淺談燃?xì)怛?qū)動(dòng)壓縮機(jī)在天然氣管道輸送中的重要作用

  燃?xì)怛?qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的設(shè)備，在天然氣長(zhǎng)輸管道工程中應(yīng)用非常廣泛，是壓氣站的關(guān)鍵核心設(shè)備，在長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用。
    隨著全球范圍內(nèi)的能源供應(yīng)的緊張，天然氣得到了越來(lái)越廣泛的被接受和認(rèn)可。為了普及這既環(huán)保衛(wèi)生又經(jīng)濟(jì)安全的新能源，我們需要建設(shè)更多的天然氣長(zhǎng)輸管道，將天然氣大范圍輸送到各省市千家萬(wàn)戶(hù)。所以中石油的西氣東輸一線、二線、三線等國(guó)家級(jí)大型工程迅速啟動(dòng)，應(yīng)運(yùn)而生。
    天然氣在長(zhǎng)距離管道輸送過(guò)程中，能量不斷消耗，壓力逐漸降低，管線的輸送能力隨之減弱，這將影響天然氣的繼續(xù)輸送，減少輸送量，以至大大影響用戶(hù)的生產(chǎn)和生活。因此，為了克服天然氣輸送距離的限制，使天然氣在流動(dòng)中消耗的能量得到及時(shí)補(bǔ)充，連續(xù)不斷地輸送到目的地，并使管線的輸送能力得到提高，就需要提高天然氣的輸送壓力，既根據(jù)天然氣能量消耗的情況，每隔一定距離對(duì)天然氣進(jìn)行一次增壓，使天然氣在輸送過(guò)程中逐段得到能量的補(bǔ)充，從而保證用戶(hù)的用氣需要。
    給天然氣補(bǔ)充能量的任務(wù)由壓縮機(jī)站來(lái)完成，通常在管線的起點(diǎn)和中途一定距離上設(shè)置壓縮機(jī)站。輸氣管線沿線每隔一定距離（一般相距120-170km）設(shè)置的中間壓縮機(jī)站，給經(jīng)過(guò)一定距離輸送之后降低壓力的天然氣增壓，讓其繼續(xù)輸往下一段管線。
    我有幸參與了西氣東輸二線的國(guó)外段哈薩克斯坦段管道和壓氣站安裝和調(diào)試工作。由中亞天然氣股份有限公司投資建設(shè)的哈薩克斯坦至霍爾果斯的管線，總長(zhǎng)1301公里，根據(jù)其管道長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)壓力以及用戶(hù)的需求，總計(jì)建設(shè)了5壓氣站，分別CCS1、CCS2、CCS4、CCS6、CCS7壓氣站，另外前端是烏茲別克斯坦UCS3站，末端是中國(guó)霍爾果斯首站。用來(lái)克服天然氣輸送距離的限制，使天然氣在從烏茲別克UCS3站至霍爾果斯站間管段的流動(dòng)中消耗的能量得到及時(shí)補(bǔ)充，并使管線的輸送能力得到提高，使天然氣在輸送過(guò)程中逐段得到能量的補(bǔ)充，從而保證了國(guó)內(nèi)用戶(hù)的用氣需要。
    在這個(gè)項(xiàng)目中，我在CCS6站接觸到了Royce-Rolls的30MW的機(jī)組，型號(hào)RB211-24G。這種DLE（Dry Low Emissions）機(jī)組是首次應(yīng)用在中國(guó)建設(shè)的長(zhǎng)輸管道壓氣站中，屬于最先進(jìn)的機(jī)組，與以前國(guó)內(nèi)在用的壓縮機(jī)組相比，主要有以下特點(diǎn)。
    對(duì)公用條件要求不高
    哈薩克斯坦共和國(guó)原屬前蘇聯(lián)聯(lián)邦共和國(guó)，到獨(dú)立以后，各項(xiàng)公用基礎(chǔ)設(shè)施非常落后，很難滿(mǎn)足一個(gè)機(jī)械化、自動(dòng)化站場(chǎng)需求。例如，CCS6站場(chǎng)周邊50公里內(nèi)只有一個(gè)6000V的4000KW的變電站，能夠給我們站場(chǎng)運(yùn)行提供的總動(dòng)力不超過(guò)400KW，因此，我方在壓氣站施工期間和站場(chǎng)運(yùn)行期間都需要自己采購(gòu)發(fā)電機(jī)運(yùn)行供電，這一點(diǎn)在國(guó)內(nèi)西氣東輸站場(chǎng)上從未發(fā)生。燃?xì)怛?qū)動(dòng)壓縮機(jī)機(jī)組自己通過(guò)長(zhǎng)輸管道獲取燃料氣驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)30MW機(jī)組輸出，提供壓縮機(jī)運(yùn)行動(dòng)力。同時(shí)，機(jī)組工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少氣動(dòng)閥門(mén)的數(shù)量，降低儀表風(fēng)消耗量。
    機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了電力、儀表風(fēng)、供水等要求，具有普遍適用性，更加適合哈薩克斯坦的野外環(huán)境工作能力。
    機(jī)組環(huán)保性能比國(guó)內(nèi)采購(gòu)的機(jī)組更加突出，這種DLE機(jī)組的尾氣排放中，對(duì)CO、CH4、H2S等有更嚴(yán)格的要求。主要通過(guò)改變機(jī)組內(nèi)燃料氣供應(yīng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)采購(gòu)的機(jī)組燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)管道通過(guò)2根岐管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)燃料氣供應(yīng)，而新的DLE機(jī)組采用5根燃料氣岐管供應(yīng)，機(jī)組控制模式提供3種組合，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組在不同轉(zhuǎn)速下的歧管切換，既節(jié)省燃料氣又能保證充分燃燒，降低尾氣中的CO、H2S、SO2等有害成分。
    機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性好，有效保證輸氣效率要保證整條管道的輸氣量，在同期建設(shè)的3個(gè)壓氣站中，有2個(gè)壓氣站CS1和CS4采用GE壓縮機(jī)組，投產(chǎn)時(shí)間基本在一個(gè)年度內(nèi)。從幾個(gè)壓氣站運(yùn)行狀況分析，Royce-Rolls機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性更好；從12年3月到12年9月，對(duì)比CS1和CS6可以知道，CS1壓氣站的GE壓縮機(jī)組非正常停車(chē)27次，CS6壓氣站的Royce-Rolls機(jī)組非正常停車(chē)僅7次。
    另外在長(zhǎng)輸管道的管道清理過(guò)程中，壓縮機(jī)也起著至關(guān)重要的作用，在清管作業(yè)中，一般需要在管道內(nèi)放置清管器之類(lèi)的裝置，但在清管過(guò)程中，也難免會(huì)發(fā)生清管器卡堵的情況， 在某清管過(guò)程中，在管道彎頭處發(fā)生了清管器卡堵情況，持續(xù)18小時(shí)，上游壓力持續(xù)上升，直至5.5MPA，下游壓力持續(xù)下降，嚴(yán)重影響著正常輸氣作業(yè)。為了及時(shí)解決這一事故，及時(shí)開(kāi)啟壓縮機(jī)，利用壓縮機(jī)迅速提高清管器前的壓力，從而增大清管器前后壓差，迫使清管器繼續(xù)運(yùn)行，及時(shí)解決了清管器卡堵問(wèn)題。另外，在首站至安壓氣站的清管作業(yè)中，發(fā)生清管器卡堵現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)如果靖邊壓氣站管道壓力已不能再升高，當(dāng)時(shí)已至4.8MPA，而管道本身設(shè)計(jì)壓力只有5.8MPA.我們即刻開(kāi)啟延安壓氣站壓縮機(jī)組，對(duì)上游管道介質(zhì)進(jìn)行抽吸，在最短的時(shí)間內(nèi)將清管器前后壓力差提高，從而在最短的事件內(nèi)消除清管器的卡堵事件，故而壓縮機(jī)在清管作業(yè)中的作用是至關(guān)重要的。
    另外，如果長(zhǎng)輸管道在某管段發(fā)生泄漏的時(shí)候，為了在最短的時(shí)間內(nèi)減少天然氣的放空量，進(jìn)一步節(jié)約成本，防止浪費(fèi)并進(jìn)一步減少天然氣對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，可以利用壓縮機(jī)將該管段的天然氣抽吸并壓縮至下一管段，這樣可以大大的減少天然氣的浪費(fèi)，更好的防止天然氣對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，而且可以從很大程度上降低的天然氣泄漏時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境的危害程度。
    長(zhǎng)輸管道在建設(shè)的時(shí)候，難免會(huì)有泥土及沙石殘留在管道內(nèi)，這樣不僅會(huì)加劇長(zhǎng)輸管道的磨損，對(duì)長(zhǎng)輸管道造成一定的危害，而且會(huì)對(duì)場(chǎng)站設(shè)備造成損害，嚴(yán)重影響正常的輸氣工作，并從設(shè)備投資方面增大的公司的運(yùn)營(yíng)成本，如果管道內(nèi)的雜質(zhì)及污物進(jìn)入用戶(hù)家庭，會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)一定的安全隱患甚至事故，所以，在長(zhǎng)輸管道建設(shè)后，一定要對(duì)管道進(jìn)行吹掃工作，當(dāng)然，這也只能由壓縮機(jī)來(lái)完成。每次進(jìn)行管道吹掃時(shí)，清理出的污物可達(dá)50多公斤。這便極大的減小的長(zhǎng)輸管道運(yùn)行期間的負(fù)荷。
    另外，如果未經(jīng)壓力檢驗(yàn)就投用的管道，會(huì)給長(zhǎng)輸管道帶來(lái)巨大的安全隱患，甚至?xí)蚬艿纼?nèi)介質(zhì)的壓力超過(guò)管道本身所能承受的壓力后，在管道運(yùn)行期間發(fā)生爆管事故，所以在管道建設(shè)完成后，盡管明確了管道的設(shè)計(jì)壓力，但為了安全起見(jiàn)，我們?nèi)砸獙?duì)管道進(jìn)行試壓檢驗(yàn)，檢驗(yàn)管道是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)壓力，以便防止長(zhǎng)輸管道在運(yùn)行時(shí)發(fā)生爆管事件。通過(guò)對(duì)管道的試壓，我們還可以進(jìn)一步提早發(fā)現(xiàn)管道本身以及管道焊接時(shí)的缺陷，在正式投用前完善管道的運(yùn)行能力。
    燃?xì)怛?qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)組是壓氣站的核心設(shè)備，也是天然氣長(zhǎng)輸管道穩(wěn)定運(yùn)行的保障設(shè)備。