1.西氣東輸工程的建義
　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，以煤炭為主的能源消費結構造成的環(huán)境污染十分嚴重，大量燃煤使SO₂、NO_x煙塵和CO₂排放量逐年增加，一些地區酸雨危害日趨嚴重，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(guò)美國，為世界第一；CO₂排放量?jì)H次于美國，為世界第二。改善能源結構．加大環(huán)境治理力度，減少燃煤對環(huán)境的不利影響，開(kāi)發(fā)利用優(yōu)質(zhì)能源任務(wù)十分迫切。
　　為了實(shí)現經(jīng)濟的可持續發(fā)展，同家已確定把開(kāi)發(fā)利用天然氣作為優(yōu)化能源消費結構、改善大氣環(huán)境的一項重要舉措，并擬將天然氣長(cháng)輸管道列入國家重點(diǎn)基礎設施建設項目。
　　我國天然氣資源主要分布在中西部地區，天然氣利用市場(chǎng)主要集中在東部及沿海地區，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(guò)管道輸往急需清潔能源的東部地區，能夠滿(mǎn)足東部地區對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(guò)建設橫跨我國東西部的輸氣管道，把西部地區的天然氣送到東部地區，實(shí)現資源供給與市場(chǎng)需求的銜接，把西部地區豐富的地下資源變?yōu)閷?shí)實(shí)在在的經(jīng)濟收益。同時(shí)，管道線(xiàn)路途經(jīng)的10個(gè)省(區)市，其中有4個(gè)省(區)屬西部，氣田勘探開(kāi)發(fā)投資的全部、管道建設里程的66％都在西部地區，這對西部地區特別是新疆地區經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)了良好的發(fā)展機遇。
　　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還可以擴大內需，增加就業(yè)機會(huì )，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展，符合國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加大投入，加快基礎設施建設的決策。
　　綜上所述，西氣東輸工程是造福沿線(xiàn)人民的幸福工程，在實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰略、加快新疆地區經(jīng)濟發(fā)展、拉動(dòng)國民經(jīng)濟增長(cháng)、調整我國能源結構和充分利用天然氣資源等方面不但有著(zhù)重要的經(jīng)濟意義，而且還有著(zhù)深遠的政治意義，是一個(gè)東中西部三贏(yíng)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。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)市。管道干線(xiàn)全長(cháng)約3900km，設計輸量120×10⁸m³／a，設計壓力10．0MPa，管徑為1016mm。全線(xiàn)采用帶減阻內涂層的X70管道輸送用管：一級地區采用國產(chǎn)螺旋焊管，二、三、四級地區采用直縫埋弧焊管。管道穿跨越長(cháng)江1次、黃河3次、淮河1次，其它大型河流8次，建設陸上隧道16條。沿管道建設施工道路1105km。輸氣干線(xiàn)輪南—靖邊段線(xiàn)路長(cháng)約2363km，靖邊—上海段線(xiàn)路長(cháng)約1537km。
1．2 站場(chǎng)
　　通過(guò)工藝系統優(yōu)化設計，確定了1．4～1．5壓比輸送方案。同時(shí)為保證管道系統安全可靠運行，壓氣站均采用機組備用的運行方式。
　　全線(xiàn)共設10座壓氣站，其中電機驅動(dòng)壓縮機站4座：山丹、中衛、蒲縣和鄭州壓氣站，燃氣輪機驅動(dòng)壓縮機站6座：輪南首站、四道班壓氣站、哈密壓氣站、紅柳壓氣站、玉門(mén)壓氣站、靖邊壓氣站。
　　按管道輸送、分配天然氣的要求，全線(xiàn)共設工藝站場(chǎng)35座，包括10座壓縮機站，13座分箱站、4座分輸清管站、1座末站、8座獨立清管站及139座線(xiàn)路截斷閥室。各壓氣站(哈密、紅柳壓氣站為無(wú)人站)和分輸站按有人值守，無(wú)人操作設計。陰極保護站與工藝站場(chǎng)或閥室合建。
1．3 防腐
　　西氣東輸管道工程輸氣干線(xiàn)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，對特大型、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公路段等特殊重要地段采用加強級三層PE。對各壓縮機站出口的管段，即從出口處起50km管段，采用最高設計溫度為70℃的耐高溫型三層PE防腐管。
1．4 工程建設總體安排
　　第一階段：2003年9月完成靖邊—上梅段管道及相應配套工程，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，陸續完成壓氣站和儲氣庫的建設。2008年形成日供氣3500×10⁴m³，年供氣120×10⁸m³的生產(chǎn)能力。

2.減阻內涂技術(shù)的應用

　　內涂技術(shù)最早主要應用于水管道，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(lái)發(fā)現，內覆蓋層不僅可以有效地防止管道內腐蝕，而且還是提高輸量的有效手段，對于干線(xiàn)輸氣管道尤為顯著(zhù)。因此，20世紀60年代以來(lái)，以減阻為目的內涂技術(shù)有了更快的發(fā)展。目前，西方工業(yè)發(fā)達國家都已普遍使用了減阻內涂技術(shù)。
　　油氣管道最早使用內覆蓋層是在1940年美國西德克薩斯州使用酚醛樹(shù)脂對酸性原油油井套管進(jìn)行內涂作業(yè)；1947～1948年，內涂技術(shù)第一次應用于含硫原油管道和含硫天然氣管道；1953年，內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(shù)脂覆蓋層材料對長(cháng)距離輸氣管道進(jìn)行內涂覆作業(yè)。此后，在世界范圍內應用減阻內涂的著(zhù)名干線(xiàn)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(cháng)達1746km天然氣管道采用了減阻內涂技術(shù)。挪威至比利時(shí)的全長(cháng)810km，管徑996mm，輸氣壓力16MPa的Zeepipe天然氣管道采用內涂覆40～60μm厚的環(huán)氧樹(shù)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，干線(xiàn)全長(cháng)2998km，管徑914／1067mm，采用高壓輸送氣，其內壁噴涂了50μm厚的雙組分液體環(huán)氧樹(shù)脂，固化成膜后作為減阻內覆蓋層。
　　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，其費用也僅為FBE涂層的?? 噴涂?jì)雀采w層后可降低氣體輸送時(shí)的磨阻7％～14％，對于大口徑長(cháng)距離輸氣管道可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。
　　在國內，內覆蓋層技術(shù)已開(kāi)發(fā)多年，主要應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。國內的航油管道，由于對介質(zhì)的純度要求，也要采用內涂覆。此項技術(shù)的應用，延長(cháng)了管道的壽命，為石油開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供了保障，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
　　西氣東輸工程啟動(dòng)之初，項目經(jīng)理部委托牛國石油天然氣管道工程有限公司，對天然氣管道減阻內涂技術(shù)進(jìn)行研究，在2000年11月項目經(jīng)理部在廊坊召開(kāi)了一次天然氣管道減阻內涂技術(shù)研討會(huì )，會(huì )上世界著(zhù)名大的內涂公司、內涂設備生產(chǎn)公司和內涂涂料生產(chǎn)商均參加。課題組在完成減阻內涂技術(shù)研究的基礎上，還為西氣東輸編制了《非腐蝕性氣體輸送管道內覆蓋層推薦作法)和《西氣東輸管道內壁減阻覆蓋層補充技術(shù)條件》兩部標準。此項研究通過(guò)對管道在進(jìn)行內涂前后管內壁粗糙度的參數改變而進(jìn)行的工藝計算比較，對管道采用內覆蓋層進(jìn)行可行性分析，對國內外內覆蓋層施工藝進(jìn)行研究，從理論上證實(shí)了對管道采用減阻內涂后因管道水力磨阻系數的降低，對提高管輸能力，減少投資費用所起到重要作用，這對于設計方案的確定提供了依據，并填補了國內減阻內涂技術(shù)標準的空白。管道內覆蓋層減阻技術(shù)的研究，通過(guò)了由專(zhuān)家組成的驗收組的評審驗收，提交了成果報告，研究結果也都直接運用到了工程的設計之中。
　　目前，國外的減阻內涂已經(jīng)實(shí)現標準化，采用的標準主要有：APl 5L2，GBE／CMl，GBE／CM2等(詳見(jiàn)附錄)。
　　在減阻內涂領(lǐng)域，國外有一批專(zhuān)業(yè)化施工公司，設備精良，自動(dòng)化程度高，如Bredero Price公司，在北美做天然氣管道內涂作業(yè)已有40年歷史。英國的E．WOOD涂料公司生產(chǎn)的內涂涂料在工程上應用已超過(guò)40年，其內涂的管道達100000km以上。

3.西氣東輸工程內覆蓋層工藝參數及技術(shù)要求

　　天然氣管道的減阻內涂技術(shù)是一項經(jīng)濟效益顯著(zhù)的高新技術(shù)，雖然各國對設計所選參數取值不盡相同，但結論卻是一致的，認為初期投入的成本將會(huì )有幾倍的收益，管徑越大、線(xiàn)路越長(cháng)、輸氣量越大，收益就越高。
　　減阻內涂的效益主要體現在以下幾個(gè)方面：
　?、僭诠軓?、壓力不變的前提下，可提高輸量；
　?、谠谳斄亢蛪毫σ欢ǖ那疤嵯?，可縮小管徑，節約鋼材；
　?、墼诠軓?、輸量、壓力不變的前提下，可減少壓縮機站的站數；
　?、苡捎谀プ铚p小，壓縮機的動(dòng)力消耗減??；
　?、菅娱L(cháng)清管周期，減少清管次數；
　?、逌p輕管內壁腐蝕，保證介質(zhì)純度。
　　在西氣東輸可行性研究中，針對1016mm，1067mm和1118mm三種管徑，采取有內涂和無(wú)內涂6個(gè)方案進(jìn)行了比較，其結果見(jiàn)表9-1。
　　從表9-1可以看出：
　?、偈褂脺p阻內覆蓋層后，在同等輸量下，站間距可以增大16．2％～30％，可以減少壓氣站數3座；
表9-1 不同管徑有無(wú)內覆蓋層的各項參數的比較

管徑/mm	內涂情況	壓氣站數量/座	平均站間距/km	總功率消耗/MW	總燃氣消耗/(108m3/a)
1016	有	18	192．4	173．8	5．40
1016	無(wú)	21	165．6	225．3	7．01
1067	有	12	272．4	126．9	3．94
1067	無(wú)	15	226．5	157．0	4．88
1118	有	9	364．5	97．5	3．24
1118	無(wú)	12	280．1	119．9	3．73

　?、谑褂脺p阻內覆蓋層后，在同樣輸量下，消耗的總功率可以減少18．7％～23％，若驅動(dòng)機為燃氣輪機的話(huà)，則自耗氣可以減少13．1％～23％；
　?、郐?016mm管徑方案使用減阻內覆蓋層后，輸氣能力可提高6．0％，年靖氣量可提高12．3×10⁸m³；
　?、苁褂脺p阻內覆蓋層后還可產(chǎn)生其它的經(jīng)濟效益，如減少清管次數、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。
　　由于目前減阻內涂技術(shù)的先進(jìn)性、成熟性，經(jīng)濟合理性，西氣東輸工程采用減阻內涂技術(shù)是必要的，也是完全可行的。這也是西氣東輸管道要達到世界先進(jìn)水平所必需的一項代表性指標。