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     

天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能的影响

为研究天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能和稳定工作范围的影响,以川气东送管道的GE PCL503压缩机为研究对象进行三维几何建模,采用RANS方法对该压缩机进行三维仿真模拟并与文献实验数据进行对比,验证了数值仿真模型的准确性。基于三维仿真模型研究了不同掺氢比、进口温度对离心压缩机气动性能和喘振裕度的影响。结果表明：随着天然气掺氢比的提高,压缩机的总压比和喘振裕度随之下降,当掺氢比达到20%时,喘振裕度降低19.78%,压比下降6.44%。在近喘振工况下,泄漏涡轨迹前移,泄漏涡强度得到增强,进而扩大了压力面低速区域面积,进一步加快了泄漏流与主流、压力面二次流的掺混,加剧了压力面流动分离和下游通道堵塞程度,其是导致掺氢比增加后压缩机稳定工作范围减少的主要原因。在10%掺氢比下,当进口温度由288 K升至323 K时,对于相同的体积流量,离心压缩机的总压比降低4.27%,等熵效率下降0.65%,喘振裕度增加13.03%,能量流量下降17.4%。研究结果可为天然气掺氢输送压缩机的设计及安全运行提供理论基础。（图10,表6,参22）     

国产磁悬浮轴承电驱管道离心压缩机组研发思路

与油润滑轴承压缩机组相比,磁悬浮轴承压缩机组更加高效、可靠、安全、环保.为了推动国产管道磁悬浮轴承机组的研发,介绍了磁悬浮轴承的基本构成、基本控制与保护、控制器的技术特点,从技术性能、安全环保、经济效益3个方面对比了磁悬浮轴承机组与油润滑轴承机组用于天然气管道增压的主要优势.对国内外磁悬浮轴承机组研究及应用情况进行分析...     

天然气管道燃驱压缩机组防冰系统的改进

管道燃气轮机驱动压缩机组现场自带的防冰系统在运行过程中存在可靠性低,能耗大,燃机进气滤芯结霜、结冰等问题。为了对现有燃气轮机的压气机进口空气防冰装置进行改进与优化,结合理论计算与现场研究,设计出一种燃气轮机节能型进气防冰装置:通过做功后的燃气回流,加热燃气轮机进口空气实现防冰目的;通过引入手动阀门、引风机控制燃气回流量,代替原理较为复杂的自动阀门控温。改进后的经济性分析结果表明:与原装置相比,新设计防冰装置具有节能、控制系统简化、可靠性提高、防霜等优点,对提高管道压缩机组运行管理水平具有重要作用。     

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。     

长输天然气管道压缩机组远程控制系统设计北大核心

针对中国石油北京调控中心不能直接远程控制长输天然气管道压缩机组而造成管道运行调整滞后的问题,以西气东输管道盐池站为例,提出了压缩机组远程控制设计原则和方案,利用现有硬件平台,开发了相应的压缩机组远程控制系统。该系统可以实现:北京调度控制中心操作员工作站可直接发出启、停以及负荷调整等命令;将压缩机组过程控制状态传输至调控中心,在调控中心人机界面显示各部分状态信号;利用现场数据计算压缩机组工作点,并在压缩机固有的流量和压比的特性曲线中显示其工作点。通过远程控制,调度人员可以及时且有重点地了解压缩机组的运行情况,并以此优化管网运行方案,快速完成整个管网调度,提升管网效率。     

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。     

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。     

天然气管道压缩机站投产试运应注意的问题

分析了目前我国长距离天然气管道压缩机站机组的配置情况及技术现状,预测了长距离输气管道压缩机站压缩机组的发展趋势,从设计、施工和现场操作三方面总结了压气站在技术细节方面应注意的问题,对天然气管道压气站的顺利投产有一定的借鉴作用。     

电驱离心式压缩机组冷态对中的影响因素

电驱离心式压缩机组联轴器处的对中会影响机组的运行稳定性,因此需要在现场进行校验,并修正压缩机生产厂家的冷态对中数据,以确保冷态对中的准确性,提升对中质量。根据离心式压缩机组的结构及运行特点,分析机组冷态与正常运行状态时的差异,得出冷态对中的影响因素,并提出了计算和修正冷态对中数据的公式。从热膨胀、轴上升高度、顶升高度、工具挠度4个方面分析其对离心式压缩机组冷态对中的影响。在计算材料热膨胀数值的过程中,发现其具有明显的线性关系,据此简化了热膨胀数值的计算方式。通过状态监测工具得出转子轴中心的上升高度,并对冷态对中过程中的转子顶升高度进行修正,最终得出修正的冷态对中数据,对指导压缩机组开展冷态对中具有一定借鉴意义。     

离心式压缩机喘振原因及其预防措施

喘振是离心式压缩机在流量减少到一定程度时发生的一种非正常工况下的振动现象,描述了离心式压缩机组喘振发生的物理过程,深入分析并研究了喘振产生的各种原因。机组喘振对天然气管道的生产运行产生诸多危害,例如:损坏密封、O形环等压缩机零部件,损伤压缩机动叶、轴承和环油密封系统,破坏压缩机各部分原有的间隙值并引起轴的变形,可能使某些仪表失灵或准确性降低。结合生产实际,给出了从生产运行方面防止喘振发生的措施:加宽稳定运行工况区,增加工艺气到压缩机进口的气体流量,控制启停机进程,降低压缩机的压比,降低机组转速,避免机组运行工况点频繁接近安全线等。     

天然气管网管存调控技术

为了保障天然气管网的安全平稳运行,对天然气管网管存的调控技术进行研究。结合目前天然气管网的生产运行经验,阐述了管存的分类、控制原则及控制标准,从春秋季销售、冬夏季保供、气量分配及预测事故管道生存时间4个方面对管存的调控技术进行详细分析。结果表明:针对春秋季销售周不均匀性的特点,应主动控制管存均匀变化;为保供冬夏季用气,应将管存提升至应急高管存或最高管存;利用管存的控制区域,可以对天然气管网气量进行合理分配;根据天然气管道的低管存限值,能够预测事故管道的生存时间。(图4,参23)     

天然气管道的屈曲变形模拟

在外荷载作用下,埋地管道的屈曲失效受诸多因素影响,外压、内压、轴向力和弯矩均会使管道产生屈曲,屈曲变形较为复杂。以西660X7．1钢管发生局部非均匀屈曲为例,通过有限元方法开展管道的屈曲失稳研究,分析不同载荷下管体的变形形式,进而判断造成钢管屈曲变形的主要原因：钢管变形处受到较大弯矩作用,而弯矩是斜坡钢管与土壤之间摩擦力不足,管道输气压力循环波动,土壤随气温季节性冻结、融化产生的管道周期性轴向载荷所致。（图9,参6）     

天然气管网系统风险评估

为了更加客观地定量评估天然气管网系统风险,以北京市天然气管网系统为例,深入分析了引起管网事故的原因,对事故进行统计分析,建立了天然气管网系统风险评估指标体系.在对事故可能性的评估中,结合天然气管网本身参数设计和周围环境特点,通过对管道与管网的可靠性分析,实现对事故可能性的修正;在对后果严重程度的评估中,引入管网事故风险的承受能力和控制能力,对天然气管网脆弱性进行分析,实现了对后果严重程度的修正.对事故可能性和后果严重程度分级后,通过风险矩阵可以计算出天然气管网系统的风险等级.     

在役长输天然气管道几何凹坑缺陷管理策略

介绍了输气管道几何凹坑缺陷的分类方法,比较分析了国外有关几何凹坑缺陷的评价方法,指出以几何凹坑最大深度和以几何凹坑在管道内外表面产生的最大应变为评价指标存在的不足,深入研究了Lukasiewicz-Czyz及Gao Ming等给出的等效应变表达式,将其计算结果分别与采用ASME B31.8标准推荐公式的计算结果相比较,结果表明:相对Lukasiewicz-Czyz公式所得值,利用ASME B31.8公式所得内表面等效应变低估了1倍,外表面等效应变低估了0.5倍;相对Gao Ming公式所得值,利用ASME B31.8公式计算所得内表面等效应变低估了2倍,外表面等效应变低估了0.2倍.给出了基于风险的几何凹坑缺陷处理程序及检测建议,对于保障我国天然气管道的安全运营,促进管道完整性管理的进步和完善具有一定意义.     

管道内天然气水合物沉积演化进程数值模拟

传统的双欧拉流体模型将水合物颗粒近似为流体相进行两相流动沉积预测,并未考虑流动过程中由相变导致颗粒生成的影响.为了解决该问题,在OpenFoam4.0开源计算软件植入双流体模型、界面面积传输方程、对流换热方程,在考虑水合物颗粒聚并、破碎效率的同时,引入关键的相变源项,根据管内温度场分布实时模拟计算水合物生成量,并在之后...     

天然气管道清管器跟踪定位模拟与实践

在天然气管道清管过程中,需要应用可靠的技术手段对清管器跟踪定位,以便确定清管器到达管道沿线各点的时间,并根据清管器所在位置确定开始执行收球流程切换的时间.基于热力学关系和状态方程,将连续性方程、运动方程、能量方程的各系数表示为压力、温度的函数,并采用一阶有限差分格式进行离散,求解方程组得到管道沿线的压力、温度分布,从而实现天然气管道清管器的准确定位.通过华中地区某天然气管道支线的清管定位实践,证明该方法有助于提高天然气管道仿真计算的精度,能够满足工程实际需求.     

考虑市场竞争条件的管输天然气供应链优化

天然气作为一种清洁、绿色的能源,在全球能源消费结构中占比越来越重.目前,虽然已有大量关于天然气供应链优化的研究,但多集中于单一供应方的最优需求分配,对多方竞争市场下的天然气供应链优化研究鲜有报道.针对两供应方竞争同一市场,以两方所获总利润最大为目标函数,考虑供需平衡约束、管道建设约束、站场建设约束以及储气库建设约束等,...