中俄东线离心压缩机管嘴受力校核优化

离心压缩机系统被誉为输气站场的心脏。为了应对大口径、高压力、高温差的压缩机设计趋势,满足国产压缩机管嘴允许受力偏小的要求,应对管嘴受力校核进行优化。依据API 617-2014《轴流、离心压缩机和膨胀压缩机》中的压缩机管嘴受力校核要求,在初始配管安装方案的基础上,采用管道应力分析专用软件CAESAR II,建立了某输气站压缩机区应力分析模型。分析了自然补偿设置、管支架类型与位置对压缩机组管嘴x、y、z方向受力的影响,并进行管嘴受力校核优化。结果表明:管嘴x、y、z方向受力是影响管嘴受力的关键因素,通过增加合理的自然补偿和管支架类型,形成了降低压缩机管嘴x、y、z方向受力的关键技术优化方案,离心压缩机管嘴受力明显变小。基于中俄东线某输气站的应力优化方案,可适用于不同直径的压缩机进出口管嘴受力校核。研究结果对于降低压缩机管嘴受力、提高压缩机运行安全、提高离心压缩机系统应力分析水平、提升设计效率具有十分重要的意义。(图3,表7,参20)     

中俄东线离心压缩机管嘴受力校核优化北大核心

离心压缩机系统被誉为输气站场的心脏。为了应对大口径、高压力、高温差的压缩机设计趋势,满足国产压缩机管嘴允许受力偏小的要求,应对管嘴受力校核进行优化。依据API 617-2014《轴流、离心压缩机和膨胀压缩机》中的压缩机管嘴受力校核要求,在初始配管安装方案的基础上,采用管道应力分析专用软件CAESAR II,建立了某输气站压缩机区应力分析模型。分析了自然补偿设置、管支架类型与位置对压缩机组管嘴x、y、z方向受力的影响,并进行管嘴受力校核优化。结果表明:管嘴x、y、z方向受力是影响管嘴受力的关键因素,通过增加合理的自然补偿和管支架类型,形成了降低压缩机管嘴x、y、z方向受力的关键技术优化方案,离心压缩机管嘴受力明显变小。基于中俄东线某输气站的应力优化方案,可适用于不同直径的压缩机进出口管嘴受力校核。研究结果对于降低压缩机管嘴受力、提高压缩机运行安全、提高离心压缩机系统应力分析水平、提升设计效率具有十分重要的意义。(图3,表7,参20)     

澳大利亚管道试压技术标准的先进性

试压是新建管道工程建设的关键环节,对于保证管道安全运行具有重要意义。通过评价国内外管道试压技术水平和研究现状,对美国、加拿大、英国、俄罗斯的试压标准与国内标准的差异进行研究,提出了借鉴澳大利亚管道技术标准改进国内标准的方法。介绍了澳大利亚管道概况和技术标准体系,以澳大利亚管道试压技术标准AS 2885.5-2012为例,深入研究了该标准与国内标准的差异,该标准的先进性体现在液体石油试压技术要求、气体试压安全管理研究、基于管段类型确定强度试验等级、强度试验合格评定准则、压力表量程精度、温度计检定周期,以及基于风险评估和降低试压强度的隔离区准入条件等方面。最后,提出了借鉴澳大利亚管道试压标准改进国内标准的建议。(参10)     

中亚天然气管道站场ESD系统分析与改进北大核心

中亚天然气管道A\B\C线分阶段设计与投产,站场ESD(Emergency Shutdown)系统在设计理念、控制逻辑上存在差异,其控制逻辑不便于管理,容易引发误动作、故障停机等问题。以C线CCS2站为例,梳理了ESD系统控制逻辑的现状,对ESD系统因果逻辑的合理性进行探讨,结果表明:CCS2站将ESD系统分为4级,ESD系统存在过保护或欠保护问题,连锁保护因果逻辑不便于管理。为此,提出了ESD系统新的设计原则:压缩机厂房火灾报警、工艺区可燃气体泄漏或ESD按钮触发时执行全站ESD;站场出站温度/压力高高报警时执行压缩机区域ESD;发电机厂房可燃气体泄漏或火灾报警时触发发电机区域ESD;压缩机厂房可燃气体泄漏或ESD按钮触发时执行压缩机单体ESD。重新划分的3级ESD系统为中亚天然气管道安全运行提供了保障。     

中亚天然气管道站场ESD系统分析与改进

中亚天然气管道A\B\C线分阶段设计与投产,站场ESD(Emergency Shutdown)系统在设计理念、控制逻辑上存在差异,其控制逻辑不便于管理,容易引发误动作、故障停机等问题。以C线CCS2站为例,梳理了ESD系统控制逻辑的现状,对ESD系统因果逻辑的合理性进行探讨,结果表明:CCS2站将ESD系统分为4级,ESD系统存在过保护或欠保护问题,连锁保护因果逻辑不便于管理。为此,提出了ESD系统新的设计原则:压缩机厂房火灾报警、工艺区可燃气体泄漏或ESD按钮触发时执行全站ESD;站场出站温度/压力高高报警时执行压缩机区域ESD;发电机厂房可燃气体泄漏或火灾报警时触发发电机区域ESD;压缩机厂房可燃气体泄漏或ESD按钮触发时执行压缩机单体ESD。重新划分的3级ESD系统为中亚天然气管道安全运行提供了保障。     

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。     

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。     

系统结构及介质流态激发管道共振的对比分析

为解决大输量站场中压缩机的异常振动问题,以某压缩机站场为例,通过计算气柱固有频率,证明了管路中扰动可激发声学共振的可能性,揭示了振动产生的根本原因。利用Fluent有限元软件分析管内流体流动状态,明确扰动产生的源头;利用ANSYS先进行静应力分析判断管道系统对离心压缩机出口压力脉动的响应,再进行动应力分析判断管道系统的敏感频率,进而阐述了工程中的结构分析不能完全揭露管道振动产生原因的不足。对管道设计结构进行优化,探究解决声学共振的方法,尽可能避免管道运行中的振动破坏,确保主要动力设备及管道的安全。(图10,表3,参12)     

站场ESD系统触发回路可靠性及提升措施

天然气输气站场ESD系统是SIS保护层的重要环节,专注作用于工艺过程失控时的风险降低。西气东输管道公司站场使用的ESD系统,存在ESD按钮回路故障、系统接地等隐患,可能导致工艺过程失控,影响系统安全性及可用性。通过分析西气东输管道公司过去10年中所有ESD误触发事件,比较不同类型的ESD按钮回路及配套数字量输入卡件特点,选择最合理的提升措施,提出有效建议,使设备达到最佳的安全性和可用性,降低ESD误触发频率,可为输气站场ESD系统运行维护、升级改造、更新换代提供借鉴指导。     

输气管道站场的节能降耗措施

以忠武输气管道湘潭站为例,从自来水给水系统流程的实用性设置、污水处理系统的自控设计、主要耗能设备的优化运行和站场日常工作精细化管理角度,总结了输气站场节能降耗工作中采取的技术改进措施和取得的经验,可以有效促进输气管道站场综合经济效益的提高。     

CO2长输管道设计的相关问题

CO2在管道输送工况的温度、压力范围内会呈现出不同的相态，使得CO2输送管道不同于油气输送管道。为此，从CO2管道设计的角度出发，分析了CO2管道工艺系统的相关技术，包括CO2流的物理性质及相态、管道水力热力计算、站场工艺系统以及设备选取等。研究指出：相态控制是CO2管道设计的重要内容之一；CO2管道站场工艺系统设计应根据CO2的含水量考虑脱水工艺，而脱水工艺与CO2的压缩工艺相结合形成一个系统；CO2管道输送设备具有其特殊性，如压缩机、输送用泵、脱水装置、放空系统等，需要根据CO2管道的特点选取和设计。相关结论可为CO2长输管道的设计与建设提供参考。（图6，表1，参7）     

忠武管道输气站场雷击原因与整改措施

介绍了忠武管道输气站场雷击事故概况,对防雷系统在设计与施工中存在的缺陷进行了调研和分析。有针对性地提出了具体的技术整改措施,对输气站建筑物、配电系统包括信号系统、等电位连接、屏蔽线路、接地系统进行了技术改造。改造后的防雷系统运行正常,有效提高了忠武管道输气站场运行的安全性。     

中俄东线站场工艺管道用高钢级低温钢管韧性指标

中俄东线天然气管道是中国首条OD 1 422 mm大口径输气管道,途经东北严寒地区。基于此,对比分析国内外标准规范,明确了天然气管道站场工艺管道断裂控制设计原则、最低设计温度选定要求,包括:(1)站内工艺管道断裂控制,关键是要防止管道发生起裂,钢管应具有足够的断裂韧性。对于起裂后的断裂扩展控制和落锤撕裂试验(Drop Weight Tear Test,DWTT)指标,应视工程具体情况并结合国内低温钢管的生产水平综合确定。(2)最低设计温度应考虑正常运行操作、放空、节流以及停输保压等工况下金属壁温可能达到的最低温度,针对站场工艺管道用X70、X80钢管确定管道的最低设计温度等于最低环境温度。(3)针对油气输送管道站场地上工艺管道,建议最低环境温度取最低日平均温度。结合理论计算和钢管实物性能参数,提出了中俄管道站场工艺管道用X70、X80钢管的低温韧性指标,对今后类似工程有一定的借鉴意义。     

川气东送管道站场ESD系统误触发原因及对策

紧急关断系统（ESD）是输气站场自动化系统的重要组成部分，其可靠性与设备自身、外部供电情况等因素有关。以近几年川气东送输气管道沿线站场ESD误触发事故为例，对川气东送管道沿线各输气站场ESD系统误触发事件进行整理、分析，得出ESD外部供电系统异常是ESD误触发的主要原因；从ESD系统上级供电、同级负载及下级负载等方面，对导致ESD系统误触发的设备因素、人为因素、设计因素进行分析，提出防范措施。将防范措施推广应用于川气东送各站场，验证了其能够明显提高ESD系统在应用过程中的可靠性。     

天然气管道燃驱压缩机组的可靠性

天然气管道燃驱压缩机组具有子系统多、控制系统复杂、故障频率较高、不易维护的特点,燃驱压缩机组失效将直接影响输气管道的可靠性和站场的安全性。建立了可靠度、故障率、平均无故障时间、修复率、平均维修时间等指标的燃驱压缩机组可靠性指标,对西一线、西二线等管道的14个站场36套燃驱压缩机组2012-2014年运行的和停机数据进行可靠性指标计算与分析,给出了机组的可靠度函数。结果表明:当天然气管道燃驱压缩机组投入运行3年后,故障率、平均修复时间及修复率较为稳定,故障发生情况具备较明显的浴盆曲线特征,研究成果可以为机组的安全可靠运行和科学维修提供参考。     

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。     

中俄管道站场安全相关标准对比

对比分析了我国和俄罗斯在油气长输管道站场安全方面的相关标准规定,指出了俄罗斯标准值得借鉴及我国标准比较先进的内容.俄罗斯标准在自动化消防系统、声光报警装置、储罐防火堤设计、输油泵房通风系统等诸多方面的技术水平均高于我国现行标准,我国标准在接地安全方面比俄罗斯标准规定的更为详细、要求更高,在周界安防方面,我国更是基于自主攻关,集成开发了先进的光纤周界安防技术,可以有效保障输油站场的安全,但相关标准有待进一步完善.     

油气管道站场运营费用统计分析

针对油气管道站场为非独立核算单位的特点,以及站场会计与统计人员不重视对运营费用资料进行统计分析职能的现状,介绍了油气管道站场运营费用统计分析的必要性、原则和基本程序,并结合实例研究了静态比较分析法、动态分析法、因素分析法等统计分析方法在油气管道站场运营费用统计分析中的应用。     

长距离油气管道生产自动化数据模型

为了实现长距离油气管道生产自动化数据的统一接入、处理、存储及访问,使数据达到有效利用,参考国际管道开放数据标准(Pipeline Open Data Standard,PODS)和Arc GIS管道数据模型(Arc GIS Pipeline Data Model,APDM),结合电力行业系列国际标准IEC 61970和IEC 61850,建立了面向对象的油气管道生产自动化数据模型(Pipeline Automatic Data Model,PADM)。该模型由标准管道生产自动化数据模型数据结构(PADM Data Structure,PDS)和管道生产自动化数据模型组件接口规范(PADM Interface Specification,PIS)两部分组成,系统介绍了该模型的建模方法、建模原则以及各组成部分的模型架构等。利用该模型设计创建了物理数据库,并导入中国石油西部管道公司鄯兰原油管道、乌兰成品油管道、阿独原油管道所有站场的生产自动化数据,进行模型正确性和完备性验证。结果表明:该模型能够正确且完整地存储接入管道站场的所有生产自动化数据,并针对其他同类型的管道站场具有扩展性。该数据模型能够满足长距离油气管道生产自动化各业务领域应用之间的互操作性,提高了信息传递的效率。     

油气站场仪表空气系统的设备选型和设计

目前在国内石油天然气行业各类标准和手册中,对于站场仪表空气系统的规定较少,为规范石油天然气站场仪表空气系统的设备选型和设计方案,结合国内外仪表空气的相关标准规划和工程经验,阐述了石油天然气站场仪表空气系统的主要构成和设备选型的基本方法,根据气体状态方程推导出仪表空气系统风量和干燥空气储罐容积的计算公式,表明了仪表空气的关键质量指标,为石油天然气站场仪表空气系统的设备选型和设计提供了基本方法。