特殊時(shí)期某天然氣長輸管道壓縮機(jī)運(yùn)行方式優(yōu)化分析

高一淇 羅云懷 聶堃

關(guān)鍵詞：天然氣;長輸管道;壓縮機(jī);優(yōu)化分析

2020年1月底，新冠肺炎突然來襲，各大企業(yè)、化工廠、餐飲行業(yè)等響應(yīng)國家防疫要求，紛紛停產(chǎn)停工。受新冠疫情和春節(jié)假期的雙重影響，某天然氣長輸管道1月底至2月用氣需求量驟減，管道短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)進(jìn)銷失衡現(xiàn)象，管存量急劇上漲，管道存在超壓風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1 某天然氣管道下游用戶用氣量需求調(diào)研情況

某管道現(xiàn)有3座在運(yùn)行壓縮機(jī)站場，分別為A站（首站）、B站和C站，該管道氣源均分布于B站上游，氣源及壓縮機(jī)站場分布如圖1。根據(jù)2020年2月份該長輸管道輸氣計(jì)劃表，2月份下游用戶平均用氣量僅3537萬方/天（含串換氣量），合計(jì)10.2576億方，比2020年1月份降低1232萬方/天，其中A站以東輸氣量2283萬方/天（不含串換氣量），比1月份降低1083萬方/天。各省市用氣2月較1月計(jì)劃變化情況見表1。

2 應(yīng)急響應(yīng)期間管道壓縮機(jī)運(yùn)行方式優(yōu)化分析

面對疫情對管道的不利影響，該管道公司調(diào)控中心采取應(yīng)急響應(yīng)。根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)期間輸氣計(jì)劃，結(jié)合管道實(shí)際運(yùn)行情況，對管道干線在運(yùn)的3座壓縮機(jī)站的壓縮機(jī)運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化分析。

根據(jù)該管道2020年2月份川氣輸氣計(jì)劃表，2月下游用戶用氣量平均為3463-3576萬方/天（含串換氣量），B站下游1-10日為2059萬方/天（不含串換氣量），11-29日春節(jié)期間為2401萬方/天。依據(jù)該長輸管道冬季生產(chǎn)運(yùn)行方案中對于壓縮機(jī)不同啟運(yùn)方式下最大輸氣量的預(yù)測，綜合考慮管存、壓力控制、能耗等因素，初步選擇以下四種壓縮機(jī)組組合方式：“B站1臺(tái)+C站1臺(tái)”“A站1臺(tái)+B站1臺(tái)”“A站1臺(tái)+B站1臺(tái)+C站1臺(tái)”“A站1臺(tái)+B站2臺(tái)+C站2臺(tái)”。具體數(shù)據(jù)對比如表2所示：

根據(jù)表2，應(yīng)急響應(yīng)期間整體壓縮機(jī)運(yùn)行模式安排如下：①1月30日，B站下游氣量降至2700萬方/天以下，通過仿真分析，改變原先的方案四，停運(yùn)B站、C站各1臺(tái)機(jī)組，將干線壓縮機(jī)運(yùn)行模式調(diào)整為方案三;②2月1日開始，受疫情影響，B站下游輸氣量銳減至2300萬方/天以下，故停運(yùn)C站壓縮機(jī)，將干線壓縮機(jī)組運(yùn)行模式由方案三切換為方案一;③由于方案一輸氣能力低且能耗偏高，正常情況下不建議采用，如果氣源超計(jì)劃用氣比較嚴(yán)重，可按照方案一停運(yùn)A站壓縮機(jī)，以便對氣源進(jìn)氣量進(jìn)行有效管控;④若在方案二基礎(chǔ)上停運(yùn)A站壓縮機(jī)，即全線僅開B站1臺(tái)機(jī)組，B站下游輸氣能力為2030萬方/天。預(yù)計(jì)2月8日B站下游輸氣量降至1910萬方/天左右，具備停運(yùn)A站壓縮機(jī)的條件，但根據(jù)模擬結(jié)果，B站單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行總能耗約6000-6300kW，略高于方案二，且不利于管存調(diào)節(jié)，故建議繼續(xù)維持方案二運(yùn)行;⑤按照輸氣計(jì)劃，11日開始B站下游輸氣量增至2401萬方/天，通過分析建議繼續(xù)采用方案二，適當(dāng)提高A站和B站壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速即可;⑥2月下旬視疫情控制情況和氣量增長情況，可根據(jù)實(shí)際逐步啟用方案三、方案四。

3 管道整體工況分析預(yù)測

利用SPS油氣長輸管道離線模擬軟件對應(yīng)急響應(yīng)期間管道整體運(yùn)行情況進(jìn)行模擬分析，設(shè)置1月管線用氣量為初始模擬狀態(tài)，并導(dǎo)入2月管線用氣量作為應(yīng)急工況，根據(jù)方案二組合模式進(jìn)行壓縮機(jī)組調(diào)整。由此得出方案二組合模式下工況曲線如圖2，壓縮機(jī)工況圖如圖3。管道整體運(yùn)行壓力及趨勢變化情況如表3。

按照以上應(yīng)急響應(yīng)期間壓縮機(jī)運(yùn)行方案運(yùn)行，該管道1月底至2月的輸氣能力滿足了下游用戶要求，并將能耗控制在較低范圍，壓縮機(jī)運(yùn)行工況良好，管存量及管道壓力較為平穩(wěn)，且保持在安全范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了疫情及春節(jié)期間安全平穩(wěn)輸氣。

參考文獻(xiàn)：

[1]淺析天然氣長輸管道安全防范及安全生產(chǎn)運(yùn)行的對策[J].當(dāng)代化工研究，2020（11）：29-30.