帶有外涂層的泵管管道像電纜一樣,交流電信號會沿管道傳播。由于管道縱向電阻和橫向電阻的存在,所傳的信號按一定規(guī)律衰減。這在很大程度上取決于管道外涂層的絕緣狀況、信號的頻率及土壤的電阻。如果管道外涂層的電導(dǎo)率是一致的,則電流的衰減率也應(yīng)是相同的。一旦衰減率發(fā)生突變,則說明外涂層的導(dǎo)電性能發(fā)生了變化,衰減率上升,信號電流的泄漏量增加。由此可以判斷出外涂層的缺陷。通過計算處理,可得到近似的外涂層絕緣參數(shù)。目前,該技術(shù)在國內(nèi)有兩種方法,即多頻管中電流法和變頻選頻法。前者是測量電流衰減,后者是測量電位衰減。因此所用的儀器、測量方法和數(shù)據(jù)處理方法都不相同。西氣東輸管道工程是21世紀(jì)初的國家級重要建設(shè)項目,也是西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程之一。工程的實施,將大大加快新疆地區(qū)以及中西部沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,將促進東部地區(qū)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,帶動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,改善大氣環(huán)境和提高人民生活質(zhì)量。很顯然,將帶來巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。西氣東輸管道工程是一項巨型的線型工程,起點在新疆塔里木的輪南,終點是上海西郊的白鵪鎮(zhèn),自西向東途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇和上海等9個省、自治區(qū)、直轄市,全長約4000km。工程主要形式是淺埋的輸氣管道按照長輸管道工程需要及用戶需求,在沿線還布設(shè)升壓站、清管站和分輸站。輸氣管道內(nèi)徑t016mm,埋置深度2m左右。
工程穿越長江、黃河、淮河等大江大河和鐵路于線、高速公路時還要采用穿、跨越等專門的工程設(shè)施輸氣管線占用的土地分三種類型,即泵管管道永久占地、管道臨時占地和道路永久占地??紤]到遠期用戶增輸?shù)男枰高呉簧虾ig還要修一復(fù)線(管道內(nèi)徑813mm)而占用土地。工程沿線所占用的土地即為管道水久和臨時征用的土地。現(xiàn)將工程占用土地的面積列于(未計入各站場占用的土地面積)。前蘇聯(lián)于20世紀(jì)50年代末~60年代初開始大規(guī)模建設(shè)輸氣管道。從1960年到1990年商品氣輸量從260×10m3/a增加到7200×10°m3/a(增加了約27倍),干線輸氣管道的長度從21×10}km增加到220×10}km(增加了約9倍)。根據(jù)推算,如果當(dāng)時在規(guī)劃設(shè)計輸氣管道時僅立足于50年代末~60年代初的工藝和技術(shù),那就需要建設(shè)不少于60×103km的輸氣管道,而投資和金屬用量必須增加約29倍。問題之所以得到了順利的解決是因為從70年代中期開始深入地研究、制定和推行了強化輸氣工藝。強化任何一種工藝過程的實質(zhì)就是不增加用于生產(chǎn)中的資源消耗而獲得附加的產(chǎn)量,這相當(dāng)于降低用于單位產(chǎn)量上的單位資源耗量。就輸氣管道而言,強化輸氣工藝過程的具體目的是:在設(shè)計方面—降低單位輸量或商品氣運輸量(m3·km)的單位設(shè)計指標(biāo)(其中包括金屬耗量、輸氣機組總裝機功率、自用氣耗量,投資、輸氣成本)以及提高資金產(chǎn)值率;在操作管理方面—提高運行中輸氣管道的輸氣能力利用率、降低輸氣能耗和輸氣成本,增加資金產(chǎn)值率和利潤;在對原有輸氣管道進行改造方面——增加或保持運行中輸氣管道的流量、降低輸氣能耗和經(jīng)營費用,提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率和改善輸氣管道技術(shù)-經(jīng)濟指標(biāo)。強化輸氣工藝的基礎(chǔ)是技術(shù)進步,書中回顧和總結(jié)了下面11個方面的技術(shù)進步措施,并對其進行了展望。
(1)加大直徑,提高管道的通過能力,降低單位金屬耗量。目前,直徑為1020~1420mm的干線輸氣管道的長度已占俄羅斯全部輸氣管道長度的57%。但是,把泵管管道直徑進一步從1420mm增加到1620mm,作者認(rèn)為是不合理的;(2)提高工作壓力:在70年代中期,為加速天然氣管道輸送的發(fā)展速度,采取了如下強化措施:把管徑從1220mm增大到1420mm,把工作壓力從5.5MPa提高到7.5MPa,這樣使管道的通過能力增加一倍以上,單位金屬耗量減少25%,單位能耗下降3%。1420mm、7.5MPa的輸氣工藝被稱為傳統(tǒng)輸氣工藝(即金屬節(jié)約型輸氣工藝),其所固有的其它工藝參數(shù)是:壓縮比1.45~1.5,站間距10~120km,輸量310×108-320×10m3/ a。在相同的1420mm直徑下把壓力從7.5MPa提高到更高的水平(9.8MPa),作者認(rèn)為其合理性并不明顯,只有當(dāng)管子金屬強度達到700MPa以上時,把工作壓力提高到98MPa才可被看泵管成是技術(shù)進步的一種合理方向;(3)降低水力摩阻:這可通過以下三種途徑:內(nèi)壁涂層,在理論上將使通過能力增加7%~12%;完善鋼管的制造工藝,減少其內(nèi)壁粗糙度;在管道上必須設(shè)立清管器收發(fā)裝置,最優(yōu)清管周期應(yīng)保證管道水力效率不低于E=0.95;(4)冷卻管輸天然氣:不僅可提高輸氣管道的可靠性,降低單位能耗,而且可增加通過能力(2%~5%)。天然氣最優(yōu)年平均冷卻溫度(即天然氣經(jīng)空冷器冷卻后的出站溫度)應(yīng)比室外年平均計算氣溫高10~15℃;(5)提高燃氣輪機單機功率和效率:在全俄386個壓氣站中由燃氣輪機驅(qū)動的占83%。已開發(fā)了三代燃氣輪機,最大單機功率達25000kW;已開始研制旨在進一步提高效率的新一代燃氣輪機,其方向是研制效率達35%的簡單循環(huán)高溫裝置、效率達37%的再生裝置、效率達45%的蒸汽燃氣聯(lián)合裝置。