1.西氣東輸工程的建義
　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)造成的環(huán)境污染十分嚴(yán)重，大量燃煤使SO₂、NO_x煙塵和CO₂排放量逐年增加，一些地區(qū)酸雨危害日趨嚴(yán)重，大氣環(huán)境不斷惡化．給人民生活造成很大影響。我國SO₂排放量已經(jīng)超過美國，為世界第一；CO₂排放量?jī)H次于美國，為世界第二。改善能源結(jié)構(gòu)．加大環(huán)境治理力度，減少燃煤對(duì)環(huán)境的不利影響，開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)能源任務(wù)十分迫切。
　　為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，同家已確定把開發(fā)利用天然氣作為優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、改善大氣環(huán)境的一項(xiàng)重要舉措，并擬將天然氣長(zhǎng)輸管道列入國家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。
　　我國天然氣資源主要分布在中西部地區(qū)，天然氣利用市場(chǎng)主要集中在東部及沿海地區(qū)，四氣東輸管道工程是將我國新疆塔里木和陜甘寧氣田的天然氣通過管道輸往急需清潔能源的東部地區(qū)，能夠滿足東部地區(qū)對(duì)天然氣能源的迫切需要。同時(shí)，西氣東輸工程的實(shí)施可以使天然氣資源得到充分利用，大幅度地提高我國天然氣的利用水平。
　　西氣東輸工程通過建設(shè)橫跨我國東西部的輸氣管道，把西部地區(qū)的天然氣送到東部地區(qū)，實(shí)現(xiàn)資源供給與市場(chǎng)需求的銜接，把西部地區(qū)豐富的地下資源變?yōu)閷?shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，管道線路途經(jīng)的10個(gè)省(區(qū))市，其中有4個(gè)省(區(qū))屬西部，氣田勘探開發(fā)投資的全部、管道建設(shè)里程的66％都在西部地區(qū)，這對(duì)西部地區(qū)特別是新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。
　　作為連接我國東西部的能源紐帶，西氣東輸管道工程的建設(shè)還可以擴(kuò)大內(nèi)需，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，符合國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加大投入，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的決策。
　　綜上所述，西氣東輸工程是造福沿線人民的幸福工程，在實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略、加快新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)和充分利用天然氣資源等方面不但有著重要的經(jīng)濟(jì)意義，而且還有著深遠(yuǎn)的政治意義，是一個(gè)東中西部三贏的方案。
1．1 西氣東輸管道工程概況
　　西氣東輸管道橫貫我國東西，起點(diǎn)是新疆塔里木的輪南，終點(diǎn)是上海市西郊的白鶴鎮(zhèn)。管道自西向東途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、浙江和上海市等10個(gè)省(區(qū))市。管道干線全長(zhǎng)約3900km，設(shè)計(jì)輸量120×10⁸m³／a，設(shè)計(jì)壓力10．0MPa，管徑為1016mm。全線采用帶減阻內(nèi)涂層的X70管道輸送用管：一級(jí)地區(qū)采用國產(chǎn)螺旋焊管，二、三、四級(jí)地區(qū)采用直縫埋弧焊管。管道穿跨越長(zhǎng)江1次、黃河3次、淮河1次，其它大型河流8次，建設(shè)陸上隧道16條。沿管道建設(shè)施工道路1105km。輸氣干線輪南—靖邊段線路長(zhǎng)約2363km，靖邊—上海段線路長(zhǎng)約1537km。
1．2 站場(chǎng)
　　通過工藝系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了1．4～1．5壓比輸送方案。同時(shí)為保證管道系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，壓氣站均采用機(jī)組備用的運(yùn)行方式。
　　全線共設(shè)10座壓氣站，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)站4座：山丹、中衛(wèi)、蒲縣和鄭州壓氣站，燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)站6座：輪南首站、四道班壓氣站、哈密壓氣站、紅柳壓氣站、玉門壓氣站、靖邊壓氣站。
　　按管道輸送、分配天然氣的要求，全線共設(shè)工藝站場(chǎng)35座，包括10座壓縮機(jī)站，13座分箱站、4座分輸清管站、1座末站、8座獨(dú)立清管站及139座線路截?cái)嚅y室。各壓氣站(哈密、紅柳壓氣站為無人站)和分輸站按有人值守，無人操作設(shè)計(jì)。陰極保護(hù)站與工藝站場(chǎng)或閥室合建。
1．3 防腐
　　西氣東輸管道工程輸氣干線管道外防腐層采用性能價(jià)格比好的三層PE外防腐層。一般地段采用普通級(jí)，對(duì)特大型、大型河流穿越段、定向鉆方式的中型河流穿越、隧道穿越及帶鋼筋混凝土套管穿越等級(jí)公路段等特殊重要地段采用加強(qiáng)級(jí)三層PE。對(duì)各壓縮機(jī)站出口的管段，即從出口處起50km管段，采用最高設(shè)計(jì)溫度為70℃的耐高溫型三層PE防腐管。
1．4 工程建設(shè)總體安排
　　第一階段：2003年9月完成靖邊—上梅段管道及相應(yīng)配套工程，2003年12月完成投產(chǎn)工作，2004年1月1日正式向上海進(jìn)行商業(yè)供氣。
　　第二階段：2004年12月完成輪南—靖邊段管道及相應(yīng)配套工程，2005年4月將塔里木天然氣輸送到上海。形成日供氣2300×10⁴m³，年供氣80×10⁸m³的生產(chǎn)能力。
　　第三階段：2006年12月按照供氣要求，陸續(xù)完成壓氣站和儲(chǔ)氣庫的建設(shè)。2008年形成日供氣3500×10⁴m³，年供氣120×10⁸m³的生產(chǎn)能力。

2.減阻內(nèi)涂技術(shù)的應(yīng)用

　　內(nèi)涂技術(shù)最早主要應(yīng)用于水管道，以確保獲得高純度的水，或用于氣體管道，以期最大限度提高輸送能力。后來發(fā)現(xiàn)，內(nèi)覆蓋層不僅可以有效地防止管道內(nèi)腐蝕，而且還是提高輸量的有效手段，對(duì)于干線輸氣管道尤為顯著。因此，20世紀(jì)60年代以來，以減阻為目的內(nèi)涂技術(shù)有了更快的發(fā)展。目前，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家都已普遍使用了減阻內(nèi)涂技術(shù)。
　　油氣管道最早使用內(nèi)覆蓋層是在1940年美國西德克薩斯州使用酚醛樹脂對(duì)酸性原油油井套管進(jìn)行內(nèi)涂作業(yè)；1947～1948年，內(nèi)涂技術(shù)第一次應(yīng)用于含硫原油管道和含硫天然氣管道；1953年，內(nèi)涂層首次在美國一條直徑為508mm的天然氣管道上投入使用。
　　美國于1955年第一次采用胺固化環(huán)氧樹脂覆蓋層材料對(duì)長(zhǎng)距離輸氣管道進(jìn)行內(nèi)涂覆作業(yè)。此后，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用減阻內(nèi)涂的著名干線輸氣管道的典型例子不勝枚舉。如1973年～1983年間修建的阿爾及利亞至意大利穿越地中海輸氣管道，陸上管道直徑1220mm。1984～1990年英國北晦長(zhǎng)達(dá)1746km天然氣管道采用了減阻內(nèi)涂技術(shù)。挪威至比利時(shí)的全長(zhǎng)810km，管徑996mm，輸氣壓力16MPa的Zeepipe天然氣管道采用內(nèi)涂覆40～60μm厚的環(huán)氧樹臘層。2000年10月竣工的從加拿大到美國的ALLIANCE天然氣管道系統(tǒng)，干線全長(zhǎng)2998km，管徑914／1067mm，采用高壓輸送氣，其內(nèi)壁噴涂了50μm厚的雙組分液體環(huán)氧樹脂，固化成膜后作為減阻內(nèi)覆蓋層。
　　加拿大和德國所有新修建的大口徑輸氣管道均在管道內(nèi)壁噴涂環(huán)氧基涂料，以降低氣體輸送時(shí)的磨阻。由于該內(nèi)覆蓋層的作用主要不是為了仿腐，因此覆蓋層厚度僅為幾十微米，其費(fèi)用也僅為FBE涂層的?? 噴涂?jī)?nèi)覆蓋層后可降低氣體輸送時(shí)的磨阻7％～14％，對(duì)于大口徑長(zhǎng)距離輸氣管道可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　在國內(nèi)，內(nèi)覆蓋層技術(shù)已開發(fā)多年，主要應(yīng)用于油氣田腐蝕性介質(zhì)的集輸管道和注水管道上，用于防腐蝕的目的。國內(nèi)的航油管道，由于對(duì)介質(zhì)的純度要求，也要采用內(nèi)涂覆。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，延長(zhǎng)了管道的壽命，為石油開發(fā)和生產(chǎn)提供了保障，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　西氣東輸工程啟動(dòng)之初，項(xiàng)目經(jīng)理部委托牛國石油天然氣管道工程有限公司，對(duì)天然氣管道減阻內(nèi)涂技術(shù)進(jìn)行研究，在2000年11月項(xiàng)目經(jīng)理部在廊坊召開了一次天然氣管道減阻內(nèi)涂技術(shù)研討會(huì)，會(huì)上世界著名大的內(nèi)涂公司、內(nèi)涂設(shè)備生產(chǎn)公司和內(nèi)涂涂料生產(chǎn)商均參加。課題組在完成減阻內(nèi)涂技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，還為西氣東輸編制了《非腐蝕性氣體輸送管道內(nèi)覆蓋層推薦作法)和《西氣東輸管道內(nèi)壁減阻覆蓋層補(bǔ)充技術(shù)條件》兩部標(biāo)準(zhǔn)。此項(xiàng)研究通過對(duì)管道在進(jìn)行內(nèi)涂前后管內(nèi)壁粗糙度的參數(shù)改變而進(jìn)行的工藝計(jì)算比較，對(duì)管道采用內(nèi)覆蓋層進(jìn)行可行性分析，對(duì)國內(nèi)外內(nèi)覆蓋層施工藝進(jìn)行研究，從理論上證實(shí)了對(duì)管道采用減阻內(nèi)涂后因管道水力磨阻系數(shù)的降低，對(duì)提高管輸能力，減少投資費(fèi)用所起到重要作用，這對(duì)于設(shè)計(jì)方案的確定提供了依據(jù)，并填補(bǔ)了國內(nèi)減阻內(nèi)涂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的空白。管道內(nèi)覆蓋層減阻技術(shù)的研究，通過了由專家組成的驗(yàn)收組的評(píng)審驗(yàn)收，提交了成果報(bào)告，研究結(jié)果也都直接運(yùn)用到了工程的設(shè)計(jì)之中。
　　目前，國外的減阻內(nèi)涂已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，采用的標(biāo)準(zhǔn)主要有：APl 5L2，GBE／CMl，GBE／CM2等(詳見附錄)。
　　在減阻內(nèi)涂領(lǐng)域，國外有一批專業(yè)化施工公司，設(shè)備精良，自動(dòng)化程度高，如Bredero Price公司，在北美做天然氣管道內(nèi)涂作業(yè)已有40年歷史。英國的E．WOOD涂料公司生產(chǎn)的內(nèi)涂涂料在工程上應(yīng)用已超過40年，其內(nèi)涂的管道達(dá)100000km以上。

3.西氣東輸工程內(nèi)覆蓋層工藝參數(shù)及技術(shù)要求

　　天然氣管道的減阻內(nèi)涂技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益顯著的高新技術(shù)，雖然各國對(duì)設(shè)計(jì)所選參數(shù)取值不盡相同，但結(jié)論卻是一致的，認(rèn)為初期投入的成本將會(huì)有幾倍的收益，管徑越大、線路越長(zhǎng)、輸氣量越大，收益就越高。
　　減阻內(nèi)涂的效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　①在管徑、壓力不變的前提下，可提高輸量；
　　②在輸量和壓力一定的前提下，可縮小管徑，節(jié)約鋼材；
　　③在管徑、輸量、壓力不變的前提下，可減少壓縮機(jī)站的站數(shù)；
　　④由于磨阻減小，壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗減小；
　　⑤延長(zhǎng)清管周期，減少清管次數(shù)；
　　⑥減輕管內(nèi)壁腐蝕，保證介質(zhì)純度。
　　在西氣東輸可行性研究中，針對(duì)1016mm，1067mm和1118mm三種管徑，采取有內(nèi)涂和無內(nèi)涂6個(gè)方案進(jìn)行了比較，其結(jié)果見表9-1。
　　從表9-1可以看出：
　　①使用減阻內(nèi)覆蓋層后，在同等輸量下，站間距可以增大16．2％～30％，可以減少壓氣站數(shù)3座；
表9-1 不同管徑有無內(nèi)覆蓋層的各項(xiàng)參數(shù)的比較

管徑/mm	內(nèi)涂情況	壓氣站數(shù)量/座	平均站間距/km	總功率消耗/MW	總?cè)細(xì)庀?(108m3/a)
1016	有	18	192．4	173．8	5．40
1016	無	21	165．6	225．3	7．01
1067	有	12	272．4	126．9	3．94
1067	無	15	226．5	157．0	4．88
1118	有	9	364．5	97．5	3．24
1118	無	12	280．1	119．9	3．73

　　②使用減阻內(nèi)覆蓋層后，在同樣輸量下，消耗的總功率可以減少18．7％～23％，若驅(qū)動(dòng)機(jī)為燃?xì)廨啓C(jī)的話，則自耗氣可以減少13．1％～23％；
　　③φ1016mm管徑方案使用減阻內(nèi)覆蓋層后，輸氣能力可提高6．0％，年靖氣量可提高12．3×10⁸m³；
　　④使用減阻內(nèi)覆蓋層后還可產(chǎn)生其它的經(jīng)濟(jì)效益，如減少清管次數(shù)、縮短管道干燥時(shí)間、減少管壁上物質(zhì)沉積、確保氣體介質(zhì)純度、減少污染等。
　　由于目前減阻內(nèi)涂技術(shù)的先進(jìn)性、成熟性，經(jīng)濟(jì)合理性，西氣東輸工程采用減阻內(nèi)涂技術(shù)是必要的，也是完全可行的。這也是西氣東輸管道要達(dá)到世界先進(jìn)水平所必需的一項(xiàng)代表性指標(biāo)。