摘要：针对于天津陈塘庄燃气电厂内天然气地埋输送管道面临的保温和防腐问题，采用了预制埋地保温无缝钢管加防腐的技术。此工艺技术既保持了管道内的热量不损失，又能采用直埋的方式敷设。
关键词：燃气电厂；天然气输送管道；高温预制直埋保温管
前言
天然气管道的保护工作非常重要，一旦出现事故后果不堪设想，特别是对于埋地型天然气管道，具有非常强的隐蔽性，必须做好充分的保温及防腐措施[1]。
天津陈塘庄燃气电厂建设2套900MW燃气—蒸汽联合循环供热机组。由于上游天然气管网供气压力的限制，必须同步建设天然气增压机以满足燃机对入口天然气压力的要求。经天然气增压机增压后的出口天然气温度最高可达99.86℃，而根据《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》对普通燃气埋地钢制管道防腐层工作温度要求为-30～70℃（即普通钢质管道无法达到本项目要求技术参数）。
本论文中将高温预制直埋保温技术首次应用于高温天然气直埋管道中，从而省去后置冷却器设备仍能满足相关技术要求，具有良好的节能经济效益和社会效益。
一、技术原理
目前常用的厂区内燃气管道安装技术原理图：
图1-1传统燃气管道安装流程图
本工程厂区天然气管道设计温度超出了管道防腐材料的设计范围。传统的工艺是将天然气温度降低至50℃以下，因此需要在增压机出口总管上增设后置冷却器。同时天然气系统在燃机前置模块还设置有性能加热器，将天然气温度加热至200℃左右，如果将增压机出口天然气管道温度降低，在前置模块还需要额外的热量去加热天然气。
本论文中采用的高温燃气管道安装技术原理图：
图1-2高温预制直埋管道安装流程图
应用高温预制直埋保温技术需要做直埋并进行防腐和阴极保护，同时由于管道设计温度较高，天然气管道还需要进行外保温，但天然气系统在增压机后无需增加后置冷却器。
二、与传统燃气管道对比研究
结构方面: 3PE防腐钢管由钢管、防腐层（环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯防腐层）组成；高温预制直埋保温管由输送介质的钢管，高密度聚乙烯外套管，以及钢管和外套管之间的硬质聚氨酯泡沫保温层紧密结合而成。
保温效果方面: 3PE防腐钢管无保温层；高温预制直埋保温管有硬质聚氨脂泡沫保温层，具有良好的机械性能和绝热性能。
适用温度范围：3PE防腐钢管适用-30℃~70℃，用于常温燃气管道输送；高温预制直埋保温管欧洲标准EN 253:2000(高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管制造标准)指出,保温管可连续输送介质的温度为120℃[2]。
防腐性能方面：高温预制直埋保温管由于聚氨酯泡沫的闭孔率可达92％以上[3]，因此用聚氨酯泡沫作为直埋管道的保温层，不仅可以起到保温隔热的作用，而且能有效地防止水，湿气以及其它种种腐蚀性液、气体的浸透，防止微生物的滋生和发展。
三、经济效益
1、降低了初期设备购置的投资成本。该技术应用可以去掉天然气增压后为满足管道埋地防腐增设的后置冷却器，在不考虑运行成本及后期维护成本前提下，增设后置冷却器的初期投入为：每台增压机选配一台国产管式换热器成本为143万/套，四套总共成本572（万），费用中包含备品备件、专用工具、运杂费及技术服务费。
2、减少了天然气温度降低造成的热能浪费，仅在考虑非供热工况下时，单台燃机额定耗气量为93939 Nm3/h；天然气参数标况时：T1=273K（0℃）P1=101352Pa，V1（比容为密度的倒数）=1.43Nm3/㎏；
故天然气质量流量：
m=65691.61㎏/h
查表知：60℃时，天然气定压比热容Cp：
Cp=2.336kj/（kg?K）
压缩机出口天然气温度非供热工况平均值为68℃，超过50℃则需进行保温处理，故：
q= m?C?△T=2762200.75 kj/h
从设计资料查得本项目用天然气低位发热量为q发=32.72MJ/Nm3 ，则可知折算成天然气相当于每小时可节约燃气量为：
M燃气=q/q发
m燃气 =84.419 Nm3/h
即：联合循环机组年运行小时数5150小时，供热期3095小时，非供热期2055小时，在不考虑冬季供热情况下时，应用本工艺技术单台燃机每年可节约的燃气量为：
M燃气= m燃气 ?T=173481.045 Nm3
四台燃机每年至少能节约燃气量693924.18 Nm3。
综上分析可知：
该技术在天津陈塘庄燃气电厂的成功应用达到的节能效果分别有：
1、降低了初期冷却器设备购置的投资成本572万；
2、光考虑非供热工况情况下，每年至少能节约燃气量693924.18 Nm3；
四、结论
采用高温预制直埋保温管，燃气电厂天然气系统在增压机后无需增加后置冷却器，同时能满足高温燃气对于管道保温和防腐的双重要求，可节约大量初期投资和后续运行费用，具有良好的节能示范作用。
参考文献
[1]王疆戈.世界管道现状[J].中国石化，2004，226（7）：18-19.
[2]范洪，韩宇天.预制直埋保温管合理运行温度的探讨[J].煤气与热力，2006，04:96-97.
[3]姚飞.预制直埋保温管生产工艺[J].山西建筑，2010：184-185.
论文作者:刘丛丛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
标签：天然气论文; 燃气论文; 管道论文; 高温论文; 冷却器论文; 温度论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第29期论文;