工藝管線節能減耗

邱青原（西安石油大學，陜西 西安，710065）

1 存在的問題

壓氣站是長輸天然氣的能量補充站，它的主要作用是給管道增壓，提高其輸氣能力。壓氣站的核心設備是壓縮機，壓縮機既為整個輸氣管道供應能量，同時也是整個管道耗能最多的設備。因此，降低壓縮機能耗是長輸管道節能的一個重要方面。天然氣長輸管道壓縮機一般選擇往復式或離心式這兩種類型。往復式壓縮機的壓比通常達3∶1或4∶1，有較高的熱效率，但它有往復運動部件，易損件多，適用于低排量高壓比的情況。離心式壓縮機則正好相反，壓比和熱效率相對較低，但無往復活動部件，排量大，容易實現自控，便于調節流量和節能，適用于大排量低壓比的情況。由于天然氣長輸管道日輸量大，考慮其要求運行平穩、實現自控、維修工作量小等因素，推薦采用離心式壓縮機。壓縮機的原動機主要有電動機和燃氣輪機。電動機結構簡單，運行可靠，受工況影響小；燃氣輪機是大排量壓縮機的主要動力設備，雖然熱效率低，但易與壓縮機匹配。表1列出了這兩類壓縮機的投資和效率。

壓氣站A的建設是公司為了確保冬季用氣高峰提高輸氣能力采取的一項重要措施，機組投產運行為去年冬季持續低溫下游用氣量猛增發揮了重要作用，該機組投運后使輸氣管道的輸氣能力由原來的7.5*108Nm3/年提高到10*108Nm3/年。但是在運行當中也存在一些問題：A站壓縮機組排氣量與實際相差較大，首站進氣量較A站排氣量小，在管存量變化不大時，這種現象不符合工藝實際；壓氣站A中A#、B#、C#三臺機組運行時轉速波動大，運轉不平穩，三臺機組同時啟動困難，兩個3/8英寸調壓閥共用，達不到一用一備設計要求；三臺機組同時啟動困難，機組加載一次成功率低。

針對以上情況分析原因可能有：

（1）機組工藝氣計量系統不準確。（2）工藝管線有泄露。

對于以上原因，我們進行了逐一排查。

1.1.1 對壓縮機組計量系統檢查：用看、聽、摸、聞手段進行簡單的設備自查；利用手操器進行通道檢查；利用流量計算軟件驗算計量結果；對計量器具進行檢定。

通過以上各種方法，基本排除了計量系統存在問題的可能性，為了徹底排除計量不準的可能性，在壓縮機組停運后，通過倒換流程的方法對輸送的天然氣進行計量，排除小流量計量影響，結果顯示符合工藝實際。

1.1.2 工藝管線內漏的分析、確認，分析工藝流程：

壓縮工藝流程中1#、2#閥前后壓差較大產生內漏的可能性較大：通過了解設備運行狀況，1#干線快速截斷閥在以前換管作業中發現內漏明顯；通過站內工藝流程切換發現2#球閥內漏嚴重。

通過以上分析，我們認為壓氣站A壓縮機組排量與實際排量相差較大是由于1#、2#閥門內漏所致。

2 .改造方案

2.1 總體思路

在方便施工、不影響正常輸氣的基礎上，增加裝置消除內漏。

實施方案：

在越站旁路干線快速截斷閥（1#）上游側增加同管徑球閥一個，另外在2#閘板閥處加裝一副八字盲板

改造實施效果：

根據統籌安排，方案得到實施，通過今年冬季實際運行觀察，效果良好計量數據完全符合工藝實際。

經濟分析：

通過改造壓縮機組作功量減小，提高了機組效率，降低了燃料氣消耗，節約了輸氣成本，提高輸氣效率。

2.2 調壓閥改造

原因分析：

轉速波動大達不到額定轉速

解決方案：

逐一排除原因，確定是原燃料氣管線上調壓閥通徑小、流量不足、機組燃料氣供應不足、使機組轉速不穩。將原來兩個3/8英寸的調壓閥更換為通徑為兩個1英寸的調壓閥，增大流通量。

應用效果：

得到預期目的，機組轉速平穩，提高機組壽命。

兩個一英寸調壓閥一用一備，達到設計要求，避免因調壓閥損壞導致機組停機。

經濟分析：

各臺機組燃氣耗量相差不大（與原相比）保持300±30Nm3/h（平均值），并克服轉速不穩，延長機組壽命，提高工作效率。

2.3 加載閥改造

原因分析：

機組加載時，氣動加載閥關閉動作太快，使得機組負荷猛增，瞬間負荷太高，導致速度下降而停機，原因是加載閥氣缸排廢氣速度太快，使得加載閥氣缸活塞動作快而引起加載閥開關動作快。

解決方法：

在加載閥氣缸排廢氣管線上增設兩個控制氣體流量的截止閥。

應用效果：

通過調節排廢氣截止閥實現加載閥動作的快慢，效果良好。

經濟分析：

減少了機組啟機次數、放空量、潤滑油耗量、電耗量（預潤滑和后潤滑兩個方面），同時增加了加載閥、啟動馬達、發動機的使用壽命。