天然气管道输送及操作技术
赵会军
江苏工业学院油气储运工程系
二00八年十二月
本课程的主要内容： 1．概述
2．天然气的基本特性 3．天然气净化
4．管路中气体流动的基本方程 5．天然气管道输送 6．输气站与清管技术 7．天然气输送系统相关设备 8．内涂层减阻技术简介
第一章 概述Introduction
§1.1 天然气在国民经济中的重要性
一、什么是天然气？
所谓的天然气一般是指自然生成、在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中、多组分、以烷烃为主的混合气体，从广义上讲，天然气可以说是气态的石油。 二、天然气的用途
天然气是清洁、高效、方便的能源，天然气的热值较高，每立方米平均为33MJ(人工煤气为14.6，液化石油气87.8～108.7气态)，不含灰分，容易完全燃烧，不污染环境，运输方便。它的使用在世界经济发展和提高环境质量中起着重要作用。天然气近年其年产量增长速度高于石油与煤，在能源消费结构中的比例达 23.5 ％（我国2～3％）。目前世界天然气为仅次于石油和煤炭的世界第三大能源，据预测，21 世纪天然气在能源消费结构组成中的比例将超过石油，成为世界第－能源。 其主要用途为：
1、城镇居民、公共建筑和商业部门，约占总用
量的41.5％；天然气与其他燃料相比，具有使用方便、经济、热值高、污染少等优点，是一种在技术上已经得到证实的优质清洁燃料。天然气代替其他燃料，可以减少一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NO）及烃类等的排放，有利于环境保护; 2、工业部门，约占37％，主要用作生产化工产
品和工业燃料的基本原料。天然气的主要组分是甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以卜烃类，是重要的基本有机化工原料。以天然气为原料，可以生产出合成氨、甲醇低碳含氧化合物、合成液体燃料等种类繁多的化工产品。至今全世界已有 10 ％的天然气用于制取化工产品，年产量已达到 16 亿吨 ；
3、发电厂，约占 19％以上。特别是采用天然气联合循环发电技术后，投资费用仅为煤炭和核发电厂 2 / 3 左右，对空气和水的污染也少，因而使得以天然气为燃料的发电厂更加具有竞争力 ； 4、运输部门所占比例不足 1％。天然气的一些特性使它有可能成为一种很有吸引力的汽油替代燃料。它的价格和汽车废气排放指标都低于汽油。
天然气的应用将会显著扩大，21世纪将逐步取代石油，并在世界能源消费结构中占据主导地位。世界能源消费结构趋势如下图所示 。
天然气市场发展情况 100％
比 80％ 例 60％
40％
20％
0
1800 1950 2100
年份
世界能源消费结构趋势
1
2003年全球十大天然气消费国一览表(单位：亿立方米)：
2
中国天然气资源分布情况
三、天然气的来源
天然气可以从油田气和气田气获得。
①油田气又称为油田伴生气，它是与石油伴生的天然气，伴随着石油的开采而采出。一般利用井上的油气分离器将石油与伴生气分离，然后采用吸收法或其它方法将气体中的碳氢化合物进一步分离，提取的C3、C4成分作为液化石油气销售，C1、C2成分作为天然气使用或管道外输。
②气田气是采自气田气井的天然气，通常这种气体的甲烷含量较高，可以达到85～97％，C3～C5只有2～5％，可以采用压缩法、吸收法、吸附法或低温分离法将C3、C4等重烃分离出来，制取液化石油气，其余纯净的天然气通过管道外输销售。
③炼厂气。从天然气的主要成分甲烷来说，其来源还有炼油厂如蒸馏气中0.5％为甲烷，催化裂化气中为5.9％，热裂化气35％，铂重整气中10.7％为甲烷。当然这些气体不能划在天然气的范围，量也不大，但其用途是一样的。
§1.2 天然气储运系统概述
一、天然气输送方式 1.管道输送
优点：输送量大、技术成熟可靠；缺点：建设与输送成本较高，适应灵活性较差。 现代管输技术成熟,约75％天然气通过管道输送。
长距离输气管道发展趋势:1)平均运距增大。最长单根输气管道是俄罗斯亚马尔管道(4451km);2)最大口径可达1420mm; 3)高压力,最高压力为12MPa，海底21MPa;4)自动化遥控,采用SCADA对管网实
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