CNG常规站压缩机充气效率及能耗分析北大核心

为了提高压缩天然气(CNG)常规站压缩机的充气效率,研究了其开启压缩机直接给车载储气瓶充气模式下的启动条件和充气效果。通过Hysys软件构建了CNG常规站工艺流程计算模型,并根据加气站现场实际规模和运营环境设定计算模型的边界条件和初始条件,对CNG加气站工艺流程进行动态模拟,分别得到了加气站全天及高峰加气期间压缩机的能耗、运行时间、启动次数等数据,并提出了一个新的过程参数——单位能耗加气量,用以表征不同加气工况下压缩机的运行经济性。研究发现:开启压缩机直充模式下的压缩机充气效率较不开启直充模式高;随着压缩机直充模式启动压力的提高,压缩机的单位能耗加气量和车瓶最低充满压力均会提高。     

MXL185型天然气压缩机在国内CNG加气站的应用

介绍了MXL185型整体撬装天然气压缩机的主要技术参数特性及其在国内的实际应用情况,并对该型号的压缩机与国产配套设备在德州市经济开发区CNG加气站的应用工艺进行了分析和比选。结果表明,压缩机采用机前脱水工艺,实施加气机、储气瓶组和加气柱优先级控制顺序,通过单线加气系统并预留三线加气功能,提高了站内设备的安全可靠性,降低了建设投资。     

CNG三维仿真培训系统的研究与应用

CNG加气站的生产系统工艺流程复杂,误操作后果严重。采用三维虚拟现实仿真与CNG加气站安全培训相结合的方式,实现了利用CNG三维仿真培训系统提高培训效率的目标。详细介绍了该仿真系统的组成、3DSMax软件建模方式、设备模型及其原理和流程,该仿真系统可用于CNG理论及工艺流程的教学,确保新入职员工快速高效地进行岗前培训工作,为CNG加气站安全运行提供一定的技术保障。研究结果表明：集先进性、实用性、科学性于一体的CNG三维仿真培训系统在课堂教学与员工培训中的应用,极大地提高了课堂理论教学和实践培训效能,该系统可以进行批量培训,不受实训场地和资金的限制,具有较好的经济性,是一种提高人员技能水平的有效培训方式。（图6,参10）。     

CNG储气井泄漏计算与动态监测

采用BWRS方程描述储气井内CNG的状态,采用正割法求解储气井内CNG的密度,基于CNG储气井质量平衡方程,建立了CNG加气站地下储气井泄漏计算模型,阐述了计算和监测步骤.基于VB6.0开发了泄漏计算及监测程序,进行了实例分析.结果表明:储气井内的储气量与压力成正比,与温度成反比,由于地下储气井温度接近地温,相对恒定,因此井内压力是反映储气量的主要指标,储气井发生泄漏时,其压力变化明显;该计算方法精度高且比较稳定,可以满足一般工程的应用要求,但因其最大误差不可忽略,故无法准确判断微小的泄漏.     

LNG加气站BOG再液化工艺

为了减少LNG加气站中BOG直接放空造成的环境污染与能源浪费,以加气能力为1×104 m3/d的LNG加气站为例,计算BOG的日蒸发量,并使用HYSYS软件模拟适用于该LNG加气站的BOG再液化工艺流程,逐步优化制冷网格,计算该加气站BOG再液化所需的LNG流量。对于加气能力为1×104 m3/d的LNG加气站,增设1套BOG再液化装置(1台BOG压缩机、1个BOG缓冲罐、1台再冷凝器及1个调压阀),即可实现BOG的再液化。调节流程中各节点参数后得出:当过冷LNG的流量达到90 kg/h时,BOG完全冷凝。该BOG再液化流程利用LNG自身冷量冷凝BOG,并回注于LNG储罐中,不仅可提高BOG回收率,使其在LNG加气站中循环利用,保证罐内温度、压力在一定范围内,同时可有效地减少LNG冷能浪费。(图4,表7,参10)     

离心压缩机运行养护通用性软件的开发与应用

压气站是天然气长输管道的核心部分,保证压缩机平稳运行并做好日常运行养护非常重要。基于离心压缩机特性曲线编写了离心压缩机运行养护软件YSJ_YXYH,其分为性能测试与能耗测试两部分。该软件可以模拟确定工况下压缩机运行参数,继而为压缩机运行工况调整给出参考意见;可以模拟确定工况下压气站运行费用,进而得出压缩机在保证高效区运行条件下的最优能耗,实现对压缩机运行的养护。根据国内某压气站的历史数据对该软件的性能进行验证:分别使用YSJ_YXYH与SPS软件计算出固定工况下压缩机的运行参数与运行费用,并与实际运行值比较,结果显示YSJ_YXYH的计算结果更加接近实际运行值;利用YSJ_YXYH计算出了该压气站的最优能耗并确定该站压缩机效率处于高效区,其能耗明显优于实际能耗。结合上述结果给出的针对该压气站的实际运行建议,可为其压缩机安全平稳运行提供有效的技术保障。     

CNG加气站储气井动态安全评估

地下储气井作为CNG加气站最主要的储气方式,其安全性是保证CNG加气站正常运行的关键。为了对CNG加气站储气井进行动态安全评估,提出一种基于贝叶斯网络的概率化动态安全评估方法:利用Bow-Tie模型建立完整的加气站储气井泄漏失效因果逻辑,根据Bow-Tie模型与贝叶斯网络的映射关系生成相应的基于贝叶斯网络的安全评估模型;分别计算顶上事件和事故后果先验概率、顶上事件发生情况下的后验概率、防锈漆完全脱落情况下的失效风险以及报警响应可靠性变化情况下的事故后果概率,并利用贝叶斯网络的特性对根节点的敏感性进行分析。动态安全评估结果表明:提高CNG加气站储气井安全性的关键在于降低高敏感性基本事件的失效概率、基于新证据周期性地预测失效风险,并通过提高报警响应可靠性以最大程度降低事故损失。(图8,表5,参20)     

基于BP神经网络算法的压缩机组运行优化模型

增压站运行方案制定的难点在于如何根据下游耗气量的变化,在不超出压缩机最大功率参数的情况下精准快速地调整进站压力,并根据具体需求提前制定多机组联合运行方案。以大牛地气田塔榆增压站6RDSA-1型压缩机组为研究对象,采用BP神经网络算法建立了压缩机组运行优化模型。选择已有的压缩机进气温度、排气压力及排气流量这3个基本参数作为模型输入值,计算得到了合适的进气压力和机组的轴功率。通过不同工况多组数据对比,模型对进气压力的预测结果与现场实测值的相对误差小于2.75%,验证了基于BP神经网络算法的压缩机组运行优化模型的可靠性,有助于增压站提前制定多机组联机运行方案,提升机组的运行效率,降低能耗和运维成本。     

江苏LNG接收站BOG压缩机的节能降耗措施

介绍了LNG接收站工艺流程,阐述了活塞式压缩机的工作原理与技术特点,给出了各能耗参数的计算方法,包括排气量、供气量、容积系数、排气压力与级数、压缩比、排气温度、功率、效率等.分析了LNG接收站BOG压缩机的能耗问题,确定了能耗的主要影响因素,包括进气温度、进气压力、气相介质携液率、压缩比以及驱动电机的性能.基于此,提出了节能降耗措施:降低进气温度、控制进气压力、降低气相携液率、将电机改造为变频电机、在电动机拖动系统中加装功率因数控制器、经常更换冷却水系统的冷却液.     

基于相似原理的长输管道压缩机能耗分析

为了计算和预测任意工况下压缩机的理论能耗,依据任意工况下的天然气物性参数和压缩机入口体积流量,利用相似原理对压缩机进行性能换算,通过曲线拟合得到特性方程,并据此计算压缩机的理论能耗,结合现场数据对上述特性方程进行验证,进而对压缩机理论能耗与实际能耗进行误差分析。结果表明:在工程相对误差容许范围内,该研究方法是可行的;依据压缩机任意工况下的性能参数,利用上述压缩机能耗计算原理,可计算和预测压缩机的理论能耗;压缩机运行一定时间后,其内部由于结垢、磨损等原因导致效率降低,建议在压缩机功率特性方程中引入修正系数,以使理论能耗计算结果更精确。     

喷射泵在油罐气回收系统中的应用

从工艺流程、工艺参数选择、喷射泵结构计算等方面对喷射泵回收油罐烃蒸气技术进行了探讨。分析了环境温度、低压气吸入压力、高压动力气压力等因素对油罐烃蒸气回收效率的影响。与利用压缩机抽取大罐气相比,喷射泵回收装置具有能耗低、结构简单、管理维护方便等特点,可以大幅度降低油罐烃蒸气的回收成本,提高经济效益。     

气田集输管网优化运行方案

选取管网节点参数、压缩机站流量、进气和排气压力作为优化变量,建立了基于压缩机站能耗之和最小的气田管网优化运行数学模型。由于该优化模型具有目标函数和约束条件非线性、求解域非凸性和优化变量非连续性等特点,利用遗传算法的搜索机制和混沌搜索的遍历性,构造了一种新的演化算法用于该模型的求解。以苏里格气田管网为例,使用该方法求解得到最优的管网节点运行参数、压缩机站运行参数及启用台数,在顺利完成天然气输送任务的同时,降低了压缩机站能耗。     

江西省天然气管网工程脱水装置技术改造

江西省天然气一期管网工程CNG加气母站的分子筛再生后吸附能力无法恢复,导致天然气脱水后的含水量超出国家标准,影响了设备的平稳运行和对下游用户的正常供气.分析了脱水装置设计参数与工况参数之间存在的偏差,以及脱水装置工艺流程的缺陷.根据分析结果,将脱水装置的再生流程由双塔开式循环改造为单塔闭式减压循环.加气母站干燥器单塔吸附周期由改造前的5h增加至改造后的136 h,吸附能力显著提高,同时降低了再生成本.该改造方案可为同行业类似问题的处理提供借鉴.     

燃气管道壅塞流动计算

燃气的流速与流量在壅塞流动状态下将受到一定影响。以气体动力学为基础,采用BWRS状态方程,建立稳态仿真模型,对等截面管道壅塞流动状态下的最大流量进行了计算。以CNG罐车管长10m的加气与卸气高压胶管为例,求出了其在不同条件下可通过的最大流量,讨论了燃气流速、压力、马赫数、温度等参数的沿程变化规律。     

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。     

单台离心式天然气压缩机的性能测试

离心式天然气压缩机在新机投产或维修后均需进行性能测试,以某压缩机站为例,单机运行条件下,以进出口电动调节阀调节压缩机进出口压力,从入口截流降低压缩机的进口压力,出口截流憋压提高压缩机的出口压力,进而提高压比和压缩机负荷。在保证管道正常运行前提下,针对不同的运行工况,通过站进出口旁通调节阀调节流量。实例说明了压缩机性能测试的操作过程和进出站压力的变化情况。从压力和流量角度分析了压缩机性能测试对干线管道输气生产的影响,总体上影响不大,但对支路及其设备的影响较大,主要表现为磨损管道、缩短调节阀使用寿命等。提出了压缩机性能测试的注意事项。     

地下加气渗灌对土壤水分入渗速率及水盐分布的影响

【目的】研究加气渗灌模式下土壤水盐运移规律,为新疆南疆地区节水灌溉方式和盐碱地改良方法提供借鉴。【方法】采用室内土箱试验,设置处理为标准加气量,灌前加气(T₁),灌水中间段加气(T₂);1.5倍标准加气量灌前加气(T₃),灌水中间段加气(T₄)的两因素两水平完全试验,并设置不加气处理CK为对照组,灌水量统一设置为13 L。灌水结束后静置24 h,取样分析水分在土壤中的入渗速率和湿润体内水分及盐分分布。【结果】加气处理较不加气处理灌水结束时间更早。T₁,T₂,T₃,T₄处理灌水时间较CK处理分别缩短8.70%,28.99%,31.88%和43.48%,加气处理较CK处理土壤中水分入渗速率更快。加气量增加,入渗速率也随之增加。在距渗灌管水平距离0 cm,一维纵深20～30 cm处土壤平均质量含水率分别为16.2%,13.31%,14.61%,13.07%,13.21%。在距渗灌管水平距离15 cm,一维纵深10～35...     

油田集输系统生产运行参数优化

为实现“接转站—联合站—联合站—首站”四级布站的集输系统更安全、经济运行,以胜利油田某集输系统为研究对象,在工艺流程一定的情况下,考虑水力、热力等约束,建立基于联合站处理效果的集输系统整体运行参数优化模型,并采用随机试验法对模型进行求解。结果表明:在满足外输原油含水率、污水含油量的前提下,与优化前相比,优化后的集输系统节约成本1771元/d、总能耗降低8.3%、集输系统效率提高4%,优化效果显著。研究成果可为油田集输系统的实际生产运行提供理论指导,降低生产能耗。     

中亚天然气管道的运行优化与能耗控制

为保证中亚天然气管道经济、高效运行,通过模拟仿真、压缩机组控制等手段对管道能耗进行整体控制。利用TGNET软件建立中亚天然气管道ABC线运行仿真模型,并定期利用实际生产数据对模型进行校正,保证仿真模拟结果与实际运行工况的误差在合理范围内。利用仿真手段对ABC线联合运行输量分配进行优化分析,统一协调全线运行;制定管存控制原则,并对管存量进行有效监管控制;根据仿真计算的压力结果进行压缩机组站场压力控制,提高机组的调控效率与运行效率。实践证明,中亚天然气管道运行优化与能耗控制方法节能降耗效果显著。(图4,表3,参20)     

离心式压缩机多变指数的确定

以离心式压缩机多变指数为研究对象,提出了求解方法.通过具体算例,计算了某种组分的天然气在一定的压力、温度、多变效率下的多变指数;分析了多变指数随温度、压力、多变效率的变化趋势,为压缩机功率计算提供了参考依据.