國內(nèi)外天然氣管道壓縮機站概況

　　為了提高輸氣效率，天然氣長輸管道沿線需要建設(shè)一系列的壓縮機站，以提高管線氣體壓力，國內(nèi)外所有成功的天然氣管道都擁有為數(shù)眾多的壓縮機站。著名的阿-意輸氣管道總長2506公里，年輸氣量125億立方米，從1983年投產(chǎn)以來源源不斷的從阿爾及利亞哈西魯邁勒氣田向意大利北部的博洛尼亞輸送天然氣，全線設(shè)置有12座壓縮機站，總功率達(dá)到78.5×104馬力，根據(jù)不同工況，每座壓縮機安裝的壓縮機組也不盡相同。而前蘇聯(lián)時期建設(shè)的烏連戈依-中央輸氣管道系統(tǒng)則堪稱世界更大的天然氣管道系統(tǒng)，這一系統(tǒng)由6條干線輸氣管道組成，總長2萬多公里，干線共建有壓縮機站171座，1985年該系統(tǒng)年輸氣量達(dá)到1800億立方米。國內(nèi)目前規(guī)模更大的西氣東輸天然氣管道一線干線建有22座燃驅(qū)壓縮機站，計入支線、儲氣庫及西氣東輸二線在建的壓縮機站，西氣東輸管道系統(tǒng)的壓縮機站數(shù)量、壓縮機組數(shù)量和總裝機功率均遠(yuǎn)高于國內(nèi)其它輸氣管道。+

　　壓縮機站建設(shè)現(xiàn)狀分析

　　壓縮機站的建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從可研、論證、規(guī)劃、設(shè)計、施工到結(jié)束驗收投產(chǎn)無不需要消耗大量的材料和勞動力。前蘇聯(lián)時期建設(shè)一座配備ГТК-10型燃?xì)廨啓C的壓縮機站需耗用6000多噸鋼材，17萬個工日。考慮到大部分壓縮機站必須建設(shè)在自然條件艱苦的無人區(qū)和交通不便的地區(qū)，因此蘇聯(lián)建設(shè)者采用了工業(yè)化施工方法以加快建設(shè)速度，所有壓縮機站采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，大量使用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制混凝土模塊和預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)模塊。事實證明，通過科學(xué)的規(guī)劃和管理可使管道建設(shè)施工進(jìn)度大幅加快，其中顯著的烏連戈依-中央1線3022公里管道僅10個月就完成投產(chǎn)，比計劃縮短了53%。

　　目前，國內(nèi)天然氣消費需求快速增加，天然氣管道和壓縮機站的建設(shè)也在大量進(jìn)行，學(xué)習(xí)國外管道的建設(shè)經(jīng)驗可以制定出合理的方案和計劃，以達(dá)到資源合理配置的目的。國內(nèi)天然氣管道的建設(shè)一定程度上借鑒了國外的經(jīng)驗，但是由于國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)水平的局限，無論是管道和附屬壓縮機站的建設(shè)還是運行，在很多方面還有待進(jìn)一步的提高。

　　以西氣東輸管道某壓縮機站安全改造工程為例：該管道西起新疆，途經(jīng)十余個省市，到達(dá)上海，2003年投產(chǎn)時輸量為120億方/年，由于下游分輸用戶的持續(xù)增加，供氣需求量的逐年增大，提高輸量和管道平穩(wěn)高效供氣可靠性勢在必行。建設(shè)初期，在西段自然條件比較艱苦的地方采用了進(jìn)口成套燃驅(qū)離心式壓縮機組，2010年起西段部分壓縮機站在原用配置上新增一臺同型號壓縮機組，將原有的1+1運行模式變?yōu)?+1運行。

　　由于改造工程工期緊，并且采用進(jìn)口設(shè)備，國內(nèi)施工承包商與國外設(shè)備供應(yīng)商之間首次合作，施工技術(shù)方面存在一定差異，導(dǎo)致設(shè)備安裝試運期間出現(xiàn)多次故障。如

　　(1)因管線連接件緊固方式不符合要求引起燃料氣泄露;

　　(2)燃?xì)廨啓C箱體內(nèi)油污未及時清理，設(shè)備運行過程中產(chǎn)生高溫造成油污揮發(fā)，造成消防系統(tǒng)誤觸發(fā);

　　(3)密封系統(tǒng)部分管線吸掃質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成大量污物堵塞損壞精密過濾器，導(dǎo)致零件報廢，等一系列造成工期延誤的問題。

　　此外，此次改造工程施工過程中也暴露出了工作計劃組織協(xié)調(diào)方面的問題，

　　(1)前期未能嚴(yán)格施工進(jìn)度，到后期確定了點火日期趕進(jìn)度的時候，使施工質(zhì)量有所下降;

　　(2)國外供貨商通過嚴(yán)格的工作流程和技術(shù)手段實現(xiàn)對工作進(jìn)度的控制，相比較而言業(yè)主方的技術(shù)人員難以起到實際的協(xié)調(diào)作用，對供貨商的管理方面存在缺陷;

　　(3)施工過程中環(huán)境破壞嚴(yán)重，土建廢棄物和工業(yè)垃圾未能按規(guī)定處理，對現(xiàn)場環(huán)境造成了一定的破壞。

　　壓縮機站運行現(xiàn)狀分析

　　壓縮機站主要功能是為管道內(nèi)的天然氣增壓，通常壓縮機站采用多臺離心式管道壓縮機并聯(lián)運行的方式，以保證燃?xì)廨啓C能夠在惡劣的天氣條件下提供足夠的功率。常見壓縮機站內(nèi)除了安裝壓縮機組以外，通常還安裝一系列氣體過濾裝置和各種保證壓縮機組正常運行的成套附屬設(shè)備。近年來，由于燃?xì)廨啓C本身能量利用率的限制，一些先進(jìn)的壓縮機站已經(jīng)開始安裝余能回收裝置，從燃?xì)廨啓C排放出的高溫?zé)煔庵谢厥詹糠挚捎玫臒崮苡糜诎l(fā)電和供熱等。無論壓縮機站的配置如何變化，對于管道運行而言，其核心的問題主要在于高可靠性。一般來說，高可靠性主要通過以下兩種途徑實現(xiàn)：

　　(1)采用可靠性更高的設(shè)備并進(jìn)行合理配置;

　　(2)采用先進(jìn)的維修理念，制定科學(xué)的維修計劃，保證設(shè)備處于良好的狀態(tài)。

　　結(jié)合西氣東輸管道壓縮機站近10年的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，壓縮機站投產(chǎn)初期半年到一年內(nèi)屬于故障高發(fā)期，一般來看，連續(xù)運行超過2000小時以上的設(shè)備，其各項指標(biāo)均趨于穩(wěn)定，這一結(jié)論符合“浴盆曲線”原理。從以往統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)場儀表故障觸發(fā)連鎖停機是運行初期故障高發(fā)的重要原因之一，另外控制系統(tǒng)IO卡件及控制器故障也是觸發(fā)停機連鎖的一個重要因素。

　　除了以上內(nèi)部原因以外，外界因素也會對壓縮機組的運行造成影響。由于燃?xì)廨啓C運行嚴(yán)重依賴空氣，對空氣質(zhì)量要求較高，因此為了保護(hù)燃?xì)廨啓C通常會采用連鎖保護(hù)系統(tǒng)實時監(jiān)測空氣和環(huán)境的重要參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)不利于設(shè)備的情況就會自動停止機組運行。而實際上，由于天然氣長輸管道動輒跨越數(shù)千公里，氣候條條和自然環(huán)境復(fù)雜多變，如果沿線所有壓縮機站采用同樣的保護(hù)參數(shù)，就可能出現(xiàn)過保護(hù)的情況。根統(tǒng)計，曾多次出現(xiàn)過因大風(fēng)、雨霧、沙塵天氣引起壓縮機站非計劃停機的情況，更有甚者，大霧造成壓縮機站連續(xù)24小時以上無法啟動壓縮機組，對輸氣造成嚴(yán)重影響。

　　結(jié)論

　　近年來國內(nèi)天然氣管道建設(shè)速度和規(guī)模都不斷增大，但是相對國外先進(jìn)水平還是存在很多問題，主要表現(xiàn)在：

　　(1)受工業(yè)水平和設(shè)計理念的制約，國內(nèi)大部分天然氣管道和壓縮機站的建設(shè)和運營還不能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的現(xiàn)代工業(yè)水平;

　　(2)壓縮機站大量核心設(shè)備仍然需要進(jìn)口，不能實現(xiàn)自主生產(chǎn)，而國外供貨商對國內(nèi)的實際情況了解不足，造成設(shè)備適應(yīng)性不強，大大增加了壓縮機站的建設(shè)和運行成本。

　　(3)隨著天然氣長輸管道建設(shè)，國內(nèi)工業(yè)水平化正在逐步提高，工業(yè)設(shè)計理念也逐漸完善，國產(chǎn)化電驅(qū)、燃驅(qū)壓縮機組和配套電機、變頻設(shè)備等的大規(guī)模應(yīng)用會對改善目前天然氣管道和壓縮機站建設(shè)運行中存在的問題起到一定的作用。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期：2019-09-12
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