输气管道概况

输气管道概况煤、石油、天然气都属于化石燃料，是世界三大一次能源，其中煤和天然气的发现和应用历史都在2600年以上，成书于春秋战国时期的《山海经》（山经）是我国最早记载天然气和煤炭的书籍。南山经曰“又东四百里，曰令丘之山，无草木，多火。”这里的火就是天然气。第2页,共66页，2024年2月25日，星期天一、天然气的来源天然气可以从油田气和气田气获得。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。（40%）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。

（60%）

第3页,共66页，2024年2月25日，星期天⒋天然气的特性第4页,共66页，2024年2月25日，星期天二、资源情况

1.石油资源概况

从石油储量的分布来看，中东是石油最富足的地区，大约拥有世界储量的54％。我国石油的可采储量可达150亿吨，远景储量可达300～600亿吨，潜力是很大的。2.天然气资源概况天然气探明储量主要集中在俄罗斯、伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特。

“西气东输”的起点--塔里木盆地探明储量5267亿m3，可采储量3725亿m3，能够保证年供气120亿m3稳产20年。第5页,共66页，2024年2月25日，星期天天然气市场发展情况

第6页,共66页，2024年2月25日，星期天第7页,共66页，2024年2月25日，星期天2003年全球十大天然气消费国一览表

(单位：亿立方米)：第8页,共66页，2024年2月25日，星期天中国天然气资源分布情况第9页,共66页，2024年2月25日，星期天第10页,共66页，2024年2月25日，星期天据有关专家预测，在在21世纪的最初几年内，我国天然气需求增长将快于煤炭和石油揭，天然气市场在全国范围内将得到发育，2005年以后将得到快速发展、预计2010年天然气在能源总需求构成中的比重约为6％，需求量将达到900亿立方米、2020年需求量将达到2000亿立方米。占整个能源构成的10％。2020年．发电、城市燃气、化工、工业等其它用户将构成我国天然气的主要消费体。第11页,共66页，2024年2月25日，星期天发电占42％，预计2010年将比1996年新增火电11612亿千瓦时。届时若有15％的火电改用天然气作为能源，对天然气的需求将增加348亿立方米。城市燃气占22％，预计到2020年我国城镇天然气用户将达到40％，需求将达到44亿立方米。化工用气:占16％。目前，化工领域是天然气的第二大用户，近四分之一的天然气被用作化工原料，其中90%以上用于生产化肥。估计2020年化工领域对天然气的需求将达到325亿立方米。第12页,共66页，2024年2月25日，星期天工业等其它用户占20％。工业燃料是我国目前最大的天然气用户，但市场开拓在近期有一定难度，随着我国经济中高质量、高附加值产品比重的提高，以及天然气管网的不断完善，在2020年前后工业用户将有所提高。预计工业等其它用户的天然气需求，在2020年将为391亿立方米。第13页,共66页，2024年2月25日，星期天第14页,共66页，2024年2月25日，星期天天然气的运输方式

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对管网实施集散控制;5形成大型供气系统;6向极地海洋延伸。第15页,共66页，2024年2月25日，星期天2.液化天然气(LNG)liquefiednaturalgas制备：液态储运即液化天然气(LNG)储运方式,利用经过净化天然气的压力经膨胀机制冷使其液化(若压力过低，需加压),制冷温度-80～-90℃,在LNG装置中使用液氮补充冷却,将其降至-163℃成为液化天然气,实现液态输送。关键技术:预处理、液化及储存、液化天然气的气化、冷量回收及安全技术等。LNG链:开采、液化、LNG运输、LNG接收与气化、外输管线、最终用户组成。优势：1体积缩小620倍,便于运输;2代替深海,地下长输管道省投资,降成本;3超过3500km后船运占优势;4有效回收边远、零散天然气;5投资省,在等热能储气规模下LNG储罐与管道储存设施相比,占地少,工期短,受地质条件约束少;物性:无毒,无色,无味液体;-163℃密度450~470;燃点650℃;爆炸限4.7％~15％应用:1供城镇居民;2远离气源且管线未到地方;3城市燃气调峰;4优质汽车燃料;5发电,特钢等提高质量;6冷能发电,分离空气,制干冰等,间接冷冻食品,低温医疗等。第16页,共66页，2024年2月25日，星期天3.压缩天然气(CNG)管束容器储运compressednaturalgas制备(新西兰):20~25MPa压缩存储高压钢瓶中,降温至5℃,充入“管束”内径为152.4mm(高级钢管组成)容器中,在0.135MPa释放,净储气量为210V/V~280V/V。优势:与运距在1000km以上管道或LNG相比,具有竞争力;灵活性强，投资少；使不能管输天然气得到有效的利用,方便未铺设管道边远地区,补充城市管道供气不足。不足:1高压储存增加储气密度;2建立专门高压加气站,配备多级压缩系统,投资大;3器壁厚,自重增加,运费大;4高压储罐制作,维护费用高;5高压储气安全隐患多。应用:1清洁汽车燃料;2气源;3应急供气手段;4气量不大，用户距气源较远情况。第17页,共66页，2024年2月25日，星期天4.天然气水合物(naturalgashydrates)物性:雪花状晶体,笼型多面体结构,密度0.88~0.80g/cm3,含天然气164~220m3/m3。制备：在3~5Mpa,2~6℃下,水与气充分接触逐渐生成水合物,经过三相分离及脱除游离水,制成干水合物,可在接近常压与-40℃下长期稳定储存。性质：提高压力,温度也可提高,储存压力3~6Mpa,储运温度为0~8℃。减压或增温。优点:与LNG相比,生产,储运,装置与工艺简单，综合成本要比LNG低24％。第18页,共66页，2024年2月25日，星期天5.吸附天然气(ANG)储存adsorbednaturalgas制备:在储氢技术思路上开发,借助罐内活性吸附剂,利用巨大内表面和丰富微孔结构使天然气在较低压力下(3~4MPa)以较高密度(180V/V~240V/V)储于钢瓶中。技术:优良性能吸附剂筛选与开发;吸附剂储存容器结构设计。优点:单级压缩,储罐形状和用材选择余地大,质量轻,压力低,使用方便,安全可靠,ANG是最经济方法,总费用仅为CNG一半,吸附剂可重复使用。难题:1高效专用吸附剂的投资大;2吸附剂性能影响实际储气量;3用后吸附性能下降;4自重增加;5储气过程中释放热量产生的高温存在安全隐患;6重组份的滞留。第19页,共66页，2024年2月25日，星期天几种运输方式的比较

1管道输气是最主要方式，适应范围广，特别适用于长距离、大运量运输。2具备海运条件,运距很长,LNG优于管道。超过7000km时,惟一经济运输方式。3LNG,CNG内陆运输是管道有益补充,主要适用于运量较小和分散供气的情况。4天然气水合物NGH输送方式的技术不十分成熟，但具有发展前景第20页,共66页，2024年2月25日，星期天三、天然气的用途天然气是一种洁净、方便、高效的优质燃料。

在工业应用方面，可用于发电。在民用方面，可提高灶炉热效率。天然气还是重要的化工原料。

氦（He）气是重要的战略物质。

第21页,共66页，2024年2月25日，星期天a燃料天然气的热值较高，每立方米平均为33MJ，介于人工煤气与液化石油气之间，且不含灰分，容易完全燃烧，不污染环境，运输方便（管道运输）。深受用户欢迎的民用燃料。在工业应用方面，可用于发电，建设同样规模的火力发电站比燃煤减少投资20％左右，且管理方便，易于实现自动化，发电成本大大下降。第22页,共66页，2024年2月25日，星期天第23页,共66页，2024年2月25日，星期天燃气空调第24页,共66页，2024年2月25日，星期天第25页,共66页，2024年2月25日，星期天b化工原料天然气是近千种化工产品的理想原料。如①炭黑是合成橡胶和印刷油墨的原料②天然气裂解后可得乙烯、丙烯、丁烯。是合成纤维、合成橡胶和塑料的原料③天然气还可生产合成氨、尿素。是化肥的原料。④硫——制酸工业原料所以，可以说，天然气是一切有机合成工业和高分子合成工业最理想、最便宜的原料。第26页,共66页，2024年2月25日，星期天C从天然气中回收下来的液化气也是一种优良的民用燃料。其主要成分是低碳饱和烃——丙烷、丁烷，并且含有少量乙烷或戊烷等。它不像商品气需采用管道输送，而是采用罐装或瓶装、以这种方式供应用户，批量可大可小，方便于用汽车、火车和船舶运输，特别适合于边远地区和商品气管线难以到达的散户使用。液化气可用于驱动汽车。也可用作切割气，还可以进一步将其分馏成丙烷和丁烷，分别使用。第27页,共66页，2024年2月25日，星期天D稳定轻烃一般也称天然汽油。可直接调和作为车用汽油使用。由于稳定轻烃正构烷烃多，辛烷值低，一般可掺甲醇、芳烃以提高某烷值用作车用汽油的调合原料也可进一步分馏而得到一系列优质工业溶剂、这些溶剂油基本上都是饱和烃．化学安定性好、溶解能力强。广泛应用于化工、医药、航空等诸多部门。同时也可用作戊烷燃料，采用集中气化、集中供气的方式以改善小城镇居民的燃料结构。第28页,共66页，2024年2月25日，星期天E天然气中H2S分离后经克劳斯反应制硫，其硫磺呈亮黄色，纯度可达99.99％，是宝贵的化工原料。在工业、农业等各个领域都有着广泛的用途。F从高含CO2的天然气中分离出来的高纯度CO2可用于制备干冰，也可回注地层以提高原油采收率。G从天然气中分离出来的氦是世界上氦气的主要来源有着广泛的用途。第29页,共66页，2024年2月25日，星期天四、输气管道的分类、组成及特点

输气管道一般按其输送距离和经营方式及输送目的分为三类：一是属于油气田内部管理的矿场输气管道，通常称为矿场集气管线；二是隶属某管道输送公司的干线输气管道，通常称为长距离输气管道；三是由原城市煤气公司或其他燃气公司投资建设并经营管理的城市输气管道，通常称为城市输配管网。

第30页,共66页，2024年2月25日，星期天

矿场集气、净化、管道、压气站、配气站以及调压计量等形成了一个统一的密闭的输气系统

第31页,共66页，2024年2月25日，星期天1.矿场输气管道

矿场输气管道由采气管线和集气管线组成。根据气田构造、规模及气井分布等可布置成直线或树枝状、环状和放射状管网，其特点是：（1）输送介质大多为未经净化或净化程度低的原料气。原料气中含硫、水、二氧化碳等杂质较高，腐蚀性大。（2）输送距离短。一般只有几公里至几十公里，也有一些由油气田企业内部管理的输气管道直接输送到附近城市或化工厂等，如辽宁盘锦—沈阳新民输气管道，距离稍长一些，但一般中间没有增压站，也只有一百多公里。（3）管径小。一般在DN100～DN300，由油气田企业内部管理的直接输送到附近城市或化工厂的输气管道，管径一般多用377mm、426mm或529mm。（4）压力变化大。开采初期井口压力可能高达10MPa或者更高，随着地层压力的降低，到开采后期可能降到1.0MPa，甚至0.1～0.2MPa。（5）集输系统流程复杂。包括矿场集输管网流程和矿场集输站场工艺流程。

第32页,共66页，2024年2月25日，星期天2.干线输气管道

干线输气管道主要由线路和输气站组成，线路包括沿线截断阀、阴极保护站，输气站包括清管站，其它还包括通信、自动监控、道路、水电供应、线路巡检维修和其它一些辅助设施和建筑，对于采用低温输送工艺的管道，还应有中间冷却站。

第33页,共66页，2024年2月25日，星期天干线输气管示意图第34页,共66页，2024年2月25日，星期天长距离输送天然气管道特点

干线输气管道是连接矿场集气系统和城市门站（或配气站）的纽带，将经过矿场处理后的洁净的天然气送往城市。与矿场输气管道与城市配气管网相比，其具有输送距离长（从几百公里至几千公里）、管径大（一般在400mm以上，最大可达1420mm）、压力高（操作压力在4.0～10.0MPa）的特点。第35页,共66页，2024年2月25日，星期天（1）是最有效、最大规模的运输系统，甚至是大量输送天然气的唯一有效办法。（2）设计和运行管理要比矿场和城市输气管道以及原油管道更复杂。（3）由于中间有数个进气点和分气点的存在，再考虑中间进、分气量的波动性和不均衡性，对确定线路走向、管道设计和运行管理工作要求更高。（4）在输气管道投产初期，可以在首站不设压缩机车间，而充分利用地层压力进行输送，对于远期提高输送量而地层压力低，是增设压气站还是建设复线或采用其他方案，在管道设计时要进行严格的技术经济论证，确定最优建设方案。第36页,共66页，2024年2月25日，星期天（5）必须保证安全、连续、可靠地供气。这要在设计和管理上采取特别有效的措施予以保证。（6）从冶金、制管、勘察设计、施工和运行管理全过程中，建立完善的输气管道质量保证（QA）体系。（7）长输管道要求有与之配套的通信、道路交通、水电供给等附属设施，在以电动机为原动机的压气站，电力供应必须保证万无一失，有线和无线通讯系统也是不可缺少的设施之一，是全线生产调度指挥的重要工具。第37页,共66页，2024年2月25日，星期天3.城市输气管道

城市配气系统主要包括配气站、配气管网及支管、储气库和各类调压站所。任务就是从配气站（或称城市门站）开始，通过各级配气管网和气体调压所保质保量地直接向用户供气。城市输气管道从城市门站开始，遍布整个城市和近郊，通常有树枝状和环状两种布置方式，以环状居多。

第38页,共66页，2024年2月25日，星期天（1）管径变化范围宽。小到居民进户的户内管为20mm，大到兼有储气功能的高压干环的1m以上。（2）压力等级多。对于规模较大的城市，尤其是人口多、密度大的特大城市，配气管网多采用多级系统，这些管道按照《城镇燃气设计规范》根据压力高低分为五个等级：高压A级0.8<p≤1.6MPaB级0.4<p≤0.8MPa中压A级0.2<p≤0.4MPaB级0.005<p≤0.2MPa低压A级p≤0.005MPa（3）气体从高压力等级管网输入低压力等级管网必须经过调压，绝不允许不同压力等级的管道直接连通。第39页,共66页，2024年2月25日，星期天五、输气管道发展概况

1世界著名大型输气管道（1）前苏联乌连戈依—中央输气管道系统。（2）阿--意输气管道。（3）横贯加拿大输气管道。（4）美国东线输气管道。（5）加拿大阿恩莱斯输气管道。（6）美、加合作阿拉斯加段输气管道

第40页,共66页，2024年2月25日，星期天

以乌连戈依气田为起点所形成第一大系统“乌连戈依---中央输气管道系统”，干线管道总长2×104km多公里；以亚姆堡气田为起点形成另一输气系统。莫斯科乌连戈依亚姆堡俄罗斯输气管网第41页,共66页，2024年2月25日，星期天美加联盟(Alliance)输气管道阿尔伯达省芝加哥美国加拿大1）起自加拿大阿尔伯达省，终止于美国芝加哥；2）干线长2990km；3）设计输量136×108m3/a～170×108m3/a；4）全线共设压气站14座；5）管径914mm/1067mm；6）管材X70；7）设计压力12MPa；8）投产时间2001年。第42页,共66页，2024年2月25日，星期天4578910136注：十大输气通道分别是：①西南-东南；②西南-东北；③西南部-中西部；④西南Pandandle-中西部；⑤西南部-西部部；⑥加拿大-中西部；⑦加拿大-东北部；⑧加拿大-西部；⑨洛基山-西部；⑩洛基山-中西部。资料来源：美国能源信息署。27天然气干线管道总长超过30×104km第43页,共66页，2024年2月25日，星期天英国天然气管网NationalandAreaControlCenterAreaControlCenter干线管道长：0.6×104km输气量：780×108m3/a返回第44页,共66页，2024年2月25日，星期天2.我国输气管道发展简介

我国是最早使用管道输送天然气的国家之一。到目前，全国的1.1万公里输气管道中，一半左右集中在四川省。此外，在各油气田也相继修建了一批输气管道。分布在大庆、辽河、吉林、华北、胜利、大港、中原、长庆、新疆等油气田的天然气和油田气输送管道。

第45页,共66页，2024年2月25日，星期天西气东输工程

全长4000多公里，管径1016毫米，操作压力10MPa，输气能力120亿米3/年，全线设输气站31座，包括首、末站、中间压气站、分输站、清管站。第46页,共66页，2024年2月25日，星期天第47页,共66页，2024年2月25日，星期天重庆忠县至武汉的输气管道（忠—武线）

忠武输气管道工程从重庆忠县至湖北武汉干线，以及荆州至襄樊、潜江至湘潭、武汉至黄石三条支线，管道总长度1347.3公里。其中干线管道长度为718.9公里，管径711毫米，设计年输量为30亿立方米。第48页,共66页，2024年2月25日，星期天管道天然气调压站

第49页,共66页，2024年2月25日，星期天第50页,共66页，2024年2月25日，星期天陕京二线输气管道工程

陕京二线输气管道工程西起陕西省榆林市，东至北京市，跨经陕西省、山西省、河北省和北京市，沿线经过２７个县市。陕京二线输气管道工程管线全长850公里，管道设计压力为10兆帕，管径为1016毫米，设计规模为120×108立方米／年，选用的钢管材质为X70,全线设有工艺站场9座，线路截断阀室42座，全线采用VSAT通讯和SCADA控制系统，干线管道外防腐层采用三层PE外防腐层。第51页,共66页，2024年2月25日，星期天3我国未来10年内管网的总体布局

“两纵、两横、四枢纽、五气库”

“两纵”是指两条南北向输气干线，即萨哈林-大庆-沈阳干线和伊尔库茨克-北京-日照-上海干线。

“两横”是两条东西向输气干线，即新西伯利亚-乌鲁木齐-西安-上海干线和万县-枝江干线。

“四枢纽”是指北京、上海、信阳和武汉等地设立调度中心或分调度中心。

“五气库”是在大庆、北京、山东、上海和南阳等地区建设地下储气库。

第52页,共66页，2024年2月25日，星期天全国输气管网分布示意图

第53页,共66页，2024年2月25日，星期天中石油中石化图例中海油地方中石油中石化图例中海油地方

天然气管道2.2×104km，陆上2.0×104，海底0.2×104

（中石油8.6×104;Ф426以上约8.2×104）。涩宁兰管道管径：660mm长度：953km输气能力：20×108m3/a崖港线管径：711mm长度：778km；输气能力：30×108m3/a陕京线管径：660mm长度：847km输气能力：33×108m3/a济青线管径：508mm长度：412km输气能力：25×108m3/a西气东输东段管径：1016mm长度：1572km输气能力：120×108m3/a忠武线管径：711mm长度：738km输气能力：30×108m3/a中国返回第八章天然气管道输送概述第54页,共66页，2024年2月25日，星期天第55页,共66页，2024年2月25日，星期天第56页,共66页，2024年2月25日，星期天天然气管道总里程近50000km，骨干管网将初步建成。

2015年全国天然气管网建设规划图图例2010年建成2015年规划地下储气库

LNG接收站返回第57页,共66页，2024年2月25日，星期天4世界天然气长输管道的发展趋势

(1)长运距(2)大口径、高压力

(3)高度的自动化遥控

(4)输气干线网络化

(5)重视老管道修复和改造

第58页,共66页，2024年2月25日，星期天六、国际天然气输送管道技术水平

1.勘察设计2.工艺设备3.内涂层技术4.通信与调度管理第59页,共66页，2024年2月25日，星期天七、我国输气管道工程技术的现状

1.制订了输气管道设计规范

1）突出了以人为本的理念。

2）输气管道工艺计算公式。

2.逐步选用新材料、新设备、新技术

1）管线选用方面的进步

2）除尘分离设备

3）在新技术方面3.管道施工技术1）大口径管线的建设。2）河流穿跨越技术。

4.管道防腐技术

第60页,共66页，2024年2月25日，星期天八、我国大型输气管道的发展方向

1.科学的施工组织管理。

2.围绕干线建设，建立大型供气管网。

3.提高人员素质，促进自动化水平的进步。此外，在引进设备的消化吸收和国产化方面、制管技术、调压计量仪表、机械化施工技术及施工机具的制造以及管道安全研