工艺管线节能减耗
1 存在的问题
压气站是长输天然气的能量补充站, 它的主要作用是给管道增压, 提高其输气能力。压气站的核心设备是压缩机, 压缩机既为整个输气管道供应能量, 同时也是整个管道耗能最多的设备。因此, 降低压缩机能耗是长输管道节能的一个重要方面。天然气长输管道压缩机一般选择往复式或离心式这两种类型。往复式压缩机的压比通常达3∶1或4∶1, 有较高的热效率, 但它有往复运动部件, 易损件多, 适用于低排量高压比的情况。离心式压缩机则正好相反, 压比和热效率相对较低, 但无往复活动部件, 排量大, 容易实现自控, 便于调节流量和节能, 适用于大排量低压比的情况。由于天然气长输管道日输量大, 考虑其要求运行平稳、实现自控、维修工作量小等因素, 推荐采用离心式压缩机。压缩机的原动机主要有电动机和燃气轮机。电动机结构简单, 运行可靠, 受工况影响小;燃气轮机是大排量压缩机的主要动力设备, 虽然热效率低, 但易与压缩机匹配。表1列出了这两类压缩机的投资和效率。
压气站A的建设是公司为了确保冬季用气高峰提高输气能力采取的一项重要措施, 机组投产运行为去年冬季持续低温下游用气量猛增发挥了重要作用, 该机组投运后使输气管道的输气能力由原来的7.5*108Nm3/年提高到10*108Nm3/年。但是在运行当中也存在一些问题:A站压缩机组排气量与实际相差较大, 首站进气量较A站排气量小, 在管存量变化不大时, 这种现象不符合工艺实际;压气站A中A#、B#、C#三台机组运行时转速波动大, 运转不平稳, 三台机组同时启动困难, 两个3/8英寸调压阀共用, 达不到一用一备设计要求;三台机组同时启动困难, 机组加载一次成功率低。
针对以上情况分析原因可能有:
(1) 机组工艺气计量系统不准确。 (2) 工艺管线有泄露。
对于以上原因, 我们进行了逐一排查。
1.1.1对压缩机组计量系统检查:用看、听、摸、闻手段进行简单的设备自查;利用手操器进行通道检查;利用流量计算软件验算计量结果;对计量器具进行检定。
通过以上各种方法, 基本排除了计量系统存在问题的可能性, 为了彻底排除计量不准的可能性, 在压缩机组停运后, 通过倒换流程的方法对输送的天然气进行计量, 排除小流量计量影响, 结果显示符合工艺实际。
1.1.2工艺管线内漏的分析、确认, 分析工艺流程:
压缩工艺流程中1#、2#阀前后压差较大产生内漏的可能性较大:通过了解设备运行状况, 1#干线快速截断阀在以前换管作业中发现内漏明显;通过站内工艺流程切换发现2#球阀内漏严重。
通过以上分析, 我们认为压气站A压缩机组排量与实际排量相差较大是由于1#、2#阀门内漏所致。
2. 改造方案
2.1 总体思路
在方便施工、不影响正常输气的基础上, 增加装置消除内漏。
实施方案:
在越站旁路干线快速截断阀 (1#) 上游侧增加同管径球阀一个, 另外在2#闸板阀处加装一副八字盲板
改造实施效果:
根据统筹安排, 方案得到实施, 通过今年冬季实际运行观察, 效果良好计量数据完全符合工艺实际。
经济分析:
通过改造压缩机组作功量减小, 提高了机组效率, 降低了燃料气消耗, 节约了输气成本, 提高输气效率。
2.2 调压阀改造
原因分析:
转速波动大达不到额定转速
解决方案:
逐一排除原因, 确定是原燃料气管线上调压阀通径小、流量不足、机组燃料气供应不足、使机组转速不稳。将原来两个3/8英寸的调压阀更换为通径为两个1英寸的调压阀, 增大流通量。
应用效果:
得到预期目的, 机组转速平稳, 提高机组寿命。
两个一英寸调压阀一用一备, 达到设计要求, 避免因调压阀损坏导致机组停机。
经济分析:
各台机组燃气耗量相差不大 (与原相比) 保持300±30Nm3/h (平均值) , 并克服转速不稳, 延长机组寿命, 提高工作效率。
2.3 加载阀改造
原因分析:
机组加载时, 气动加载阀关闭动作太快, 使得机组负荷猛增, 瞬间负荷太高, 导致速度下降而停机, 原因是加载阀气缸排废气速度太快, 使得加载阀气缸活塞动作快而引起加载阀开关动作快。
解决方法:
在加载阀气缸排废气管线上增设两个控制气体流量的截止阀。
应用效果:
通过调节排废气截止阀实现加载阀动作的快慢, 效果良好。
经济分析:
减少了机组启机次数、放空量、润滑油耗量、电耗量 (预润滑和后润滑两个方面) , 同时增加了加载阀、启动马达、发动机的使用寿命。
摘要：随着中国对能源要求的迅速增涨, 天然气在中国能源战略中的地位也在不断提升。近年来天然气这种优质能源得到了迅猛发展, 天然气长输管道及输气场站则是连接天然气产地与消费地的运输通道。但是在天然气输送过程中, 如何能够最大限度的减少损失, 是天然气企业生存发展的大事, 所以我们要在确保天然气输送过程中安全生产需要的同时, 对部分区域进行改造, 减少损失, 从而促进中国天然气事业的可持续发展。天然气长输管道在输送天然气的同时也消耗了大量能源, 因此降低其能耗有着十分重要的意义。文章在分析天然气长输管道直接和间接能耗的基础上, 提出了通过合理选择压缩机组, 优化压缩机运行, 采用内涂层技术和高压输送、富气输送等先进输气工艺以降低直接能耗;通过减少天然气放空、防止天然气泄漏等措施以降低间接能耗等建议。
关键词：天然气,长输管道,能源消费,压缩机,直接能耗