天然气长输管道工程设计策略

刘业聪  

身份证号码：370982198903177274 山东省聊城市 252000

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，各行业对能源的需求量也在逐渐增多，天然气逐渐成为人们日常生活和工业生产过程中不可缺少的重要能源。长输管道作为一种具有安全优势的运输形式，是天然气长距离运输的重要运输方式。但基于天然气长输管道在投入使用中可能受到的来自于自然、管材质量和其他人为因素的影响，需要在设计天然气长输管道工程中革新设计理念，有效避免现阶段管道工程设计中存在的设计质量参差不齐、项目管理资源相对紧缺、设计理念墨守成规、设计质量管理相对滞后等一系列问题，从设计阶段即保证天然气长输管道工程的质量。

关键词：石油天然气；长输管道；工程设计；设计策略

引言

在我国经济不断发展的现阶段，人民群众生活水平也得到了显著的提高，对于石油天然气的使用以及相关要求也明显增多，此现象的出现给石油天然气管道铺设相关问题带来了一定的挑战，如何在保障石油天然气长输管道顺利铺设的同时促进其质量提高，是当前阶段相关人员的主要研究内容之一。

1天然气长输管道工程设计的原则

（1）优化原则。优化原则是指在进行天然气长输管道工程设计时应当立足于本工程的设计意义、设计初衷和设计要求，应用招标设计方法吸引有相关资质的设计单位共同提供工程项目方案，再通过横向和纵向对比方案选择出某一个优化的方案，或从不同方案中组合出设计管径、压比的方法，形成新的方案，最终目标是实现设计方案与工程项目实际情况、参数要求和目标效益的一致。（2）规范原则。规范原则强调在进行天然气长输管道工程设计时必须熟知并遵循如《输气管道设计与管理》《输气管道工程设计规范》《石油天然气工程初步设计内容，规范：管道工程》《石油天然气工程制图标准》《油田油气技术设计手册》等相关国家法律法规、方针政策，地方、行业标准，要求必须保证工程设计的科学性这一大前提。（3）创新原则。创新原则要求在进行天然气长输管道工程设计时必须结合基本的方针、政策、指导要求，本着自动化、先进化和合理化的要求应用新工艺、新设备，要不断学习国内外先进的天然气长输管道工程设计经验和成果，要积极采用相对成熟的技术方案，保证工程质量的高水平。

2天然气长输管道工程设计策略

2.1平面布置设计

天然气长输管道分输站场设计与建设过程中，平面布局设计是非常重要的环节，对风险控制和投资成本有着较为直接的影响。在站场设计环节，应当合理划分生产区域与办公区域，严格控制安全间距，科学分布站场进出口，当发生天然气泄漏等安全事故时，工作人员也能够确保第一时间疏散，从而尽可能保障人员安全。由于生产区具有储运天然气的功能，危险性较高，因此在设计阶段，应考虑常驻人员房屋的门窗尽量避免直接面向生产区，同时预留相应距离，设置逃生通道。设计生产区域时，应根据工艺流程对进出站阀组、过滤分离、计量调压、加热等区域和相应设备的位置进行合理规划，既要满足标准规范要求，同时也为巡护和检修创造安全和便利的条件，从而提升日常维护管理水平。

2.2应用数字化设计系统

数字化设计系统的应用不仅可以保证设计质量，更能够提高设计效率和设计数据的分享效率，实践中可以利用如大数据设计平台、工艺流程设计软件、仪表系统设计软件等汇总与本天然气长输管道工程有关的专业数据，并支持各数据提供方在线进行数据的分享、讨论和应用。在数字化设计系统中还需要高效应用三维可视化方法，能够精准呈现如工程线路上出现的电缆位置、电缆路径、不同障碍物之间的距离，并可支持三维系统之下的数据方案模拟，可进行如碰撞实验，得出不同碰撞数据之后再调整方案，或利用数字化系统进行极端事故的模拟演练，高效呈现不同方案、不同阶段可能出现的极端问题，以顶格要求为标准进一步优化方案。

2.3保障管道干燥程度

在石油天然气长输管道设计施工过程中，保障管道的干燥程度是十分必要的，能够有效地降低由于干燥不足产生的不良影响，在此过程中，不仅需要运用一定的除水技术，也需要充分的运用微正压技术促进管道干燥程度的提高。在此过程中，首先需要对管道内的水分进行去除，需要充分的利用清管列车对管道进行深度的除水，在除水完成后，则需要开展干燥工作，由于泡沫的吸水性以及机械效应相对较好，因此借助泡沫进行管道干燥处理是一项十分明智的选择，在此过程中，需要充分的借助泡沫机械效应进行水分去除，达到干燥的目标，在相关工作结束后，需要有关人员对管道进行一定的检验，保障管道干燥程度能够很好的符合国家相关要求。

2.4管道保护设计

为保证管道的长期安全运行，抑制电化学腐蚀的发生，管道保护通常采用外防腐层和阴极保护两种形式。地上管道由于电化学腐蚀环境较好，一般采用刷漆防腐即可。埋地管道因为底下管道、管件和其他各种金属构筑物错纵复，接地网、混凝土中钢筋相互电连通，使得站场内存在大量的杂散电流，这些杂散电流使得站内埋地管道腐蚀环境较为恶劣，而由于埋地管道防腐层的防护程度有限，随着时间的推移，给管道的长期安全运行带来隐患。因此，站场内埋地管道一般会采取管道外防腐+区域阴极保护。区域性阴极保护主要有强制电流保护和牺牲阳极阴极保护两种方式。牺牲阳极阴极保护对站外线路阴极保护系统的干扰小，保护电流分布较均匀，但保护电流输出量不易调节，在区域保护对象电流消耗量难以估计的情况下较为被动。采用强制电流阴极保护方式时，保护电流输出量大小调节方便，尤其在保护对象较多或复杂，所需电流量较大的情况下较为主动，系统使用寿命长；但需要依托稳定可靠的电源，成本相对较高、调试较复杂。针对分输站场设施较多、范围较大，所需保护电流量大的特点，一般对埋地管道采用强制电流保护措施。

2.5规范设计标准与体系

由于天然气长输管道工程设计涉及到非常多的数据、非常复杂的内容和较长时间的工程跨度，所以需要有规范的设计标准、设计体系，保证整个设计流程通顺科学、设计方案具有时效性和可操作性，具体包括以下内容：其一，要有切合实际的工程设计制度标准，包括勘验、测量、通信等的设计规程，需要在不同的设计领域根据具体设计内容进行与既有行业文件或规章制度的对接，要有源自于线路穿跨越等的设计标准图纸，要有平面设计、立体结构的施工工艺流程展示，要有不同施工设备、材料的样本模型库。其二，设计的规范标准还需要有具体设计人员进行落实，所以选择有较强职业素养和综合素质的设计人才也是进行设计标准与体系规范的重要内容，选择的该部分设计人员首先要有完善的理论知识。其次要有扎实的长输管道设计经验，另外需要有自己对于天然气长输管道工程设计的理解，能够综合已得出的地质、水文等相关数据进行安全、经济的分析和使用。

2.6管道防腐技术

由于石油天然气长输管道使用的时间相对较长，因此应该进行及时的防腐处理工作，在此过程中，首先可以对接口处进行防腐处理，其中利用环氧树脂底漆能够达到良好的防护效果。在此过程中，对补口进行适度打磨不仅能够促进搭接工作的顺利进行，也能够有效减少补口存在的锈，对于管道的防锈处理提供较大保障。

结语

进行天然气长输管道工程设计是保证管道运行安全、节约清洁能源的重要基础。为了提高设计质量，还需要不断优化设计质量管理程序，促进石油天然气长输管道的安全性得到显著提高。

参考文献

[1]陈骅，钱彬，陈义，等.天然气长输管道工程选址工作的研究[J].智能城市，2020,6(01):87-90.

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