燃气管道如何运行?
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发布时间：2022-04-23 14:12
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时间：2023-09-09 18:10
因为需要对占用的土地进行大量的投资，同时，还需要巨大的加压站以及大量高强度、大口径的管材，输气管道的铺设是十分昂贵的。因此，由于投资的规模巨大，大多数管道公司往往尽可能地满负荷运作，这将可以多输送一些天然气来回收管道的投资。
由于在冬季大量的天然气被用于取暖，所以人们对天然气的需要会随着季节的不同而发生很大的变化。此外，用天然气作为发电燃料的市场也在增加，这将改变传统的天然气需求模式。
为了降低输气成本，天然气管道工业试图平衡天然气的供需矛盾，使天然气需求的冬季高峰与夏季波谷的情况有所改观。比如，计算机建模可以对管道中的情况进行提前预测，并在需要时从储气库中提取天然气作为补充，而不必使管道具有储存额外的未出售天然气的能力 （即在线充填量，是为了保持管道内压力和终端气的不间断性，管道内所需要的气体量）。
加压站
天然气被加压输送可以减少体积和一些管道费用。当气体在管道内流动时，不可避免的摩擦会减少其压力和流速。因此，天然气必须由沿线的加压站进行再次加压 （图4.5）。通常，加压站之间的间距为50～100mile （80～160km）。输送的天然气在功率达几千马力的加压站加压。到1995年底，美国管道加压的总功率高达14000000hp（10MW）。
管道加压站使用活塞式或者离心式加压机，活塞式加压机具有相对较高的压力比（输出压力与输入压力之比），但功率有限。经典的配置是在一座加压站内将几台类似的加压机平行安装， 由二冲程燃气轮机带动。现在，人们不使用四冲程的燃气轮机和电动机，在极少数情况下，还使用蒸汽机 （图4.6）。
离心式加压机的压力比相对较小，但功率较高。这些机器的最大转速可达4000～7000r/min，通常用燃气轮机带动，有时也使用蒸汽轮机和内燃机。由于它们具有较大的功率压缩范围以及较低的费用，使得离心式加压机在天然气燃料费用较低时尤为受欢迎。
图4.5 标准的管道加压站
图4.6 活塞式加压机
然而，离心式加压机的效率要比活塞式加压机的低，尤其是在不满负荷的状态下。因此，从经济意义上决定了人们在加压机的选择中对活塞式加压机的偏爱，尤其从每年的使用时间（也就是从对燃料消耗的角度来看）来考虑更是如此。最近，在美国的管线网总的加压动力中，活塞式加压机所提供的能量就超过了一半以上。
由加压站的加压机排放出的空气污染物是管道工业的主要环境问题之一。联邦法律要求管道操作者尽量减少在天然气输送过程中从活塞式发动机中散发的氮的氧化物。
人们已经开发出一些低廉的技术，使得加压机可以减少这类污染物的排放量。这些技术使用天然气燃料与空气共燃，这样可以充分燃烧，而且还可以通过增加与燃料混合的空气比例来运行发动机。有时，空气与燃料先在一个特殊的小室内混合，然后再进入发动机。
管道工业还开发了用于控制发动机排放物的其他设备，这些排放物有毒素或危害空气的污染物等，关于这些排放物的立法在2003年实施。在美国科罗拉多州立大学发动机检测实验室进行了大量的工业排放物控制方面的研究。
计量
天然气流量的计量是管道工业的一项重要功能。在每条管道的始末端都要进行天然气的计量，在每座加压站以及管道的分节点处也要测量。一些管道直接为大型工业用户供气，需要大容量的计量表。孔板流量计是输气管道中最常用的天然气流量测量工具，但是它们的应用正在减少。
现在管道工业已经开发出许多先进的测量技术，以降低价格并增加流量测量的精度。设在得克萨斯圣安东尼 （San Antonio）的天然气工业计量研究所已对这些技术进行了检验。已开发的技术包括自动化计量表，电子流量监控仪、能量测量仪、超声测量仪以及计算机化的数据采集与分析。设在俄亥俄州哥伦比亚的一家研究所可以使管道公司很方便地去模拟他们自己的“现场”操作条件并评价实验的原型设备。
