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。     

干线输气管压气站的布置和功率计算

本文介绍输气干线压气站的布置和功率等参数的计算方法,并编制了TI—59计算器的计算程序,可供进行输气干线可行性研究时参考。     

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）     

压气站区域性阴极保护技术

压气站等油气站场的地下管网、电气仪表接地、设备基础等地下设施结构复杂,阴极保护参数随土壤特性、气候特性、阳极布置位置和汇流点位置等的不同而有较大变化,在不同地区,甚至同一地区的不同站场都会表现出很大的差异性。通过对乌兹别克斯坦已建多个压气站出现的区域阴保问题进行综合原因分析、电位分布测量、设备性能优化、阳极增补、汇流点和参比电极位置调整,使其各项指标达到标准,取得了满意的效果。在此基础上总结了区域性阴极保护的规律特点,可为压气站阴保系统的设计和施工提供参考。     

输气管道压气站余热的利用

燃驱压气站的余热利用有热、电和机械3种途径。分析比较了压气站中应用相对成熟或应用潜力较大的余热利用有方案:燃气轮机余热锅炉回收、燃气轮机回热循环、蒸汽郎肯循环、有机郎肯循环、燃气轮机进气制冷。各个方案均有较多应用业绩,但亦有其局限性,有机郎肯循环选用有机介质,技术较成熟,应用前景前较好,溴化锂吸收式制冷技术利用燃机废热对燃机进行进气制冷,以提高燃气效率,目前仅在燃机电站应用,亦可应用于压气站。选择余热利用方案时,应结合压气站现有条件、机组性能以及运行模式等因素进行综合评估。     

西气东输管道压气站设置

压气站的设置在大型输气管道中是非常关键的技术.介绍了压气站的机组备用形式、不同压比的输送方案比选、影响压气站设置的因素等.通过四种压气站输送方案的经济对比,确定了压气站的数量设置和机组的选择范围.对压气站适应"照付不议"补提量和干线管道施加内涂层的经济效果进行了分析.     

西气东输工程压气站工艺流程设计

介绍了西气东输天然气管道大型压气站的设计工艺过程,给出了压力站逻辑控制具体工作过程和压气站设计参数.在具体流程设计中提出的对站场布局、安全保护以及辅助设施的设计思路,可为其它大型压气站设计提供参考.     

输气管道压气站能耗的炯分析

利用炯分析的方法,建立了输气管道压气站能量损耗计算的数学模型。结合压气站机组实例,分析了影响压气站能量损失的各种因素。分析结果表明,燃烧过程和排气过程的火用损失最大,认为分析结果可以作为输气管道压气站节能改造的基础。     

大型压气站工艺设备安装质量控制

结合西气东输工程实际,从工艺设备区的质量控制入手,分析了大型压气站建设的重点和难点,包括汇管组对和焊接安装、分离器区域质量控制及30°弯头组对质量控制。重点介绍了汇管直管段切割、汇管焊缝预热和收缩、汇管清洁以及分离器找正与找平的要求和方法,为大型压气站的施工提供了宝贵的经验。     

压气站燃气轮机烟气余热利用方案

余热利用技术已在石油天然气工业得到广泛应用,根据压气站燃气轮机排出烟气温度高、排量大的特点,分析了压气站几种常用的燃气轮机烟气余热利用技术特点及其存在问题。针对西气东输某压气站燃气轮机实际运行数据,利用分析法对燃气轮机体系进行分析,并设计出烟气轮机利用烟气余热发电的工艺方案,对比了燃气轮机及余热利用系统的联合装置体系与不加余热利用系统的燃气轮机体系的效率。结果表明:利用余热利用系统的联合装置体系效率平均提高17.5%,每年节省燃气约1.03×10~6 m~3,为压气站燃气轮机烟气余热利用提供了参考。     

盖州压气站站控系统与压缩机组控制系统的融合

传统压气站控制系统架构中各子控制系统种类繁多、架构复杂,存在故障点多、维修量大、数据通讯频繁等问题。以盖州压气站为试点,提出将压气站站控系统与压缩机组控制系统相融合的方法:将压缩机组单独设置的负荷控制系统融合于站控系统中;在SIL认证后,将压缩机组过程控制系统与安全仪表系统合并,减少控制系统的数量;将压缩机组控制系统的人机界面(HMI)与机组负荷分配控制系统的HMI全部融合于站控系统的HMI中,实现站控系统HMI界面控制压气站中所有受控设备、参数的显示;在系统融合完成后,将站控系统网络分为控制网和设备网,二者相互分离,有效保证了机组控制系统的安全性。试点应用结果表明:在建设时期,节省了前期硬件投资费用;在站场运行过程中,可有效减少因通信失效引起的故障停机次数,同时更有利于实现一键启停站的功能。压气站站控系统与压缩机组控制系统融合后,既可减少控制系统数量、提高系统间通讯速率,同时可确保各系统稳定运行。(图2,表1,参21)     

西气东输管道压气站的机组选型

在大型输气管道的设计中,压气站的机组选型是一项关键技术.根据西气东输管道的设计实践,阐述了压气站驱动方式的比选和压缩机组配置中考虑的问题.经济技术比较结果表明,西气东输管道工程使用一用一备的机组配置型式符合长输管道的建设原则.     

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。     

农村生活污水处理运行管理养护费用的计算研究

农村生活污水已成为我国水污染的重要因素之一,近年来我国大力开展农村生活污水治理,农村生活污水处理技术虽然已得到显著提升,但对后续运行管理养护工作的研究较少,特别是对运行管理养护费用的计算尚没有明确规定。对农村生活污水运行管理养护内容进行分析,提出运行管理养护费用的计算方法,并以某农村生活污水处理项目为例,计算运行管理养护费用,以期为后续类似项目提供参考。     

某LNG站管网与管径的优化计算

天然气管道在实际运行时,由于用户种类不同,对气量和压力的要求相去甚远.通过对福建LNG站输气干线工程设计进行合理的优化设计计算,采用动态模拟方法对管网系统进行了分析和计算,研究了影响管网系统主要因素,提出了在天然气管网的设计中对管网系统进行优化的方法.     

压气站辅机系统不间断应急电源的设计

天然气压气站辅机系统对压气机的稳定运行至关重要,辅机系统一旦失去电源势必会破坏压气机的稳定运行,甚至引发重大事故,故为其配备高性能应急电源(Emergency Power Supply,EPS)十分重要。对EPS储能模块的类型和模式进行了分析与对比,设计了适用于压气站辅机系统的超级电容和钛酸锂电池混合储能EPS,重点讨论了EPS系统的电路设计、直流充放电控制策略。以榆林压气站辅机系统调研参数为依据,利用MATLAB对设计电路进行了仿真分析,确定了超级电容与钛酸锂蓄电池的匹配容量,仿真结果表明:此类EPS能够保证压气站辅机系统失电后在规定的时间内正常工作。(图7,参21)     

天然气管道压气站一键启停站控制技术

随着天然气管道生产管理模式的变革,压气站区域化管理作为一种先进管理理念得到了逐步推广,需要区域化管理、无人值守、远程调控等各类生产运行技术作为支撑,压气站一键启停站技术是其重要的技术基础。以盖州压气站为试点,通过对天然气管道压气站采用站场及压缩机工艺流程全自动化控制改造、控制系统配置优化、站控与压缩机控制系统深度融合、压缩机辅助系统整合等优化措施,具备了实现一键启停站的硬件基础。一键启停站从软件功能上分为一键启站和一键停站两部分:一键启站由状态反馈与报警检测、站内工艺流程自动导通、压缩空气系统自动启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配的自动投用与退出6个部分组成;结合压缩机组的3种停机模式及其工艺需求,一键停站包括正常停站、多机停止、多机保压停机、全站ESD、多机泄压停机5种自动停站方式。盖州压气站试点一键启停站控制技术的成功应用,表明中国压气站控制水平取得了较大进步,为后续压气站的建设和改造提供了工程经验和技术基础,同时也对长输液体管道的一键启停提供了借鉴。     

盖州压气站防喘振控制与负荷分配

压缩机组的防喘振及负荷分配控制一直是制约压缩机组稳定、高效运行的难题,提出采用PI控制响应、阶跃响应、安全响应及限制控制相结合的方法进行压缩机组防喘振控制,同时通过对压缩机组进出口压力和流量控制、解耦控制及平衡控制来实现压缩机组的性能控制与负荷平衡控制。在盖州压气站压缩机控制系统和站控系统的应用结果表明:压缩机组进口汇管的压力控制平稳、波动较小,控制效果显著。该方法能够使压气站压缩机组控制更加安全、稳定、节能,且可以达到更高的自动化程度,有利于盖州压气站的安全稳定运行。(图8,参20)     

盖州压气站站控系统与压缩机组控制系统的融合北大核心

传统压气站控制系统架构中各子控制系统种类繁多、架构复杂,存在故障点多、维修量大、数据通讯频繁等问题。以盖州压气站为试点,提出将压气站站控系统与压缩机组控制系统相融合的方法:将压缩机组单独设置的负荷控制系统融合于站控系统中;在SIL认证后,将压缩机组过程控制系统与安全仪表系统合并,减少控制系统的数量;将压缩机组控制系统的人机界面(HMI)与机组负荷分配控制系统的HMI全部融合于站控系统的HMI中,实现站控系统HMI界面控制压气站中所有受控设备、参数的显示;在系统融合完成后,将站控系统网络分为控制网和设备网,二者相互分离,有效保证了机组控制系统的安全性。试点应用结果表明:在建设时期,节省了前期硬件投资费用;在站场运行过程中,可有效减少因通信失效引起的故障停机次数,同时更有利于实现一键启停站的功能。压气站站控系统与压缩机组控制系统融合后,既可减少控制系统数量、提高系统间通讯速率,同时可确保各系统稳定运行。(图2,表1,参21)     

天然气管道压气站燃气轮机的性能测定与分析

为了提高中亚管道压气站燃气轮机出力,降低能源消耗,选取中亚天然气管道A站4#燃气轮机和B站3#燃气轮机为代表对中亚管道全线不同机型压缩机组进行节能测试,测定不同工况下的压缩机效率,并对比分析了GE普通机组与DLE机组的能效差异。结果表明:GE普通机型运行效率高,但燃料的烟气排放量高;DLE机型由于采用了更复杂、更环保的燃烧工艺,燃料的烟气排放量低,但其运行效率也较低,每小时耗气量高,节能减排方面无明显优势。该结果可为中亚管道节能降耗工作的开展提供数据支撑,也可为国内后续选购压缩机机型提供技术支持。