摘要：天然气能源已经成为我国居民生活和经济发展中的一项重要支撑能源，随着我国经济建设的进步和居民生活条件的改善，其对于天然气能源的需求量也呈现出越来越大的发展趋势。政府部门在注重天然气开采挖掘效率以满足天然气能源需求的同时，也应当从天然气使用过程中的效率角度不断提升天然气的应用效率，降低天然气使用过程中的能源损失以全方位的提升对天然气的传输利用效率。本文将从天然气传输使用过程中的管道设计角度出发，针对天然气管道设计过程中需要注意的各项问题内容进行分析，并总结出不同类型天然气管道设计问题的应对策略，期望能够对天然气利用效率的提升发挥微薄的贡献作用。
关键词：天然气；管道设计；注意问题；应对策略；工艺设计
当前我国范围内针对天然气能源的传输与使用多以管道为主，因此天然气管道的设计质量直接决定了天然气的传输与使用效率，更与天然气传输使用过程中的安全性有非常密切的联系。但与此同时，在天然气管道的设计与使用过程中存在诸多问题，导致天然气在使用过程中的利用效率与安全功能受到一定影响，本文将从天然气传输使用过程中的管道设计角度出发，针对天然气管道设计过程中需要注意的各项问题内容进行分析，并总结出不同类型天然气管道设计问题的应对策略，期望能够对天然气利用效率的提升发挥微薄的贡献作用。
一、天然气管道设计中存在的问题
总体来说，我国范围内天然气管道设计主要存在以下问题：
1.1 由于我国范围内天然气资源本身存在分布不均匀的问题，因此西气东输已经成为我国天然气能源传输利用过程中的一项重要指导战略，其对于维护我国天然气资源利用的均衡性发挥了非常重要的意义。然而在此过程中，由于天然气管道的设计规模较大、使用时间较长等原因，天然气管道经常会由于内外多项原因而出现管道腐蚀问题，对天然气传输使用过程中的效率与安全性造成严重损害；
1.2 由于我国整体幅员辽阔，西气东输过程中天然气管道的建设与使用涉及到诸多不同类型的土壤环境与水质环境，同时不同地区其天气条件与自然条件也存在较大的差异性。因此天然气管道在设计使用的过程中必然要考虑到自然环境以及天气变化对管道质量和功能的影响，例如暴雨、泥石流、地震、熔岩等具备强烈安全隐患的自然灾害现象，很容易对天然气管道的正常使用和安全使用造成严重威胁；
1.3 天然气管道的设计使用过程中必须考虑到雷电的影响，雷电本身破坏性极强且天然气管道暴露在空气中的情况下，其很容易受到雷电的破坏而产生运输稳定性和安全性的影响；
1.4 天然气在管道运输和使用的过程中其必然会对管道内壁产生一定的压力，然而当前世界范围内针对天然气管道所承受的内壁压力仍然缺少较为清晰简单、容易安全的控制措施，一旦天然气管道内部承受压力较大的情况下，很容易造成管道破坏以及相应的天然气泄露事件，对天然气运输及使用中的安全性造成严重威胁；
1.5 当前我国范围内天然气管道的建设末端多集中在居民居住区域，同时当前多数居民居住区域以高层建筑设计为主，也因此要求天然气输送管道必须维持一定的垂直性并拥有直接打到高层建筑的高度设计。在此过程中，天然气管道面临着强大的传输气压，也很容易引发天然气管道的破裂损坏，对附近区域以及居民的安全生活造成严重的安全隐患；
1.6 天然气管道在建设使用的过程中，无论其深埋于地下还是暴露在地上，管道本身均会受到周围环境温度变化的影响，同时天然气本身的热胀冷缩也会对天然气管道的使用效果造成一定影响，在加之外加环境的温度影响，很容易导致天然气管道的使用寿命缩短、管道过度变形、天然气流通不畅等一系列问题。
二、天然气管道设计问题的应对策略
总体来说，针对天然气管道设计过程中出现的上述问题应采取以下应对措施：
2.1 天然气管道应进行分层次的防腐设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先针对天然气管道的材料设计，应该尽可能选择防腐钢材、镀锌材料等进行设计制作，且天然气管道外壁必须涂抹相应的防腐刷漆；其次针对天然气管道的内壁设计，应当对天然气管道内层进行内涂层处理，借助内涂层处理所特有的防腐性能、防摩擦力性能有效提升天然气管道内壁的防腐蚀能力，促使管道内天然气的传输效率得到有效提升；
2.2 针对天然气管道所面临的自然环境影响，设计人员在天然气管道的设计过程中必须针对天然气管道铺设的区域进行实际的勘测与调查，评估天然气管道铺设区域的实际自然地质条件与天气条件，尽可能避免自然灾害多发地段。如果真的确实无法避免自然灾害多发地段，设计人员也应当结合当前区域内常见的自然灾害类型采取相应的补偿措施，例如在泥石流多发区域为天然气管道布置更多的排水沟，确保天然气管道深埋于地下以尽可能的消除自然灾害的威胁；
2.3 针对天然气管道所面临的雷电危害，设计人员在天然气管道的设计过程中应当尽量避开屋脊屋檐等区域，同时结合天然气管道的实际特点尽量增加天然气管道的厚度，以此尽可能的避免天然气管道的雷电危害；
2.4 针对天然气输送过程中管道本身面临的内部压强影响，设计人员可以在天然气管道设计过程中每隔一定距离，就为天然气管道内部设置一个安全阀门，要求管理人员必须定期打开管道安全阀门以排出管道内空气，有效达到降低管道内部天然气压强的目的；
2.5 针对天然气管道末端直达居民楼的高度设计和垂直设计问题，设计人员可以在高层建筑的每层楼设置相应的活动架，以此有效降低管道底部所承受的垂直压强和高度压强，有效避免天然气管道底部压力过大而发生破裂损坏的现象；
2.6 针对天然气管道所在区域范围内的温度影响，设计人员在天然气管道的设计过程中可以在管道上分别设置分段阀门以及波纹管理补偿器，有效缓解天然气管道在长期使用过程中所面临的温度变形威胁。
三、天然气管道设计的工艺要点
3.1 压气站设计
天然气管道设计过程中必须要注意压气站的站内工艺设计，以及压气站的环境设计与增输预留设计。以压气站站内工艺设计为例，设计人员必须对天然气管道进行分区分段设计，以此针对干线进出、过滤分离、气源压缩等不同处理功能进行合理的区域划分，满足天然气的安全运输要求。
3.2 压缩机组设计
设计人员在天然气管道压缩机组的设计过程中，必须结合当前天然气管道工程的实际情况选择合适的压缩机组，例如较长的天然气管道工程可以选择全线机组备用方式、较短的天然气管道工程可以选择隔站备用方式。同时设计人员在压缩机组的配置设计过程中必须要满足不同输送量台阶下的正常输送要求，确保其输送効率符合当前天然气管道的实际输送要求。
四、结语
综上所述，我国范围内天然气管道的设计必须要结合不同地区的实际地质条件与自然天气情况，采取相应的设计辅助措施以提升天然气管道的抗腐蚀性能，同时积极提升天然气管道使用过程中的抗内外变化能力，确保天然气管道的使用能充分符合安全、高效的使用要求。
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论文作者:吴哲燕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
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