天然气长输管道压缩机站设计新技术

介绍了近几年在天然气长输管道压缩机站工艺设计中采用的新技术:压缩机站等负荷率布站设计技术,是结合站场的实际高程和环境温度,按相同的压缩机组负荷率设置压缩机站;压缩机组备用方案定量评价方法,是采用概率分析的方法,结合压缩机站的布置情况及压缩机组可用率和储气库容积等边界条件,确定压缩机组备用方案;压缩机组适用性分析技术,是利用仿真软件模拟压缩机工作曲线,分析压缩机组和管道特性匹配后的实际工况。在西气东输一线、二线等管道工程中的应用表明,这些技术可以明显降低管道工程投资,提高管道运行的经济性。     

压缩机组故障统计及故障树分析

为了保障长输天然气管道压缩机组平稳运行,对2011-2015年西气东输一线、西气东输二线、中亚管道、陕京管道及涩宁兰管道运行的压缩机组故障进行分类统计。针对不同的管道、输气年份、驱动方式及故障类型,分析了压缩机组的故障情况,对比了压缩机组故障数据呈现的趋势,建立了压缩机组故障树,计算出了压缩机组故障事件的概率。结果表明:辅助设备和运行参数异常是造成长输管道中压缩机组故障的主要原因,随着管道运行时间的延长,压缩机组的故障次数呈现逐年下降趋势。定期开展压缩机组辅助系统故障排查工作,可以有效降低压缩机组故障发生的频率。     

输气管道压缩机防喘振系统的运行管理

以西气东输一线某压气站压缩机组为例,介绍了天然气长输管道压缩机的防喘振原理、防喘振系统的组成及防喘振曲线的确定方法,并对新建压气站的防喘阀安装调试,防喘振系统常见故障分析处理,压缩机启停机、管道工况变化时运行人员应注意的事项等运行管理问题进行了探讨,为防喘振系统在天然气长输管道压缩机中的应用提供了有借鉴意义的经验。     

基于系统可靠性的压缩机备用方案

中国天然气管道系统的压缩机备用方案多是基于机组运行经验、机组本身可用性分析的结果、水力系统和经济角度分析的结果,并未考虑系统其他组成部分的影响。为全面反映备用方案对整个管道系统的影响,采用系统可靠性分析方法,以中俄天然气管道东线北段为例,将生产可用度作为目标值,对不同输量下的压气站设置备用机组、无备用机组以及全线隔站设置备用机组3种方案进行预测,结果表明:在设计输量下,设置备用机组和隔站设置备用机组2种方案的生产可用度大于1,满足设计输送任务,综合对比后推荐中俄东线北段采用隔站设置备用机组方案,减少管道系统投资,优化投资回报。     

天然气管道压气站的技术现状及发展

概述了我国陆上长输天然气管道压气站的技术现状。从压缩机组备用方式、机组选型、压气站相关设计及前沿技术的应用等方面,指出了在优化设计管道压气站时应注意的问题。对压缩机组运行技术中的优化、在线监测与诊断进行了分析。介绍了目前我国压缩机组保养检修技术服务状况,提出了压气站运行管理方式、环境保护与职业健康以及压气站完整性管理等方面的相关建议。     

涩宁兰天然气管道生产单耗的影响因素

为达到节能降耗的目的,指明节能挖潜的方向,并为合理分析长输天然气管道能耗提供依据,以涩宁兰天然气管道为例,从输量、温度、压缩机效率3个方面分析长输天然气管道能耗随不同影响因素的变化规律,利用回归分析法对比分析不同影响因素对长输天然气管道能耗的影响规律,研究各影响因素间的相互联系,找出对能耗影响程度较大的主要因素。分析结果表明:管道输量、压气站出站压力和压缩机的效率对长输天然气管道生产能耗影响较大;地温和压气站的出站温度对长输天然气管道的生产单耗影响较小;生产单耗随着管存的减小而呈上升趋势,且管存越小,生产能耗上升的幅度越大。     

天然气长输管道节能潜力评估方法的改进

天然气长输管道运行费用中压气站的运行费用占绝大部分,对压气站运行费用的研究结果表明,天然气长输管道具有巨大的节能潜力。对已有的离心压缩机运行费用计算方法进行了改进,进一步精确了离心压缩机运行费用的计算数值,并基于上述改进的方法编写了新的离心压缩机运行费用计算软件。分别应用改进前、后的计算方法在进站流量与压比依次变化的工况下,计算离心压缩机的能耗费用,对比两种方法的计算结果并总结其变化规律,对今后精确评估长输天然气管道节能潜力有一定的参考作用。     

天然气长输管道节能潜力评估方法的改进北大核心

天然气长输管道运行费用中压气站的运行费用占绝大部分,对压气站运行费用的研究结果表明,天然气长输管道具有巨大的节能潜力。对已有的离心压缩机运行费用计算方法进行了改进,进一步精确了离心压缩机运行费用的计算数值,并基于上述改进的方法编写了新的离心压缩机运行费用计算软件。分别应用改进前、后的计算方法在进站流量与压比依次变化的工况下,计算离心压缩机的能耗费用,对比两种方法的计算结果并总结其变化规律,对今后精确评估长输天然气管道节能潜力有一定的参考作用。     

天然气长输管道集成式压缩机关键技术研究进展

随着中国天然气储运业务的快速发展,天然气管道压缩机组的可靠性及异常工况响应能力越来越重要,集成式压缩机能够解决目前高速直连电驱压缩机组调速范围窄、故障频繁、油气持续排放污染环境等诸多问题。结合国外集成式压缩机应用现状,梳理了各类集成式压缩机机型结构、功率等关键参数,对比了国内外集成式压缩机的特点,总结了集成式压缩机研制的关键技术问题与难点。借鉴国外集成式压缩机设计理念,提出天然气长输管道集成式压缩机研制思路,对提升中国天然气管道可靠性、关键设备制造与加工技术水平具有重要意义。     

干气密封放空天然气回收系统设计

天然气长输管道压气站使用的离心式压缩机轴端干气密封由于其自身运行特点,允许一部分工艺气通过放空管排空,不但浪费能源、增加管道损耗,而且温室气体的排放会造成环境污染。为了回收干气密封一次放空天然气,提出了天然气长输管道离心压缩机组干气密封放空天然气回收利用的整体解决方案,方案使用变频控制、风冷、对称平衡、两列四级往复式压缩机进行增压,设计了三重安全保护系统。该方案对管道压缩机组原干气密封安全运行无任何影响,同时可以实时监测回收天然气的瞬时流量和累计流量。实际运行结果表明:该系统结构简单、维修量小、成本可控、运行可靠,天然气回收量达到预期效果,投资回收期在3年左右,因而实现了开源节流、降本增效的目的。     

天然气长输管道设计中压缩机与驱动机选型

世界天然气工业在下在在加速发展。在长输天然气管道设计中，压缩机和驱动机的选型是重要内容之一。介绍了世界几家著名公司生产的燃－压机组的特性及技术指标。根据国外天然气管道输送系统压气站的安装生产情况，结合我国目前尚无运行的长输天然气管道中间压气站及现有技术、设备、管理水平、提出选用燃－压机组的原则应是大功率，台数少。指出国产压缩机组存在的主要问题是产品性能不稳定；使用寿命短；能耗高；效率低；现有系列覆     

天然气管道压缩机组及其在国内的应用与发展

概述了天然气管道压缩机和驱动机的分类与选型,比较了离心机和往复机、燃机驱动和电机驱动方式在管道应用中的优缺点和适用范围;介绍了现阶段国内外管道压缩机和驱动机的技术发展现状与市场资源情况,指出专业的长输管道离心压缩机的制造商以欧美国家为主。在此基础上,回顾了国内天然气管道压缩机组的发展历史,分析了其应用现状,介绍了管道压缩机国产化方案,探讨了在制造、运行和维护等方面需要重点关注的问题和发展趋势,例如燃机大修本地化、多机组站场余热利用、优化压缩机组运行管理等,对于下一阶段管道建设和运行中管道压缩机组的选型和使用有一定的借鉴意义。     

长输天然气管道输损管理

长输天然气管道输损是天然气管道输入总量和管存量与输出总量之差,通常采用输损率进行表征.结合西气东输管道的管理实践,从提高计量系统准确性、管存量计算准确性和放空作业管理水平等3个方面对长输天然气管道的输损管理进行了探讨.提出选用高精度等级的计量仪表、在大流量计量站配备管输天然气组分在线分析仪、完善计量仪表的运行管理、提高自用气计量和放空量计算的准确性、加强对方贸易交接计量仪表的日常监督管理等方面来提高计量系统的准确性;选用合适的管存计算方法、保证压缩因子计算和动态计量数据的准确性、合理划分和合并管存量计算管段,以提高管存量计算结果的准确性;通过加强站场和管道的巡检管理、减少压缩机组启停次数和设备维护放空量、完善开孔作业管理等措施,达到降低管道天然气放空量的目的.     

陕京管道榆林压气站装机运行模式比较

压缩机组作为天然气输送的动力设备,是输气管道的心脏,输气管道运行的安全性和经济性很大程度上取决于压缩机组的可靠性和性能。燃气轮机驱动离心式压缩机和变频电机驱动离心式压缩机作为目前常用的长输管道驱动机型,被越来越多地应用于压气站生产实践中。结合榆林压气站的实际运行情况,通过对两类机组的可靠性、运行效率等性能进行比较,分析了燃机驱动机组和电机驱动机组在管道应用中的优缺点和适用性。通过组网联合控制配置方式弥补了双方的劣势,在发挥更高效率的同时,对输气管道安全、高效运行起着重要作用,对长输管道优化压缩机运行管理有一定的借鉴意义。（图2,表4,参8）     

联盟管道的技术特点

塔里木已探明的天然气有７０％为凝析气，管道输送天然气也必须考虑凝析油的输送，以提高管道的经济效益。美国和加拿大正在合建的联盟管道是世界上第一条输送含凝析油天然气的大口径长输管道，对我国即将建设的西气东输工程有较大参考价值。综述了联盟管道的概况，介绍了其在天然气组分、输气压力、压缩机站功率配置、管材、防腐、压缩机、施工、投产和运行等方面的技术特点。     

基于回归分析法的离心式压缩机性能模型

建立准确的压缩机性能曲线模型,是天然气长输管网优化运行的关键。受风机定律启发,分析了风机中流量、转速以及多变能量头的关系,将其应用于天然气长输管道压气站场的离心式压缩机,建立了压缩机特性曲线模型。假设一种线性化的压缩机特性曲线关系,采用偏最小二乘法对该特性曲线关系进行回归分析,得出压缩机特性曲线回归模型,并利用多年积累的现场数据将其应用于压气站工艺气流量虚拟测量。研究结果表明:该模型计算准确度较高,工艺气虚拟测量结果误差较小,能够较好地反映离心式压缩机组实际运行特性,为管网优化运行及实时掌握机组运行情况提供了技术保障。     

西气东输干线燃驱压缩机组故障停机分析及建议

随着中国天然气长输管道的不断发展,燃气轮机驱动的天然气压缩机被广泛应用于管输天然气增压。对2006-2017年西一线、西二线、西三线及轮吐线的15个压气站共39套RR燃驱压缩机组进行故障停机数据统计,计算可用率、可靠性、平均无故障运行时间、千小时故障停机次数等指标,归纳分析各类故障的发生频次、产生原因及部位,统计故障分布图,并总结发生概率较高的故障。结果表明:控制系统及辅助设备故障是造成管道压缩机组故障停机的主要原因。针对几类高频故障,结合运行维护经验分析其原因,并提出解决措施,有助于提高机组运行稳定性,保障安全可靠生产。     

中亚天然气管道压气站运行能耗优化模拟计算

在长输天然气管道运行费用构成中,压气站自耗气费用成本占比50%以上,基于能耗最优的压气站运行优化具有重要意义。以中亚天然气管道加兹里压气站为例,针对该站场存在的高温天然气输送及不同输量与压缩机组匹配的特殊运行工况,借助SPS 仿真软件及历史运行数据,模拟计算了不同工况下自耗气量的变化规律,量化分析了不同工况所导致的额外自耗气量。模拟结果表明:压气站进站天然气温度每上升5 ℃,压缩机组自耗气量增幅6%;在一定的输量范围内,采用低效率的双机组运行模式,每天将增加1×10^4~3×10^4 m^3 自耗气量。由此制定了基于月度输气计划压气站能耗优化的压缩机组匹配工艺方案,可为长输天然气管道压气站开展能耗优化提供参考。     

西气东输站场放空天然气回收需求与工艺

天然气长输管道增压站和分输站放空主要包括紧急抢修放空和计划性放空,前者具有随机性,单次放空量大,不具备回收的技术条件,后者主要指分离器排污放空和压缩机定期检修放空,具有较强的计划性和一定的规律性,具有良好的回收基础条件和回收价值。西气东输管道站场压缩机检修和分离器排污两项放空量之和占总放空量的50%以上,对放空天然气进行回收是可行和必要的。为此,设计了一套以CNG压缩机为核心的站场放空天然气回收工艺系统,可对站场因设备维修、排污等产生的放空天然气进行回收并重新注入上游管道、下游管道或分输管道,达到节能减排的目的。     

起伏地形天然气长输管道运行优化研究

通过对起伏地形天然气长输管道系统中影响管道和压缩机站运行费用的各种因素的分析,结合起伏地形的特殊性,以输气管道终值费用最小为目标函数,加以水力、热力、流态等约束条件,建立了起伏地形天然气长输管道优化运行数学模型,并利用惩罚函数法对模型进行求解.计算结果表明,该模型对实际工作具有指导作用.