短管道的使用壽命。
管堤：為了不使管道被水沖刷而造成裸露，保證管道處于穩(wěn)定狀態(tài)，維持管道的防腐絕緣層不受損壞，在管道上方填土，按照一定的坡度和厚度修筑的護(hù)管堤叫作管堤。根據(jù)不同地區(qū)氣溫和土壤凍結(jié)深度的不同，管堤的厚度往往不同。
過(guò)水路面：過(guò)水路面是在管堤中間或管道上方修筑的排水設(shè)施，將管堤周?chē)蚬艿郎戏降姆e水排出，防止因積水沖毀管堤或破壞管道。過(guò)水路面的斷面尺寸要根據(jù)測(cè)算的匯水面積和流量來(lái)確定，同時(shí)還要兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水利設(shè)施的需要。
管函：管涵是在管道上方或下方修筑的排水設(shè)施。管涵有圓管涵、板涵、拱涵等多種形式，根據(jù)實(shí)際情況，要按照測(cè)算的匯水面積、流量、高水位確定管涵的形式及過(guò)水截面積。
擋土(水)墻：擋土(水)墻通常在丘陵地區(qū)用得較多，是為了阻止坡土坍塌、流失，以及保護(hù)管道安全所采取的措施。