【正文】 斯油田、LNG氣源儲(chǔ)備庫(kù)四個(gè)氣源同時(shí)向山東供氣的盛況；后起之秀中海油也已經(jīng)進(jìn)駐煙臺(tái)、青島，并開(kāi)始在山東沿海城市建立液化天然氣項(xiàng)目。山東是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大省，也是能源消費(fèi)大省，但能源消耗結(jié)構(gòu)仍較滯后，煤炭比重占70%，天然氣僅占2%左右，每年天然氣用量不到5億立方，而有關(guān)部門分析預(yù)測(cè)，2020年前山東全省的天然氣需求量將達(dá)到每年80億～100億立方。由于地處沿海，又夾在中石油、中石化兩大公司的勢(shì)力范圍中間，因此成為三大巨頭爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。近年來(lái)中石化加快了天然氣管網(wǎng)的投產(chǎn)步伐。鄂爾多斯天然氣的引進(jìn)，大大提高了山東天然氣管網(wǎng)的調(diào)峰能力，150萬(wàn)立方米以上的可調(diào)控能力在冬季供氣運(yùn)行過(guò)程中見(jiàn)到明顯效果。隨著三條管道的相繼投運(yùn)，山東天然氣市場(chǎng)建成了輻射山東、河南、河北3省12個(gè)地市，兩橫兩縱環(huán)狀長(zhǎng)達(dá)1300公里的輸氣管網(wǎng)；中原油田、勝利油田、中海油、鄂爾多斯天然氣的引進(jìn)，為山東天然氣市場(chǎng)注入了勃勃生機(jī)。2009年在將陜京二線和西氣東輸二線通過(guò)冀寧聯(lián)絡(luò)線和泰安支干線接入山東之后，中石油集團(tuán)公司更進(jìn)一步切入了山東省境內(nèi)的天然氣管網(wǎng)建設(shè)。　　2009年9月28日，中石油集團(tuán)與山東省政府簽署合作文件，共同投資成立山東天然氣管網(wǎng)合資公司?！? 此次開(kāi)工建設(shè)的山東天然氣管網(wǎng)工程由1條干線和6條支線組成，自西向東途經(jīng)泰安、淄博、青島、煙臺(tái)、威海和日照等地區(qū)，全長(zhǎng)1067公里，設(shè)計(jì)輸氣能力86億立方米，最終年輸氣能力可達(dá)110億立方米。工程建成后，山東天然氣管網(wǎng)的氣源將主要來(lái)自陜京二線管道和西氣東輸二線管道，這兩條主管道分別通過(guò)冀寧聯(lián)絡(luò)線和泰安支干線與山東省管道相連，成為互聯(lián)互通的全國(guó)性天然氣管網(wǎng)的一部分。到2020年，中石油計(jì)劃在山東投資近500億元建設(shè)天然氣管網(wǎng)及配套設(shè)施。除了去年投產(chǎn)的青島大煉油外，中石化還將唯一一個(gè)規(guī)劃中的LNG接收站落戶在了青島，足見(jiàn)山東市場(chǎng)的重要性。中石油正是使山東成為其陜京和西二線聯(lián)絡(luò)線之間的最大受益地區(qū)。而中海油在成功收購(gòu)山東海化集團(tuán)之外，還在去年初與山東省政府簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，規(guī)劃在建設(shè)LNG項(xiàng)目、天然氣管網(wǎng)、城市燃?xì)獾阮I(lǐng)域展開(kāi)合作。2010年9月10日上午，中國(guó)石化山東LNG（液化天然氣）項(xiàng)目開(kāi)工奠基儀式在山東青島膠南市舉行。中國(guó)石化山東LNG項(xiàng)目位于山東省青島膠南市董家口，由接收站、碼頭工程和外輸管線工程三部分組成，分兩期建設(shè)。二期工程建設(shè)規(guī)模和投產(chǎn)時(shí)間將根據(jù)資源落實(shí)和天然氣市場(chǎng)開(kāi)發(fā)情況確定。目前已初步形成了四川、鄂爾多斯、松遼南、塔里木、渤海灣等五大天然氣生產(chǎn)基地，華北地區(qū)、長(zhǎng)江中下游地區(qū)兩大天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)以及川氣東送沿線、榆濟(jì)管道沿線、西北、東北、川西等“兩線三區(qū)”市場(chǎng)。自2005年開(kāi)始，山東已成為我國(guó)能源消費(fèi)第一大省，但主要以原煤和原油為主，天然氣消費(fèi)僅占一次能源消費(fèi)總量的1％左右，對(duì)清潔能源的市場(chǎng)需求極為迫切。山東液化天然氣項(xiàng)目標(biāo)志著我們雙方的合作更加深入。據(jù)悉，項(xiàng)目資源來(lái)自?？松梨诠窘ㄓ诎筒紒喰聨變?nèi)亞的LNG項(xiàng)目，中國(guó)石化已與?？松梨诠竞炇鹆撕贤瑲饬繛?00萬(wàn)噸/年LNG的長(zhǎng)期購(gòu)銷協(xié)議。天然氣巨頭逐鹿山東，演繹“三國(guó)”格局，最終受益者將是山東經(jīng)濟(jì)和百姓。更為重要的是，多家競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)使天然氣價(jià)格有所下降，并大大加快氣化山東的進(jìn)程，讓老百姓用上清潔、高效的便宜天然氣?！拔鳉鈻|輸”管道工程屬長(zhǎng)距離輸氣管道工程。長(zhǎng)距離輸氣管道的輸量受輸送壓力、管徑及壁厚、沿途所設(shè)壓縮機(jī)站數(shù)等工藝參數(shù)的制約，當(dāng)輸送壓力、管徑確定后，可通過(guò)增設(shè)管道壓縮機(jī)站的方法，提高管道輸量，而要增加的管輸量越多，管道中間增設(shè)的壓縮機(jī)站越多，工程項(xiàng)目的投資和營(yíng)運(yùn)成本越高。因此，長(zhǎng)距離輸氣管道存在一個(gè)使管道的經(jīng)濟(jì)效益最大的最優(yōu)輸量。長(zhǎng)距離輸氣管道，尤其是大口徑高壓力的長(zhǎng)輸管道往往跨省區(qū)甚至跨國(guó)界輸送巨量的天然氣，是能源運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈。管道部分除管道本身以外還有通過(guò)特殊的段如：江河湖波、鐵路、高速公路等穿（跨）越工程；管道截?cái)嚅y室；陰極保護(hù)站及線路護(hù)坡、堡坎等構(gòu)筑物。清管站通常與其它站合建，往往同時(shí)完成多種功能。從地域分布上看，資源和市場(chǎng)分別處于西部和東部地區(qū)，中間距離相隔數(shù)千公里，因此，為了滿足市場(chǎng)的需求，需要建設(shè)更多的長(zhǎng)距離輸氣管道[3]。“創(chuàng)造能源與環(huán)境的和諧統(tǒng)一”是管道建設(shè)的目標(biāo)之一，采用新技術(shù)、新材料和新工藝，借鑒相關(guān)行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，將種植草木的護(hù)坡成功地應(yīng)用于本工程。天然氣管道內(nèi)涂層減阻技術(shù)的研究始于20世紀(jì)，大規(guī)模應(yīng)用于長(zhǎng)輸天然氣管道是在20世紀(jì)50年代。為了改變流體的流動(dòng)性能，在水管中應(yīng)用了內(nèi)涂層。此后，加拿大于1962年，意大利于1965年，英國(guó)于1966年，前蘇聯(lián)于1967年相繼應(yīng)用了大口徑輸氣管道的內(nèi)涂層技術(shù)。目前在國(guó)外，管徑在508mm及以上的輸氣管道基本上都應(yīng)用了內(nèi)涂層。對(duì)于合理的在建輸氣管道設(shè)備投產(chǎn)計(jì)劃的論證應(yīng)該在這一客觀限制條的范圍內(nèi)進(jìn)行。由此可見(jiàn)，每座壓氣站的設(shè)備應(yīng)該分階段投產(chǎn)，而且，在每一階段應(yīng)該投入的工作機(jī)組數(shù)要視輸氣管道再改發(fā)展階段的需要而定，需要多少臺(tái)，就投入多少臺(tái)，換句話說(shuō)，如果建設(shè)中的壓氣機(jī)車間的部分設(shè)備已足以滿足輸氣的要求，那么就應(yīng)該將其投入運(yùn)行，而不必等待該壓氣站所有的設(shè)備全部投產(chǎn)。輸氣管道系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一、密閉、連續(xù)的水力系統(tǒng)，其中一處工況的變化必然帶來(lái)全線工況的變化。一方面，使得人們更難于了解和掌握管道系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律，論證和提出合理的設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行方案的難度增大，難于分析和處理管道系統(tǒng)的事故工況；另一方面，由于管道系統(tǒng)的運(yùn)行狀況直接影響著天然氣的產(chǎn)、供、銷之間的關(guān)系。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀根據(jù)BP世界能源統(tǒng)計(jì)，平均儲(chǔ)采比60年左右，高于世界石油42年的平均儲(chǔ)采比。工業(yè)國(guó)家從二十世紀(jì)初開(kāi)始天然氣利用研究，到二十世紀(jì)三、四十年代天然氣工業(yè)利用己達(dá)相當(dāng)水平。據(jù)地質(zhì)家預(yù)測(cè)，全球天然氣可采儲(chǔ)量約為1317億噸石油當(dāng)量，與石油基本相當(dāng)。世界天然氣資源豐富但分布不均衡，80%的天然氣儲(chǔ)量集中于俄羅斯、中東和中亞地區(qū)。其中俄羅斯6376億立方米，美國(guó)5770億立方米，加拿大2003億立方米，英國(guó)1083億立方米，荷蘭1035億立方米。在全球能源結(jié)構(gòu)中，%上升至35%；2010年前后，天然氣在全球能源結(jié)構(gòu)中的份額將超過(guò)煤炭；2020年前后，將超過(guò)石油，成為第一能源。天然氣生產(chǎn)會(huì)受到地理?xiàng)l件的約束，天然氣價(jià)格受地理分區(qū)的限制?？蓪⑹澜缫夯烊粴馐袌?chǎng)劃分成美洲、歐洲和亞太三個(gè)進(jìn)口中心市場(chǎng)。這與歐盟較大的天然氣進(jìn)口依存度有直接關(guān)系。總體看， 天然氣價(jià)格從2000 年的$4/cif 猛增到 2008 年的$10/cif 左右，上漲了100% 以上。分別查看幾個(gè)不同的天然氣市場(chǎng)：北美市場(chǎng)，美國(guó)的天然氣主要進(jìn)口源是加拿大，而墨西哥還需要進(jìn)口美國(guó)天然氣；歐洲市場(chǎng)，主要的天然氣供應(yīng)國(guó)是俄羅斯、挪威、荷蘭、阿爾 及利亞和利比亞等國(guó)，范圍波及北非、歐洲、中東和中亞地區(qū)。 比較世界液化天然氣主要市場(chǎng)：美洲市場(chǎng)，美國(guó)是最大的LNG 進(jìn)口國(guó)，其主要進(jìn)口源是挪威、特立尼達(dá)多巴哥、比利時(shí)、埃及和尼日利亞，少量來(lái)自卡塔爾?？傊?，由于天然氣集輸?shù)奶厥庑?，與石油比較，世界不同地區(qū)天然氣價(jià)格差異較大。隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入，以及天然氣價(jià)格漲幅大大低于同期石油價(jià)格的漲幅， 因此預(yù)計(jì)天然氣價(jià)格仍將以較大的速度上漲。由于亞太地區(qū)天然氣資源和地理?xiàng)l件的復(fù)雜性，是其成為世界上最大LNG 進(jìn)口市場(chǎng)。中東有向歐洲、東亞、北非供氣的有利地理?xiàng)l件。歐洲與北美不同的是，鄰近前蘇聯(lián)及中東兩個(gè)天然氣資源豐富地區(qū)，地緣優(yōu)勢(shì)明顯。北美地區(qū)基本自給自足，歐盟嚴(yán)重依賴進(jìn)口，亞太進(jìn)口 依存度快速增加，前蘇聯(lián)區(qū)是天然氣最大供應(yīng)源，中東地區(qū)有巨大天然氣出口潛力，南美和非洲內(nèi)陸天然氣工業(yè)基礎(chǔ)落后。長(zhǎng)輸管道進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展以來(lái)，已有130多年歷史，世界上最早的一條原油輸送管道。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前為止，全世界各種石油及天然氣長(zhǎng)輸管道總長(zhǎng)為200多萬(wàn)公里，其中石油和天燃?xì)獯蠹s各占一半。美國(guó)干線總長(zhǎng)約50多萬(wàn)公里。石油天然氣是優(yōu)質(zhì)能源，改革開(kāi)放以來(lái)，特別是20世紀(jì)90年代以后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，油氣需求一直以較快速度增長(zhǎng)，直接推動(dòng)了國(guó)內(nèi)石油天然氣行業(yè)的不斷發(fā)展。天然氣是存在于地下巖石儲(chǔ)集層中以烴為主體的混合氣體的統(tǒng)稱。主要成分為甲烷，通常占8595%；其次為乙烷、丙烷、丁烷等?！　√烊粴赓Y源是天然氣行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)天然氣生產(chǎn)有了很大發(fā)展。截至2010年底，%。2010年，國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。2010年，國(guó)內(nèi)天然氣表觀消費(fèi)量首次突破1000億立方米，%。2011年，我國(guó)天然氣產(chǎn)量首次突破千億立方米，年均增速達(dá)到14%；，%；全年進(jìn)口天然氣310億立方米，%。“十二五”期間我國(guó)將繼續(xù)提高天然氣在一次能源消費(fèi)中所占的比重，加速天然氣配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、開(kāi)展“分布式能源”利用項(xiàng)目將成為未來(lái)五年天然氣市場(chǎng)發(fā)展的重點(diǎn)。預(yù)計(jì)“十二五”期間，%左右。第一、我國(guó)油氣資源總體豐富，但人均擁有不足。第二、油氣管道建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，全國(guó)管網(wǎng)框架初步形成。截至2008年底，特別是西氣東輸管道建成以后，今年2月，又一里程碑式管道工程，西氣東輸二線開(kāi)工建設(shè)，西起新疆，途徑甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、湖南、江西、廣東、廣西、浙江、江蘇、上海、山東等14個(gè)省區(qū)市和香港特別行政區(qū)。第三、進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)石油消費(fèi)保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2007年以前，%，2008年仍然保持較快增長(zhǎng)?？偟脕?lái)說(shuō)，受多種因素影響，國(guó)內(nèi)石油市場(chǎng)變化較大，石油需求很不平衡。原油進(jìn)口和加工量增長(zhǎng)較快，石油凈進(jìn)口量從2006年到2008年，%，燃料油(3698,%)凈進(jìn)口量呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，原油一直處于凈進(jìn)口。六是石油供應(yīng)缺口進(jìn)一步擴(kuò)大。受我國(guó)以煤為主的能源政策以及天然氣產(chǎn)地等因素的影響，天然氣一直未得到大規(guī)模的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。2008年，我國(guó)石油企業(yè)經(jīng)受了全球金融危機(jī)擴(kuò)散蔓延，國(guó)際原油價(jià)格大起大落，國(guó)內(nèi)石油市場(chǎng)劇烈波動(dòng)，以及特大自然災(zāi)害的影響，油氣行業(yè)保持了平穩(wěn)較快發(fā)展的勢(shì)頭，探明石油天然氣儲(chǔ)量繼續(xù)增長(zhǎng)，原油的加工量和成品油的產(chǎn)出量均創(chuàng)歷史新高，為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。 本題目的設(shè)計(jì)步驟采用平坦地區(qū)輸氣管道的計(jì)算方法確定每一種方案的壓氣站間距，計(jì)算末段長(zhǎng)度，確定壓氣站數(shù)，計(jì)算單站功率，選定壓縮機(jī)型號(hào)和臺(tái)數(shù)等。撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，計(jì)算說(shuō)明書。輸氣站是輸氣管道工程中各類工藝站場(chǎng)的總稱。按功能可分為：調(diào)壓計(jì)量站、清管分離站、配氣站和壓氣站等。由于天然氣產(chǎn)地越來(lái)越遠(yuǎn)離主要消費(fèi)中心，為了獲得最佳輸氣效益，天然氣長(zhǎng)輸管道呈現(xiàn)出了以下幾種主要的發(fā)展趨勢(shì)：(1) 高壓輸送高壓輸送是當(dāng)前國(guó)際天然氣管道輸送技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。高壓輸送是天然氣的密度增加，流速減小，降低了管道的沿程摩阻，提高了輸送效率；此外，天然氣的密度增加，將提高氣體可壓縮性，降低壓能損耗，提高了壓縮效率；管道輸送能量消耗下降，可減少壓縮站裝機(jī)功率，加大站距，降低投資；高壓輸送要求使用強(qiáng)度更高韌性更好的管線鋼。 (2) 長(zhǎng)運(yùn)距天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量的不斷增加，采用超長(zhǎng)管線輸送天然氣已被認(rèn)為是最為經(jīng)濟(jì)的方法。美國(guó)為了開(kāi)發(fā)利用阿拉斯加的天然氣資源，于1980~1986年建成了美國(guó)橫貫阿拉斯加輸氣管線系統(tǒng)，該系統(tǒng)貫穿阿拉斯加和加拿大境內(nèi)，向美國(guó)本土48個(gè)州輸氣，總長(zhǎng)達(dá)7763km。(3) 大口徑高壓力建設(shè)大口徑管道的經(jīng)濟(jì)性是十分明顯的，增加管道直徑可提高輸送壓力。在其他如輸送壓力（）、溫度（+40℃）相同條件下，管徑越大，輸氣能力越高；在其它如管徑（720mm）、溫度（+40℃）等相同條件下，輸送壓力越高，輸氣能力越大。一般來(lái)說(shuō)，在輸氣量可以較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的情況下，建一條高壓大口徑管線比平行建幾條低壓小管線更為經(jīng)濟(jì)。前蘇聯(lián)采用大口徑多層壁管線輸送秋明油田天然氣，鋼材耗量降低了23%~25%，凈投資節(jié)省了15%~16%，全部費(fèi)用節(jié)省了14%~15%。俄羅斯天然氣股份公司擁有的直徑超過(guò)1m的長(zhǎng)輸管道占輸氣管道總長(zhǎng)度的60%以上[10]。目前世界陸上輸氣管道的最高設(shè)計(jì)壓力為：美國(guó)10MPa，美國(guó)7MPa，德國(guó)和意大利8MPa。我國(guó)四川氣田萬(wàn)—。由于該內(nèi)涂層的作用主要不是為了防腐，因此涂層厚度僅為幾十微米。噴涂?jī)?nèi)涂層后可降低氣體輸送摩阻的7%~14%。自動(dòng)化與通信系統(tǒng)發(fā)展速度之快，已使該系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的高低，常常被作為評(píng)價(jià)某一天然氣儲(chǔ)運(yùn)工程現(xiàn)代化水平的依據(jù)。在國(guó)內(nèi)外輸氣管道設(shè)計(jì)中，SCADA系統(tǒng)已成為必不可少的選擇，已成為管道系統(tǒng)管理和控制的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施，壓氣站、計(jì)量站、調(diào)壓站、清管站、陰極保護(hù)站等均由SCADA系統(tǒng)實(shí)行遙控。(6) 采用富氣輸送富氣輸送使壓縮站所需功率下降；富氣輸送還省去進(jìn)入管道前分離乙烷、丙烷、丁烷的花費(fèi)和輸送液化石油氣到最終用戶的費(fèi)用。一般情況下，鋼管費(fèi)用占整個(gè)管道投資的25%~30%。(8) 輸氣干線網(wǎng)絡(luò)化人們從長(zhǎng)期的天然氣開(kāi)發(fā)和利用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中認(rèn)識(shí)到，單條輸氣管道具有很大的局限性，在條件允許的情況下，將若干單條輸氣管道相互連通，形成管線網(wǎng)，則具有許多優(yōu)越性，主要表現(xiàn)為：多氣源供氣，可提高供氣的可靠性；有利于拓展天然氣市場(chǎng)；有利于充分利用輸氣管道的能力，不會(huì)因某一氣源的衰竭而出現(xiàn)無(wú)氣可輸?shù)墓艿阑蚬芏危挥欣谔岣咻敋庹{(diào)度的靈活性等。①前蘇聯(lián)統(tǒng)一供氣系統(tǒng)前蘇聯(lián)統(tǒng)一供氣系統(tǒng)是當(dāng)今世界上規(guī)模最大的天然氣輸送管網(wǎng)。系統(tǒng)總輸氣能力（包括支線）超過(guò)10000108m3/a；固定資產(chǎn)總值（不包括城市供氣管網(wǎng)）約650億盧布，占整個(gè)燃料部門固定資產(chǎn)總值的68%。輸氣管道縱橫交錯(cuò)，組成了一個(gè)從東（歐亞邊境）到西（大西洋）、從南（西西里島、直布羅陀海峽）到北（挪威北海）的輸氣管網(wǎng)群。③北美輸氣管網(wǎng)在北美洲，從加拿大到美國(guó)到墨西哥形成了龐大的輸氣管網(wǎng)系統(tǒng)。④北非—?dú)W洲輸氣系統(tǒng)北非—?dú)W洲輸氣系統(tǒng)包括阿爾及利亞至意大利和阿爾及利亞至西班牙兩大輸氣管道工程。阿—西輸氣管道從阿爾及利亞穿越直布羅陀海峽后進(jìn)入西班牙的塞維利亞，全長(zhǎng)1434km，管徑1220mm；該管道從塞維利亞一直延伸到葡萄牙、法國(guó)和德國(guó)[11]。長(zhǎng)輸管道在交接氣過(guò)程中必須設(shè)置專門的計(jì)量裝置如：孔板流量計(jì)、超聲波流量計(jì)或渦輪流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。由于產(chǎn)地和用戶之間距離的長(zhǎng)短不等、氣田原始?jí)毫Ω叩筒煌?，長(zhǎng)輸管道在輸送過(guò)程中往往需壓縮機(jī)進(jìn)行增壓。大口徑長(zhǎng)距離輸氣管線往往經(jīng)過(guò)沿線附近的多個(gè)氣