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淺析輸氣管道能耗統(tǒng)計分析與優(yōu)化
又是一年畢業(yè)季!論文這個字眼對于上過大學的人來說都不陌生,甚至有的人提起它仍心有余悸,而那些沒寫過的聽之聞風喪膽。下面文書幫小編給大家?guī)硪黄撐姆段模瑲g迎閱讀!
摘要:近年來,隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對天然氣的需求量也越來越大,進而大口徑、長輸天然氣管道的建設(shè)規(guī)模也逐年擴大。天然氣在輸送過程中也會消耗大量的能源,從而造成能源浪費,為提高能源的有效利用率,須降低輸氣管道的能耗。本文通過對天然氣輸氣管道的能耗進行統(tǒng)計分析,提出了一些優(yōu)化天然氣輸氣管道的措施,以期能有效地降低管道輸氣能耗。
關(guān)鍵詞:輸氣管道;統(tǒng)計;優(yōu)化;能耗
前言
天然氣作為一種綠色的清潔能源,深受世界各國的青睞,近年來,隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,各方對天然氣的需求量逐年增加,越來越多的天然氣資源被勘探開發(fā)出來。受天然氣地緣限制,利用長輸管道輸送天然氣已成為最為普遍的輸送方式,但是采用輸氣管道輸送天然氣時,經(jīng)常會出現(xiàn)不必要的能耗,為提高天然氣資源的有效利用率,須對輸氣管道能耗進行統(tǒng)計分析,并結(jié)合實際情況,制定相應(yīng)的降耗措施,這樣才能全面有效提高輸氣管道的運輸效率。
一、 國內(nèi)外天然氣輸氣管道現(xiàn)狀分析
目前,全世界共有天然氣長距離輸氣管道約150萬公里,2005-2011年底,全球新投產(chǎn)長距離輸氣管道31條,總長度3.7萬公里,占同期建成投產(chǎn)油氣管道總長度的56%,在建輸氣管道10條,總長度約1.3萬公里,占同期在建油氣管道總長度的66%,規(guī)劃及計劃輸氣管道20條,占同期油氣管道數(shù)據(jù)的80%,全球天然氣管道建設(shè)必然保持一個較長時期的建設(shè)期。
截止2014年底,我國天然氣長輸管道已超過8萬公里。整體呈現(xiàn)“橫跨東西、縱貫?zāi)媳、連通海外”的全國性輸氣管道。我國近期仍將處于天然氣管道建設(shè)和投產(chǎn)高峰期,天然氣市場范圍進一步擴大。
二、天然氣輸氣管道運行能耗
在我國,單位周轉(zhuǎn)量綜合能耗是能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析中普遍采用的重要指標。其計算公式為:Mqs=Eqs/Qq,其中Mqs表示天然氣輸氣管道的單位周轉(zhuǎn)量綜合能耗,單位為噸標煤/(千萬方・公里);Eqs表示天然氣輸氣管道生產(chǎn)能源消耗的總量,單位為噸標煤;Qq表示輸氣周轉(zhuǎn)量,單位為千萬方・公里。
《綜合能耗計算通則》(GB/T2589-2008)中對綜合能耗是這樣定義的:用能單位在統(tǒng)計報告期內(nèi)實際消耗的各種能源實物量,按規(guī)定的計算方法和單位分別折算后的總和。對企業(yè),綜合能耗是指統(tǒng)計報告期內(nèi),主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能耗總和。計算公式為:
E=∑n1(ei×pi)
E――綜合能耗
n――消耗的能源品種數(shù)
ei――生產(chǎn)和服務(wù)活動中消耗的第i種能源實物量
pi――第i種能源的折算系數(shù),按能量的當值或能源等價值折算
輸送周轉(zhuǎn)量:是反應(yīng)管道輸送天然氣數(shù)量和輸送距離的綜合指標。計算公式為:輸送周轉(zhuǎn)量=輸送量*管輸里程-自用量*管輸里程/2。
由于影響天然氣輸氣管道能耗的因素有很多,如管徑、管段長度、土壤傳熱系數(shù)等,為方便輸氣管道能耗統(tǒng)計分析,須建立相應(yīng)的天然氣運行能效評價體系,下面對此進行分析。
(1) 影響管網(wǎng)能耗的因素
對于天然氣輸氣管道運行過程中的能耗,一般可以分為直接生產(chǎn)能耗、輔助生產(chǎn)能耗、生活能耗等幾部分,具體見下圖1。其中直接生產(chǎn)能耗主要包括空冷器、壓縮機組等系統(tǒng)對能源的消耗;輔助生產(chǎn)能耗包括分輸計量站、清管站等對能源的消耗;生活能耗包括日常辦公及站內(nèi)工作人員對能源的消耗。天然氣輸氣管道在運行過程中,除了能耗以外,還存在損耗,而影響天然氣管道運行能耗的因素有管道的直徑、管道長度、管道的材質(zhì)、管材保溫情況、管道介質(zhì)的物理性質(zhì)、天然氣輸送量、輸送地區(qū)的氣候、土壤傳熱系數(shù)等。
圖1 天然氣管道能耗示意圖
(2)天然氣管道運行能耗統(tǒng)計分析體系
由于影響天然氣輸氣管道運行能耗的因素有很多,因此,在構(gòu)建輸氣管道能耗統(tǒng)計分析體系時應(yīng)該從總體上將管道看做不同的設(shè)備組合,將整個天然氣輸氣管道系統(tǒng)分成站場和管段兩大類,本文結(jié)合大量的天然氣輸氣管道運行能耗數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計,結(jié)合生產(chǎn)能耗、管道損耗、生活能耗,建立了天然氣管道運行能耗統(tǒng)計分析體系,具體如下表所示。
在天然氣管道運行能耗統(tǒng)計分析體系中,可以將各種指標分為可測參數(shù)指標和綜合評價指標兩種,其中可測參數(shù)指標能利用現(xiàn)場儀表直接獲得,綜合評價指標是根據(jù)可測參數(shù)指標計算得出的,主要用于對設(shè)備單元及管道整體進行綜合評價。該評價指標能結(jié)合管道用能分項計量和實時監(jiān)測使用,通過采集、監(jiān)測管道用能情況,隨時掌握管道系統(tǒng)中各個設(shè)備、各個站間管段的能耗情況,從而判斷是否存在高能耗設(shè)備或者管段。
三、 優(yōu)化天然氣輸氣管道的重要性
對于天然氣輸氣管道的優(yōu)化,不僅能有效地提高天然氣輸氣管道的運行安全,還能有效地減少天然氣的運輸成本,減少能源的不必要浪費,提高其有效利用率。在我國的天然氣輸氣管網(wǎng)中,在輸送管道中多設(shè)有壓縮機裝置,而壓縮機裝置會極大的增加電的消耗量。一般情況下,采用長輸管道進行天然氣輸送時,天然氣需要克服管道沿程的摩擦阻力,同時在輸送過程中,有部分勢能、熱能會損失掉,由于天然氣輸送的能量都是由壓縮機進行補充的,而壓縮機在運行過程會消耗大量的電能,這不僅增加了天然氣輸送中的電能消耗,還極大的增加了天然氣輸送成本。在這種情況下,通過優(yōu)化天然氣輸氣管道,可以降低天然氣輸送與管壁之間的摩擦,減少壓縮機裝置的電能消耗,從而提高天然氣輸氣管道的輸氣效率。因此,大力優(yōu)化天然氣輸氣管道的能耗對我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。
四、 降低輸氣管道能耗的措施
在新環(huán)境下,為確保天然氣輸氣管道能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效的運行,必須在滿足市場需求的基礎(chǔ)上,最大限度的降低天然氣輸氣管道的運行能耗,降低天然氣輸氣管道的運行成本,這樣才能有效地提高天然氣輸氣管網(wǎng)的經(jīng)濟效益。因此,在實際中,要結(jié)合影響天然氣輸氣管道能耗的因素,制定科學、合理的降耗措施。常見的降耗措施有減少運輸壓降、改進運輸工藝、仿制天然氣泄露等,下面對此進行分析。
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