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天然气管道（将天然气输送到用户的管道）

次浏览 | 更新时间：2023-05-22

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天然气管道

将天然气输送到用户的管道

天然气管道是指将天然气（包括油田生产的伴生气）从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道。

利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式。在世界管道总长中，天然气管道约占一半。

基本信息

中文名	天然气管道
外文名	Natural gas pipeline
别名	天然气钢管
备注	世界管道总长天然气管道约占一半
又称	输气管道
历史	中国是最早用木竹管输送天然气

收起

中国天然气

中国天然气干线管道流向示意图

中国是最早用木竹管输送天然气的国家。1600年前后，四川省自流井气田不但在平地敷设管道，而且“高者登山，低者入地”，“于河底掘沟置笕，凿石为槽覆其上”。中国现代天然气运输管道，多集中在天然气主要产地四川省。1963年建成了第一条巴渝输气管道，管径为426毫米，全长54.7千米。到1983年已建成从川东经重庆、泸州、威远至成都、德阳等地，沟通全省的输气管道网，管径426毫米～720毫米，全长2,200多千米，设有集配气站178座，年输量50亿～60亿立方米。

世界最庞大的天然气管道网络——俄罗斯统一供气系统

世界输气管道也经历了与中国相似的发展过程。18世纪以前，输气管道也使用木竹管。18世纪后期用铸铁管，19世纪90年代开始使用钢管。输气动力开始全靠天然气井口压力，1880年，美国采用蒸汽驱动的压气机。20世纪20～30年代采用了双燃料发动机驱动的压气机给管内天然气加压，输气压力从原来5883.6帕上升到27,440帕～41,160帕。输送距离也越来越长。后来又出现了规模巨大的管网系统。60年代开始，在天然气进出口国之间，相继建成了许多跨国管道，如由苏联经原捷克和斯洛伐克、奥地利、德国的1780千米的输气管道；由奥地利到意大利的长774千米的管道；由阿尔及利亚经突尼斯、地中海和突尼斯海峡到意大利的全长2,500千米的管道等。到1983年时，世界输气管道总长达到91.34万千米。长距离输气管道普遍采用压气机增压输送。输气管道在管材选用、提高输送效率、实现全线自动化等方面的技术也有了迅速的发展。管材广泛采用X—60低合金钢（度极限41,160帕），并开始采用X—65、X—70等更高强度的材料。为降低管道内的摩擦阻力，426毫米以上的新钢管已普遍采用内涂层。此外还开展了不同物性的气体在同一管道中顺序输送，以及－70℃低温、75,460帕高压的气态和液态天然气管道输送试验。

运输的优点

天然气管道运输具有运输成本低、占地少、建设快、油气运输量大、安全性能高、运输损耗少、无“三废”排放、发生泄露危险小、对环境污染小、受恶劣气候影响小、设备维修量小、便于管理、易于实现远程集中监控等优势。

增效剂

天然气管道增效剂是指天然气应用于工业切割时，为提高天然气的火焰温度添加的一种特殊化学成份，天然气增效剂主要分为压缩天然气增效剂，管道天然气增效剂和液化天然气增效剂。

所以就出现了天然气增效技术，这种技术通过智能混合设备向普通天然气里添加增效剂，进而使其转变成适应于高效节能环保的工业燃气。增效剂通过锐锋智能混合设备进入气体后均匀扩散，形成特定的氢氧原子团，在燃烧过程中发生裂变，对燃气有优化重组作用，产生二次燃烧改善燃气的燃烧性能，使燃气得以充分雾化完全燃烧，从而提高热效率，增加火焰温度。增效后天然气火焰温度最高达到3300℃。混合后的天然气可用于工业切割、矫形、烤校，可完全取代乙炔气、丙烷气，可广泛应用于钢厂、钢结构、造船行业，可在船舱内安全使用，现市场上比较好的产品有锐锋天然气增效剂。

历史沿革

中国是最早用木竹管道输送天然气的国家。木竹管作为特殊运输工具是沿用秦汉时期（公元前200余年）输送卤水的竹木笕而发展起来的。

塔里木油田的天然气管道

据史料记载，公元前61年中国就在鸿门（今陕西省临潼东北）、临邛(今四川省邛崃县)等地已有火井（天然气井）。西晋张华《博物志》有“盆盖井上，煮盐得盐”的记载；东晋常璩《华阳国志》有“以竹筒盛其光，藏之曳行，终日不灭”的记载。明宋应星《天工开物》(1637年)对于用竹管输气作为燃料有详细的描述：“长竹剖开，去节，合缝，漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐。”清范声山《花笑庼杂记》（1844年）记载管道输气的情况说：“一井口接数十竹者，并每竹中间复横嵌竹以接之。”可见输气的竹管已发展到多管输送和纵横衔接的分输的程度。输送距离也从“周围砌灶”（《川盐记要》）的就地取材使用发展到“以竹筒引之百步千步”（《富顺县志》）的长度。公元1600年前后，四川省自流井气田不但在平地敷设管道，而且“高者登山，低者入地”，输卤水的“渡水之枧，则于河底掘沟置笕，凿石为槽覆其上，又用敞盐锅镇之，以防水涨冲激”，并有“凌空构木若长虹……纵横穿插，逾山渡水”等记载，说明当时管道地面建设的技术发展已达一定水平。由于木竹管道制作简单，又能耐腐蚀和便于就地取材，因而从古代直到中华人民共和国成立以前，在中国浅气层低压天然气集输中起过巨大作用。

东海海底天然气管道

中国的现代天然气管道工业，多集中在天然气主要产地四川省。1963年建成了第一条巴渝输气管道，管径为426毫米，全长54.7公里。到1983年已建成从川东经重庆、泸州、威远至成都、德阳等地，沟通全省的输气管网，管径426～720毫米，全长2200多公里，设有集配气站178座，年输量50～60亿立方米。此外在大庆、胜利、华北等油田，建有向石油化工厂输送伴生气的管道。

运输体系

18世纪以前，管道也是竹木管。18世纪后期用铸铁管，19世纪90年代开始采用钢管。输气动力开始全靠天然气井口压力，1880年后才用蒸汽驱动的压气机。20世纪20～30年代采用了双燃料发动机驱动的压气机给天然气加压，输气压力从而由6千克力/厘米2上升到28～42千克力/厘米2。输送距离也愈来愈长。随着现代科学和工程技术的发展，以及世界对天然气需求量的日益增加，促使管道朝着大口径、高压力方向发展，出现了规模巨大的管网系统。如苏联的中亚细亚－中央区输气管道系统，由4条输气管道组成，全长94000多公里，年输量650亿立方米；加拿大的管网系统年输量达300亿立方米。

天然气管道

60年代开始，在天然气进出口国之间，相继建造了许多跨国管道，到1977年共有20多个国家建有跨国管道。如由苏联经捷克斯洛伐克、奥地利、民主德国到联邦德国的1780公里的输气管道；由奥地利到意大利长774公里的管道;70年代末期施工的由阿尔及利亚经突尼斯、地中海和突尼斯海峡到意大利的全长2500公里的管道等。

1974年全世界约有74万公里输气管道，其中美国为42.3万公里，苏联为9万公里，欧洲经济共同体为8.4万公里。到1983年，世界输气管道总长增加到91.34万公里。长距离输气管道普遍采用压气机增压输送。

1977年全世界约有2700座管道压气站投入运行，总装机功率为2200万千瓦。

1983年则增加到3053万千瓦。输气管道在管材选用、提高输送效率、实现全线自动化等方面的技术也在迅速发展中。

2015-2019年全国天然气运输和储存一体化系统发展五年发展规划”中，墨西哥能源部宣布将新建12条天然气管道和一座压缩站，这12条管道总长5千公里，经过16个州，所需投资总额为100亿比索(约合6亿美元)。

截至2018年12月31日，2018年中亚天然气管道向中国输气474.93亿标方，同比增长23.08%。

2018年，霍尔果斯区域实现进出口货运量3574.26万吨，同比增加23.3%；进出口贸易额1352亿元人民币，同比增长22%。货运量、贸易额分别占新疆关区的60.2%和45.6%，居新疆口岸之首。

中国—中亚天然气管道全长1830公里，每年从中亚国家输送到国内的天然气，约占中国同期消费总量的15%以上，惠及27个省、直辖市、自治区和香港特别行政区。自2009年12月投产以来，截至2018年12月31日，中亚天然气管道A/B/C三线累计进口天然气2476.25亿标方。

用途分类

输气管道可按其用途分集气管道、输气管道、配气管道等三种。

①集气管道：从气田井口装置经集气站到气体处理厂或起点压气站的管道，主要用于收集从地层中开采出来未经处理的天然气。由于气井压力很高，一般集气管道压力约在100千克力/厘米2以上，管径为50～150毫米。

②输气管道：从气源的气体处理厂或起点压气站到各大城市的配气中心、大型用户或储气库的管道，以及气源之间相互连通的管道，输送经过处理符合管道输送质量标准的天然气（见管道输气工艺），是整个输气系统的主体部分。输气管道的管径比集气管道和配气管道管径大，最大的输气管道管径为1420毫米。天然气依靠起点压气站和沿线压气站加压输送，输气压力为70～80千克力/厘米2，管道全长可达数千公里。

③配气管道：从城市调压计量站到用户支线的管道，压力低、分支多，管网稠密，管径小，除大量使用钢管外，低压配气管道也可用塑料管或其他材质的管道。

管道结构

输气管道是由单根管子逐根连接组装起来的。现代的集气管道和输气管道是由钢管经电焊连接而成。钢管有无缝管、螺旋缝管、直缝管多种，无缝管适用于管径为529毫米以下的管道，螺旋缝管和直缝管适用于大口径管道。集输管道的管子横断面结构，复杂的为内涂层-钢管-外绝缘层－保温（保冷）层；简单的则只有钢管和外绝缘层，而内壁涂层及保温（保冷）层均视输气工艺再加确定。

管道材料

天然气管道

管材广泛采用X-60低合金钢(强度极限42千克力/厘米2)，并开始采用X-65、X-70等更高强度的材料。为降低管道内的摩擦阻力,426毫米以上的新钢管已普遍采用内涂层。

不同物性的气体在同一管道中顺序输送，以及－70℃低温、77千克力/厘米2高压的气态和液态天然气管道输送试验。天然气管道输送系统由管道输气站和线路系统两部分组成。线路系统包括管道、沿线阀室、穿跨越建筑物（见管道穿越工程和管道跨越工程）、阴极保护站（见管道防腐）、管道通信系统、调度和自动监控系统（见管道监控）等。

钢管是管道的主要材料。天然气输送钢管是板（带）经过深加工而形成的较特殊的冶金产品。管道钢的组织形态，由于工艺技术的差别，各厂商生产的管道钢存在一定的差异。20世纪60年代，一般采用X52钢级，70年代采用X60、X65钢级，80-90年代以X70钢为主。外国一些国家输气管道已开始采用X80钢。随着管道钢研究的不断发展，加拿大等国已铺设了X100和X120管道钢的试验段。我国在冀宁联络线管道工程中，首次把X80级管道钢用于7.71km的试验段。长达4843km的西气东输二线干线管道全部采用了直径为1219mm的X80钢级管道钢，将输气压力提高到12Mpa。一般来说，X80钢为铁素体和贝氏体双相组织，X100管道钢为贝氏体组织，X120管道钢为超低碳贝氏体和马氏体。对于天然气管道的管材来说，强度、韧性和可焊性是三项最基本的质量控制指标。

管道特点

1）输气管道系统是个连续密闭输送系统。

2）从输送、储存到用户使用，天然气均处于带压状态。

3）由于输送的天然气比重小，静压头影响远小于液体，设计时高差小于200米时，静压头可忽略不计，线路几乎不受纵向地形限制。

4）不存在液体管道水击危害。

5）发生事故时危害性大，波及范围广。管道一旦破裂，释放能量大，撕裂长度较长，排出的天然气遇有明火，还易酿成火灾。

发展前景

中国天然气产业的快速发展仅是一个新阶段的开始。从整个天然气上下游一体化的系统工程来看，中国天然气产业依然年轻。与其他成熟天然气市场相比，中国发展成为成熟天然气市场的用时将更短。

无论如何，中国的环境压力和快速的城市化极大地扩大了天然气市场。中国天然气需求未来十几年将高速增长，预计平均增速将达11%至13%，2010年需求量将达到1400亿立方米。这样，供需缺口大约在500亿立方米左右。中国规划到2020年天然气的使用量在一次性能源中所占的比例达到10%。

天然气管道

2022年4月2日，中国天然气管道建设技术获突破，三条超大口径天然气管道首次实现了最小间距并行建设。

参考资料

[1]

石油天然气管道运输的5大优势剖析 · 油气储运网[引用日期2017-05-26]

[2]

墨西哥:2018年天然气管道将比2012年接近翻倍 · 电缆网[引用日期2015-10-19]

[3]

2018年中亚天然气管道向中国输气逾474亿标方 · 人民网[引用日期2019-01-13]

[4]

我国天然气管道建设技术获突破三条超大口径管道实现最小间距并行建设 · 今日头条[引用日期2022-04-02]

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