輸氣管道也經(jīng)歷了與中國相似的發(fā)展過程。18世紀(jì)以前,管道也是竹木管。18世紀(jì)后期用鑄鐵管,19世紀(jì)90年始采用鋼管。輸氣動(dòng)力開始全靠天然氣井口壓力,1880年后才用蒸汽驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)。20世紀(jì)20~30年代采用了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)給天然氣加壓,輸氣壓力從而由6千克力/厘米2上升到28~42千克力/厘米2。

輸送距離也愈來愈長。隨著現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展,以及對(duì)天然氣需求量的日益增加,促使管道朝著大口徑、高壓力方向發(fā)展,出現(xiàn)了規(guī)模巨大的管網(wǎng)系統(tǒng)。如蘇聯(lián)的中亞細(xì)亞-中央?yún)^(qū)輸氣管道系統(tǒng),由4條輸氣管道組成,全長94000多公里,年輸量650億立方米;加拿大的管網(wǎng)系統(tǒng)年輸量達(dá) 300億立方米。60年始,在天然氣進(jìn)出口國之間,相繼建造了許多跨國管道,到1977年共有20多個(gè)國家建有跨國管道。如由蘇聯(lián)經(jīng)捷克斯洛伐克、奧地利、德國到聯(lián)邦德國的1780公里的輸氣管道;由奧地利到意大利長774公里的管道;70年代末期施工的由爾及利亞經(jīng)、地中海和海峽到意大利的
全長2500公里的管道等。1974年全約有74萬公里輸氣管道,其中美國為42.3萬公里,蘇聯(lián)為9萬公里,歐洲經(jīng)濟(jì)共同體為8.4萬公里。到1983年,輸氣管道總長增加到 91.34萬公里。長距離輸氣管道普遍采用壓氣機(jī)增壓輸送。1977年全約有2700座管道壓氣站投入運(yùn)行,總裝機(jī)功率為2200萬千瓦。到1983年則增加到3053萬千瓦。輸氣管道在管材選用、提高輸送效率、實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)化等方面的技術(shù)也在迅速發(fā)展中。管材廣泛采用X-60低合金鋼(強(qiáng)度極限42千克力/厘米2),并開始采用X-65、X-70等更高強(qiáng)度的材料。為降低管道內(nèi)的摩擦阻力,426毫米以上的新鋼管已普遍采用內(nèi)涂層。此外還開展了不同物性的氣體在同一管道中順序輸送,以及-70℃低溫、77千克力/厘米2高壓的氣態(tài)和液態(tài)天然氣管道輸送試驗(yàn)。 天然氣管道輸送系統(tǒng)由管道輸氣站和線路系統(tǒng)兩部分組成。線路系統(tǒng)包括管道、沿線閥室、穿跨越建筑物(見管道穿越工程和管道跨越工程)、陰極保護(hù)站(見管道防腐)、管道通信系統(tǒng)、調(diào)度和自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(見管道監(jiān)控)等。
輸氣管道可按其用途分集氣管道、輸氣管道、配氣管道等三種。①集氣管道:從氣田井口裝置經(jīng)集氣站到氣體處理廠或起點(diǎn)壓氣站的管道,主要用于收集從地層中開采出來未經(jīng)處理的天然氣。由于氣井壓力很高,一般集氣管道壓力約在100千克力/厘米2以上,管徑為50~150毫米。②輸氣管道:從氣源的氣體處理廠或起點(diǎn)壓氣站到各大城市的配氣中心、大型用戶或儲(chǔ)氣庫的管道,以及氣源之間相互連通的管道,輸送經(jīng)過處理符合管道輸送質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的天然氣(見管道輸氣工藝),是整個(gè)輸氣系統(tǒng)的主體部分。輸氣管道的管徑比集氣管道和配氣管道管徑大,目前很大的輸氣管道管徑為1420毫米。天然氣依靠起點(diǎn)壓氣站和沿線壓氣站加壓輸送,輸氣壓力為70~80千克力/厘米2,管道全長可達(dá)數(shù)千公里。③配氣管道:從城市調(diào)壓計(jì)量站到用戶支線的管道,壓力低、分支多,管網(wǎng)稠密,管徑小,除大量使用鋼管外,低壓配氣管道也可用塑料管或其他材質(zhì)的管道。以上三類管道范圍劃分如圖。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編輯管道結(jié)構(gòu)輸氣管道是由單根管子逐根連接組裝起來的。
現(xiàn)代的集氣管道和輸氣管道是由鋼管經(jīng)電焊連接而成。鋼管有無縫管、螺旋縫管、直縫管多種,無縫管適用于管徑為529毫米以下的管道,螺旋縫管和直縫管適用于大口徑管道。集輸管道的管子橫斷面結(jié)構(gòu),復(fù)雜的為內(nèi)涂層-鋼管-外絕緣層-保溫(保冷)層;簡單的則只有鋼管和外絕緣層,而內(nèi)壁涂層及保溫(保冷)層均視輸氣工藝再加確定。
管道材料
鋼管是管道的主要材料。天然氣輸送鋼管是板(帶)經(jīng)過深加工而形成的較特殊的冶金產(chǎn)品。管道鋼的組織形態(tài),由于工藝技術(shù)的差別,各廠商生產(chǎn)的管道鋼存在一定的差異。20世紀(jì)60年代,一般采用X52鋼級(jí),70年代采用X60、X65鋼級(jí),80-90年代以X70鋼為主。外國一些國家輸氣管道已開始采用X80鋼。隨著管道鋼研究的不斷發(fā)展,加拿大等國已鋪設(shè)了X100和X120管道鋼的試驗(yàn)段。我國在冀寧聯(lián)絡(luò)線管道工程中,把X80級(jí)管道鋼用于7.71km的試驗(yàn)段。長達(dá)4843km的西氣東輸二線干線管道全部采用了直徑為1219mm的X80鋼級(jí)管道鋼,將輸氣壓力提高到12Mpa。一般來說,X80鋼為鐵素體和貝氏體雙相組織,X100管道鋼為貝氏體組織,X120管道鋼為超低碳貝氏體和馬氏體。對(duì)于天然氣管道的管材來說,強(qiáng)度、韌性和可焊性是三項(xiàng)最基本的質(zhì)量控制指標(biāo)
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