壓氣站、長(zhǎng)輸管道

1、壓氣站以壓力能的形式給天然氣提供輸送動(dòng)力的作業(yè)站.分類按壓氣站在管道沿線的位置分為起點(diǎn)壓氣站、中間壓氣站和終點(diǎn)充氣站.起點(diǎn)壓氣站位于氣田集氣中央或處理廠附近,為天然氣提供壓力能,并有氣體凈化、氣體混合、壓力調(diào)節(jié)、氣體計(jì)量、清管器發(fā)送等作業(yè).中間壓氣站位于運(yùn)輸管道沿線上,主要是給在輸送中消耗了壓力能的天然氣增壓.終點(diǎn)充氣站位于儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi),主要是將輸來(lái)的天然氣加壓后送入地下儲(chǔ)氣庫(kù).設(shè)備壓氣機(jī)組合而成的壓氣機(jī)組是壓氣站的主要設(shè)備.長(zhǎng)輸管道采用的壓氣機(jī)有往復(fù)式和離心式兩種.前者具有壓縮比出口與進(jìn)口的壓力之比高及可通過(guò)氣缸頂部的余隙容積來(lái)改變排量的特點(diǎn),適用于起點(diǎn)壓氣站和終點(diǎn)充氣站.離心式壓氣機(jī)壓縮比低,

2、排量大,可在固定排量和可變壓力下運(yùn)行,適用于中間壓氣站.兩種壓氣機(jī)均可用并聯(lián)、串聯(lián)或串聯(lián)和并聯(lián)兼用方式運(yùn)行.需要高壓縮比,小排量時(shí)多用串聯(lián)；需要低壓縮比,大排量時(shí)多用并聯(lián)；壓力和輸量有較大變化時(shí),可用串聯(lián)和并聯(lián)兼用方式運(yùn)行.功率不同的壓氣機(jī)可以搭配設(shè)置,便于調(diào)節(jié)輸量.往復(fù)式和離心式兩種壓氣機(jī)也可在同一站上并聯(lián)使用.壓氣機(jī)的選擇,除滿足輸量和壓縮比要求,并有較寬的調(diào)節(jié)范圍外,還要求具有可靠性高、耐久性好,并便于調(diào)速和易于自控等.在滿足操作要求和運(yùn)行可靠的前提下,盡量減少機(jī)組臺(tái)數(shù)；功率為10005000馬力的機(jī)組,有35臺(tái)壓氣機(jī),并有1臺(tái)備用,大功率機(jī)組一般沒(méi)有備用機(jī).壓氣機(jī)用的原動(dòng)機(jī)有燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)

3、、電動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等多種見(jiàn)管道動(dòng)力機(jī)械流程壓氣站的流程由輸氣工藝、機(jī)組限制和輔助系統(tǒng)等三局部組成.輸氣工藝局部除凈化、計(jì)量、增壓等主要過(guò)程外,還包括越站旁通、清管器接收及發(fā)送、平安放空與緊急截?cái)喙艿赖?機(jī)組限制局部有啟動(dòng)、超壓保護(hù)、防喘振循環(huán)管路等.輔助系統(tǒng)局部包括供應(yīng)燃料氣、自動(dòng)限制、冷卻、潤(rùn)滑等系統(tǒng).圖1為中間壓氣站工藝流程圖.此站配置有三臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓氣機(jī),其中機(jī)組2為備用,機(jī)組1、3可并聯(lián),當(dāng)需要作用聯(lián)使用時(shí),那么可由機(jī)組2與機(jī)組3或與機(jī)組1串聯(lián)運(yùn)行.并聯(lián)流程是來(lái)自干線上一站的天然氣,先在氣體除塵區(qū)除去固體顆粒,再經(jīng)機(jī)組3、1增壓,經(jīng)冷卻后輸往下一站；串聯(lián)運(yùn)行時(shí),來(lái)自上站天然

4、氣先經(jīng)除塵區(qū)除塵,再經(jīng)機(jī)組3增壓,增壓后的天然氣輸至冷卻區(qū)冷卻,然后進(jìn)入機(jī)組2再次增壓,再冷卻后進(jìn)入干線輸往下站.如果天然氣不需要增壓直接輸往下站時(shí),那么可關(guān)閉除塵區(qū)前的進(jìn)口閥,翻開(kāi)越站旁通管路,讓天然氣越站通過(guò).功能壓氣站應(yīng)具有啟停原動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)閥門(mén)和報(bào)警等根本限制功能;并有預(yù)防喘振、消除噪聲和預(yù)防天然氣排出溫度過(guò)高的設(shè)施.喘振是離心式壓氣機(jī)在氣流速度過(guò)低時(shí)所發(fā)生的壓力波動(dòng)和機(jī)組振動(dòng),并產(chǎn)生很強(qiáng)噪聲的現(xiàn)象,如在發(fā)生喘振時(shí)管道繼續(xù)運(yùn)行將會(huì)導(dǎo)致壓氣機(jī)過(guò)熱和損壞.因此需在機(jī)組上安裝喘振抑制閥和循環(huán)管路,以便在工況接近喘振邊界時(shí)開(kāi)啟喘振抑制閥,讓氣體循環(huán),預(yù)防喘振發(fā)生.氣體壓縮和減壓都會(huì)造成很強(qiáng)的噪聲

5、,為了降低噪聲,可在壓氣機(jī)出口管路上裝設(shè)消聲器,將匯管埋入地下,在管路上包覆隔聲和吸聲材料等,采用多級(jí)調(diào)壓,限制氣體通過(guò)站內(nèi)管道的流速小于30米/秒,可降低減壓引起的噪聲.壓氣機(jī)出口排氣溫度較高,除進(jìn)行冷卻外,還需考慮管道的熱膨脹和補(bǔ)償.進(jìn)入輸氣管道的溫度應(yīng)低于涂敷在管道外的絕緣層軟化點(diǎn),一般為40-65Co壓氣機(jī)的冷卻可用水冷或強(qiáng)制空氣冷卻.為減少壓氣站的能耗,除選用燃料耗用少的機(jī)組外,還應(yīng)考慮熱能的綜合利用,如利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱制冷,冷卻出站的天然氣和加熱燃料氣等.長(zhǎng)距離輸氣管道又叫干線輸氣管道,它是連接天然氣產(chǎn)地與消費(fèi)地的運(yùn)輸通道,所輸送的介質(zhì)一般是經(jīng)過(guò)凈化處理的、符合管

6、輸氣質(zhì)要求的商品天然氣.長(zhǎng)距離干線輸氣管道管徑大、壓力高,距離可達(dá)數(shù)千千米,大口徑干線的年輸氣量高達(dá)數(shù)百億立方米.長(zhǎng)距離輸氣管道主要包括：輸氣管段、首站、壓氣站也叫壓縮機(jī)站、中間氣體接收站、中間氣體分輸站、末站、清管站、干線截?cái)嚅y室等.實(shí)際上,一條輸氣管道的結(jié)構(gòu)和流程取決于這條管道的具體情況,它不一定包括所有這些局部.與輸油管道相同,在管路沿線每隔一定距離也要設(shè)中間截?cái)嚅y,以便發(fā)生事故或檢修時(shí)關(guān)斷.沿線還有保護(hù)地下管道免受腐蝕的陰極保護(hù)站等輔助設(shè)施.通常需要與長(zhǎng)距離輸氣管道同步建設(shè)的另外兩個(gè)子系統(tǒng)是通信系統(tǒng)與儀表自動(dòng)化系統(tǒng),這兩個(gè)系統(tǒng)是構(gòu)成管道運(yùn)行SCADA系統(tǒng)的根底,其功能是對(duì)管道的運(yùn)行過(guò)程

7、進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、限制和遠(yuǎn)程操作,從而保證管道平安、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行.國(guó)外油氣管道技術(shù)近幾年開(kāi)展比擬快,有許多新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備被不斷用于新管道的建設(shè)和老管道的改造,有效地降低了工程造價(jià),提升了施工質(zhì)量,保證了新建管道的順利投產(chǎn).由于國(guó)外管道建設(shè)時(shí)間比擬長(zhǎng),平安隱患嚴(yán)重,因此,圍繞節(jié)能降耗和平安運(yùn)營(yíng),國(guó)外管道公司大力開(kāi)展技術(shù)革新,對(duì)老管道定期進(jìn)行檢測(cè)和完整性評(píng)價(jià),采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行治理.我們跟蹤國(guó)外管道技術(shù)最新開(kāi)展動(dòng)態(tài),旨在找出差距,明確方向,為我國(guó)油氣管道下一步的科研立題提供參考和借鑒.1928年,蘇聯(lián)建成格羅茲內(nèi)至圖阿普賽焊接式鋼制長(zhǎng)輸原油管道,揭開(kāi)了現(xiàn)代管道工業(yè)開(kāi)展的序

8、幕.至今,經(jīng)過(guò)70多年的開(kāi)展,世界管道工業(yè),尤其是工業(yè)興旺的歐美國(guó)家,無(wú)論是從制管、設(shè)計(jì)、施工,還是從輸送工藝、管道自動(dòng)限制、運(yùn)行治理等方面都得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展,油氣管道在世界運(yùn)輸業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用.與此同時(shí),與管道輸送有關(guān)的各種新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備和新產(chǎn)品層出不窮,特別是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,管道工業(yè)進(jìn)入了快速開(kāi)展時(shí)期,各國(guó)的油氣管道公司非常注重各種先進(jìn)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā),很多管道在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)就大量采用最新的一些研究成果.高度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,不僅保證了管道運(yùn)行的平安可靠性,而且減少了操作人員,大大降低了運(yùn)行費(fèi)用,使企業(yè)處于較好的盈利水平.本文歸納了國(guó)外原油、成品油和天然氣管

9、道的輸送技術(shù)的主要開(kāi)展趨勢(shì).一、國(guó)外原油管道輸送技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì).目前,世界范圍內(nèi)的高粘、易凝原油管道長(zhǎng)距離輸送根本上仍是采用加熱和稀釋兩種工藝.針對(duì)現(xiàn)役管道輸量逐年下降、稠油開(kāi)采日益增多的現(xiàn)狀,以提高管道運(yùn)行平安性、節(jié)能降耗為目的的各種新技術(shù)、組合工藝的研究已成為熱點(diǎn),像物理場(chǎng)處理磁處理、振動(dòng)降粘、水輸液環(huán)、懸浮、乳化、器輸滑箱、膜袋、充氣降粘充飽和氣增加輸量、混輸和順序輸送等等多種工藝的研究,有些已進(jìn)入工業(yè)試驗(yàn)與短距離試輸階段總體上,國(guó)外原油管道的輸送工藝正朝著多元化和新型化的方向開(kāi)展.對(duì)特定品質(zhì)的原油而言,一種輸油工藝只有在特定的環(huán)境下才有效.也就是說(shuō),對(duì)于不同種類的原油和不同的地理環(huán)境,

10、采用的輸送工藝是不同的.盡管目前世界各國(guó)的管道工業(yè)開(kāi)展水平存在著差距,但評(píng)價(jià)一種輸送工藝優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是一致的,主要有以下幾點(diǎn)：(1)有效性.有顯著的降粘、減阻效果或?qū)δ骋活愓衬陀行?(2)適應(yīng)性.適用范圍廣,對(duì)油品性質(zhì)、站間距、輸量及輸送環(huán)境有較高的適應(yīng)性.(3)簡(jiǎn)易性.工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,使用及維護(hù)簡(jiǎn)易,自動(dòng)化程度高,易于實(shí)現(xiàn)集中限制與治理.(4)經(jīng)濟(jì)性.能耗少,本錢低,效益高.國(guó)外先進(jìn)的原油管道普遍采用密閉輸送工藝、高效加熱爐和節(jié)能型輸油泵；運(yùn)用高度自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)模擬管道運(yùn)行和事故工況,進(jìn)行泄漏檢測(cè),優(yōu)化管道的調(diào)度治理；對(duì)現(xiàn)役管道定期進(jìn)行平安檢測(cè)和完整性評(píng)價(jià).例如,美國(guó)的全美管道就是

11、世界上最先進(jìn)的一條熱輸原油管道,全長(zhǎng)2715km,管徑760mm,全線采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控和治理系統(tǒng)(SCSS),在限制中央的調(diào)度人員通過(guò)計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)管道流量、壓力及泵、爐、閥等設(shè)備的自動(dòng)限制,仿真系統(tǒng)軟件可完成泄漏檢測(cè)、定位、設(shè)備優(yōu)化配置、運(yùn)行模擬、培訓(xùn)模擬等功能.目前,我國(guó)與美國(guó)、蘇聯(lián)、印尼等國(guó)的長(zhǎng)輸原油管道廣泛采用加熱輸送工藝,就工藝方法本身而言,我國(guó)與國(guó)外的水平相當(dāng),但在管道的運(yùn)行治理和主要輸送設(shè)備的有效利用方面還存在著一定的差距.1 .加熱爐應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀,加熱爐是熱輸原油管道的主要耗能設(shè)備,蘇聯(lián)主要使用直接式加熱爐,美國(guó)既使用直接式加熱爐,也使用間接式加熱爐.我國(guó)20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始大

12、量采用間接式加熱爐,與國(guó)外相比,自動(dòng)化程度不高,主要部件像換熱器、爐管等的耐腐蝕性差,熱媒爐系統(tǒng)自動(dòng)限制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)際使用水平偏低,余熱回收裝置普遍存在腐蝕、積灰、傳熱效率不高的問(wèn)題,今后應(yīng)從節(jié)能角度出發(fā),大力開(kāi)展燃燒節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備的研究,尤其是新型高效燃燒器、余熱回收裝置、燃油添加劑的研制.2 .輸油泵調(diào)速節(jié)能技術(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)輸油泵運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低10%20%,有相當(dāng)數(shù)量的泵處于局部負(fù)荷下工作,工作流量遠(yuǎn)低于額定流量,而工作壓力遠(yuǎn)高于額定壓力.傳統(tǒng)上采用閥門(mén)節(jié)流,雖然在實(shí)際使用中很有效,但造成大量的能源浪費(fèi),是一種不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式.目前,國(guó)外大型輸油泵普遍采用電機(jī)調(diào)速限制,節(jié)電

13、率可達(dá)40%,節(jié)能效果十分顯著.而我國(guó)輸油泵調(diào)速節(jié)能技術(shù)應(yīng)用范圍較窄,主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)應(yīng)根據(jù)泵的不同運(yùn)行規(guī)律(指泵的流量變化范圍和在每種流量下運(yùn)行的時(shí)間)來(lái)選擇調(diào)速裝置.泵的運(yùn)行規(guī)律一般可分為高流量變化型、低流量變化型、全流量變化型和全流量間歇型四種.高流量變化型建議采用品閘管用級(jí)、液力偶合器等調(diào)速方式；低流量變化型及全流量間歇型泵一般采用變頻調(diào)速,但應(yīng)具備低速到全速相互自動(dòng)切換裝置；對(duì)于全流量變化型泵,當(dāng)?shù)土髁窟\(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),以變頻調(diào)速方式較適宜,如果高流量運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),那么用審級(jí)調(diào)速或低效調(diào)速裝置.(2)選用調(diào)速裝置應(yīng)考慮泵的容量.對(duì)于100kW以上的大型輸油泵,節(jié)能效果顯著,

14、因此,在選擇調(diào)速裝置時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮高效裝置.而對(duì)于100kW以下的小容量泵,那么首先考慮調(diào)速裝置的初投資不宜過(guò)高.(3)注意電機(jī)的調(diào)速范圍.泵電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍不宜太大,通常最低轉(zhuǎn)速不小于額定轉(zhuǎn)速的50%,一般在70%100%之間.由于當(dāng)轉(zhuǎn)速低于40%50%時(shí),泵自身效率明顯下降,是不經(jīng)濟(jì)的.此外,從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩方面考慮,還應(yīng)注意調(diào)速裝置的可靠性、維修性、功率因數(shù)及高次諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾,通過(guò)綜合分析比擬,選擇最優(yōu)方案.3 .原油儲(chǔ)罐的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)*目前,原油儲(chǔ)罐的計(jì)量方法主要有兩種,一種是基于體積的計(jì)量方法,另一種是基于質(zhì)量的計(jì)量方法.國(guó)外大多數(shù)石油公司根本采用體積計(jì)量方式,具油罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)

15、由測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)兩局部組成,其中對(duì)罐內(nèi)油品平均溫度的測(cè)量是決定計(jì)量精度的關(guān)鍵.而對(duì)于油氣混輸管道,目前國(guó)外正在研究和開(kāi)發(fā)多相流質(zhì)量流量計(jì),這種流量計(jì)可使工藝流程簡(jiǎn)化,不需要進(jìn)行油、氣、水別離便能直接測(cè)量,取消了計(jì)量別離器和計(jì)量管匯,減少建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用.二、成品油管道輸送技術(shù)美國(guó)的成品油管道運(yùn)輸處于世界領(lǐng)先地位,其干線管道長(zhǎng)度約占世界成品油管道總長(zhǎng)度的50%以上,其次是加拿大、西歐和蘇聯(lián).國(guó)外的成品油管道是面向消費(fèi)中央和用戶的多批次、多品種、多出口的商業(yè)管道,管道運(yùn)行自動(dòng)化治理水平較高,已實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)、泄漏檢測(cè)、混油濃度監(jiān)測(cè)、界面跟蹤和油品切割的自動(dòng)限制,目前的主要開(kāi)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)：

16、(1)成品油管道正向著大口徑、大流量、多批次方向開(kāi)展,除輸送成品油外,還輸送其他液體姓:類化合物制訂輸送方案非常飽滿,如世界最大的成品油管道系統(tǒng)一一美國(guó)的科洛尼爾管道,復(fù)線建成后輸量到達(dá)原設(shè)計(jì)的3倍,雙線可順序輸送不同牌號(hào)的成品油118種,一個(gè)順序周期僅為5天.(2)廣泛采用管道優(yōu)化運(yùn)行治理軟件系統(tǒng),合理安排各批次油品交接時(shí)間,在極短的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)可自動(dòng)生成調(diào)度方案,對(duì)管內(nèi)油品的流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖表分析,遠(yuǎn)程自動(dòng)限制泵和閥門(mén)的啟停,實(shí)現(xiàn)水擊的超前保護(hù).(3)目前,成品油順序輸送中混油界面的檢測(cè)以超聲波檢測(cè)法為開(kāi)展趨勢(shì),特別是美國(guó)在這方面保持著技術(shù)領(lǐng)先地位.三、天然氣管道輸送技術(shù)的開(kāi)展國(guó)外長(zhǎng)輸天然

17、氣管道開(kāi)展比擬早,從20世紀(jì)50年代,蘇聯(lián)就開(kāi)始了長(zhǎng)輸天然氣管道的建設(shè),在80年代,蘇聯(lián)建設(shè)了6條超大型中央輸氣管道系統(tǒng),全長(zhǎng)近20000km,管徑12201420mm,是當(dāng)今世界上最宏大的管道工程.經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的開(kāi)展,國(guó)外長(zhǎng)輸天然氣管道無(wú)論在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理,還是在管材、原動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)庫(kù)調(diào)峰技術(shù)都有了很大開(kāi)展,特別是大口徑、高壓干線輸氣管道的施工技術(shù)更處于領(lǐng)先地位,有許多好的經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)可供借鑒.當(dāng)前,國(guó)外輸氣管道技術(shù)的開(kāi)展主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)增大管徑.國(guó)外干線天然氣管道直徑一般在1000mm以上,例如,蘇聯(lián)通往歐洲的干線天然氣管道直徑為1420mm,著名的阿意輸氣管道直徑為122

18、0mm,同時(shí)國(guó)外大口徑管道的施工技術(shù)也非常成熟,而我國(guó)在這方面還比較欠缺.(2)提升輸氣壓力.目前,西歐和北美地區(qū)的天然氣管道壓力普遍都在10MPa以上,像阿意輸氣管道最高出站壓力達(dá)21MPa(穿越點(diǎn)處),挪威Statepipe管道輸氣壓力為13.5MPa,新近建成的Alliance管道最大許用運(yùn)行壓力為12MPao(3)廣泛采用內(nèi)涂層減阻技術(shù),提升輸送水平.國(guó)外輸氣管道采用內(nèi)涂層后一般能提升輸氣量6%10%,同時(shí)還可有效地減少設(shè)備的磨損和清管次數(shù),延長(zhǎng)管道的使用壽命.(4)提升管材韌性,增大壁厚,制管技術(shù)開(kāi)展較快.國(guó)外輸氣管道普遍采用X70級(jí)管材,X80級(jí)管材也已用于管道建設(shè)中.德國(guó)Ruhr

19、gasAG公司在其Hessen至Werne輸氣管道上(小1219mm)首次采用了X80級(jí)管材.據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹,用X80級(jí)管材可比X65級(jí)管材節(jié)省建設(shè)費(fèi)用7%.目前,加拿大、法國(guó)等國(guó)家的輸氣管道已采用了X80級(jí)管材,此外,日本和歐洲的鋼管制造商正在研制X100級(jí)管材.(5)完善的調(diào)峰技術(shù).為保證可靠、平安、連續(xù)地向用戶供氣,興旺國(guó)家都采用金屬儲(chǔ)氣罐和地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行調(diào)峰供氣.目前,西方國(guó)家季節(jié)性調(diào)峰主要采用孔隙型和鹽穴型地下儲(chǔ)氣庫(kù),而日調(diào)峰和周調(diào)峰等短期調(diào)峰那么多利用管道末端儲(chǔ)氣及地下管束儲(chǔ)氣來(lái)實(shí)現(xiàn).天然氣儲(chǔ)罐以高壓球罐為主,國(guó)外球罐最大幾何容積已達(dá)5.55X104m3.(6)提升壓縮機(jī)組功率,廣

20、泛采用回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī),用燃?xì)廨啓C(jī)提供動(dòng)力或發(fā)電.國(guó)外干線輸氣管道壓縮機(jī)組普遍采用大功率,例如俄羅斯Gazprom天然氣公司壓縮機(jī)站單套壓縮機(jī)平均功率都在10MW以上,歐美國(guó)家也是如此,像美國(guó)通用電器公司(GE)生產(chǎn)的MS300型回?zé)嵫h(huán)式燃?xì)廨啓C(jī)額定功率為10.5MW,LM2500型功率為22MW,MS5000型為24MW.采用燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)及聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)收到了很好的節(jié)能效果,如著名的阿意輸氣管道對(duì)Messina壓氣站的燃?xì)廨啓C(jī)組進(jìn)行改造,采用回?zé)崧?lián)合循環(huán)系統(tǒng)后,每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的綜合熱效率由原來(lái)的36.5%上升到47.5%.國(guó)外還廣泛采用壓縮機(jī)的機(jī)械干密封、磁性軸承和故障診斷等新技術(shù),不僅可

21、以延長(zhǎng)軸承的使用壽命,取消潤(rùn)滑油系統(tǒng),降低壓縮機(jī)的運(yùn)行本錢,而且還可以從根本上提升機(jī)組的可靠性和完整性.除上述特點(diǎn)外,國(guó)外天然氣管道在計(jì)量技術(shù)、泄漏檢測(cè)和儲(chǔ)存技術(shù)等方面也取得了一些新進(jìn)展.1 .天然氣的熱值計(jì)量技術(shù)計(jì)量在天然氣測(cè)試技術(shù)中占有極其重要的地位,精確的計(jì)量不僅可以預(yù)防天然氣貿(mào)易中上、中、下游的諸多矛盾,而且可以提升管道的治理水平.國(guó)外天然氣計(jì)量技術(shù)經(jīng)歷了體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量和熱值計(jì)量三個(gè)開(kāi)展階段,20世紀(jì)80年代以后,熱值計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用在西歐和北美日益普遍,已成為當(dāng)今天然氣計(jì)量技術(shù)的開(kāi)展方向.天然氣熱值計(jì)量是比體積和質(zhì)量計(jì)量更為科學(xué)和公平的計(jì)量方式,由于天然氣成分比擬穩(wěn)定,按熱值計(jì)價(jià)可

22、以表達(dá)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),國(guó)外普遍以熱值為計(jì)價(jià)依據(jù).隨著我國(guó)參加WTO,為提升我國(guó)能源的治理水平,與國(guó)際接軌,我國(guó)今后也將推廣應(yīng)用熱值計(jì)量技術(shù).天然氣熱值的測(cè)定方法有直接測(cè)定法和問(wèn)接計(jì)算法兩種,傳統(tǒng)的間接計(jì)算法是先通過(guò)測(cè)定天然氣中各組分的濃度,再計(jì)算混合氣體的熱值.近幾年,天然氣熱值的直接測(cè)量技術(shù)開(kāi)展較快,特別是在自動(dòng)化、連續(xù)性、精確度等方面有了很大提升.2 .紅外輻射探測(cè)器美國(guó)天然氣公用公司通常使用火焰電離檢測(cè)技術(shù)FID檢查干線管道和城市配氣管網(wǎng)的泄漏,這種技術(shù)非常有效.但由于檢測(cè)車行駛速度慢一般僅為37m/h,勞動(dòng)強(qiáng)度大,費(fèi)用高,直接影響檢測(cè)結(jié)果.目前,美國(guó)天然氣研究所GRI正在進(jìn)行以激光為根底的遙

23、感檢漏技術(shù)研究,該方法是利用紅外光譜IR吸收甲烷的特性來(lái)探測(cè)天然氣的泄漏.該遙感系統(tǒng)由紅外光譜接收器和車載式檢測(cè)器組成,能在遠(yuǎn)距離對(duì)氣體泄漏的熱柱進(jìn)行大面積快速掃描,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)說(shuō)明,檢漏效率較之以前提升50%以上,且費(fèi)用大幅度下降.止匕外,加拿大、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家還在直升飛機(jī)上安裝紅外或激光遙感探測(cè)器進(jìn)行氣體泄漏檢測(cè),大大縮短了巡檢周期,擴(kuò)大了檢測(cè)范圍.3 .天然氣管道減阻劑DRA的研究應(yīng)用美國(guó)Chevron石油技術(shù)公司ChevronPetroleumTechnologyCo.:在墨西哥灣一條輸氣管道上進(jìn)行了天然氣減阻劑DRA的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn).結(jié)果說(shuō)明,輸量可提升10%15%,最高壓力下降達(dá)20%.

24、這種減阻劑的主要化學(xué)成分是聚酰胺基,通過(guò)注入系統(tǒng),定期地按一定濃度將減阻劑注入到天然氣管道中,減阻劑可在管道的內(nèi)外表形成一種光滑的保護(hù)膜,這層薄膜能夠顯著降低輸送摩阻,同時(shí)還有一定的防腐作用.Chevron研制的這種天然氣管道減阻劑在管內(nèi)使用壽命是有限的,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后,薄膜會(huì)自行脫落,減阻效率亦會(huì)隨之降低,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)說(shuō)明,DRA的有效期可達(dá)400h.4 .天然氣儲(chǔ)存技術(shù)從商業(yè)利益考慮,國(guó)外管道公司非常重視大型儲(chǔ)氣庫(kù)墊底氣最少化技術(shù)的研究.目前,正在研究應(yīng)用一種低揮發(fā)性且廉價(jià)的氣體作為“工作氣體來(lái)充當(dāng)儲(chǔ)氣巖洞中的緩沖氣墊.其他受關(guān)注的儲(chǔ)氣技術(shù)還包括天然氣注入、抽取計(jì)量、改進(jìn)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化以及鹽洞

25、氣庫(kù)中儲(chǔ)氣溫度效應(yīng)的信息.四、管道運(yùn)行仿真技術(shù)管道計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要表達(dá)在管道測(cè)繪及地理信息系統(tǒng)、管道操作優(yōu)化治理模型和天然氣運(yùn)銷集成限制系統(tǒng)三個(gè)方面.仿真技術(shù)在長(zhǎng)輸管道上的應(yīng)用不僅優(yōu)化了管道的設(shè)計(jì)、運(yùn)行治理,而且為管輸企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益.目前,國(guó)外長(zhǎng)輸管道仿真系統(tǒng)主要分為三種類型,一是用于油氣管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)、方案優(yōu)選；二是運(yùn)行操作人員的培訓(xùn)；三是管道的在線運(yùn)營(yíng)治理.如美國(guó)最大的天然氣管道公司之一的Wi111ams管道公司,采用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在不影響正常工作的情況下就可完成對(duì)一線工人的上崗培訓(xùn),大大縮短了培訓(xùn)時(shí)間,節(jié)約大量費(fèi)用,比傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式效率提升50%.世界著名的管道仿真系統(tǒng)軟件公司

26、美國(guó)科學(xué)軟件公司SSI研究開(kāi)發(fā)的氣體管道仿真軟件TGNET和液體管道仿真軟件TLNET,已在世界上45條油氣管道上應(yīng)用.這些仿真軟件可以對(duì)管道運(yùn)行的瞬態(tài)水力狀況進(jìn)行模擬,其在線模擬系統(tǒng)由實(shí)時(shí)模型、預(yù)測(cè)模型和自動(dòng)先行模擬等幾個(gè)模擬軟件組成.其中,實(shí)時(shí)模型是根據(jù)管道液氣體流動(dòng)的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程及狀態(tài)方程建立的數(shù)學(xué)模型,編制實(shí)時(shí)模擬應(yīng)用程序,再根據(jù)管內(nèi)流體的溫度、壓力、流量、密度及組分等參數(shù)完成管道的泄漏檢測(cè)與定位、超低壓保護(hù)、批量及組分跟蹤、熱值跟蹤等功能.而預(yù)測(cè)模型可計(jì)算某一時(shí)刻管道的存儲(chǔ)量、管內(nèi)批量油品的位置,預(yù)測(cè)喘振條件,檢測(cè)輸差等.自動(dòng)先行模擬軟件是根據(jù)目前的實(shí)時(shí)模擬條件和設(shè)

27、備的設(shè)定來(lái)確定將來(lái)的運(yùn)行條件有何變化,預(yù)測(cè)水擊的產(chǎn)生,做到超前保護(hù).管道在線仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可有效地提升管道運(yùn)行的平安性和經(jīng)濟(jì)性.五、GIS技術(shù)在管道中的應(yīng)用隨著管道工業(yè)自動(dòng)化的開(kāi)展,GIS地理信息系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管道中得到了日益廣泛的應(yīng)用,它融合了管道原有的SCADA系統(tǒng)自動(dòng)限制功能.像美國(guó)、挪威、丹麥等國(guó)家的管道普遍使用GIS技術(shù).目前,該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)地理信息、數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存和作圖統(tǒng)一作業(yè),可為管道的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)運(yùn)行、治理監(jiān)測(cè)、防腐等各階段提供資料.例如,丹麥哥本哈根的HNG公司多年來(lái)一直利用GIS技術(shù)對(duì)其所屬的天然氣管道及配氣管網(wǎng)進(jìn)行治理,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備查詢、管道信息、泄漏記

28、錄、信息發(fā)送、智能掃描、配氣優(yōu)化、日常治理等功能.HNG公司的GIS系統(tǒng)是在WindowsNT平臺(tái)上運(yùn)行,圖形應(yīng)用程序是在Intcrgraph環(huán)境下開(kāi)發(fā)的,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Inform1x作為數(shù)據(jù)庫(kù),根本測(cè)繪圖形的應(yīng)用程序建立在MGE產(chǎn)品根底上,管道記錄和查詢的應(yīng)用程序是以Pramme產(chǎn)品為根底.美國(guó)管道平安局正在建設(shè)全國(guó)信息地理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)包括管道和設(shè)施位置的地理數(shù)據(jù),精度為152米；管道根本參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)營(yíng)商的名稱、管道名稱、尺寸、所輸介質(zhì)和狀況、數(shù)據(jù)來(lái)源等.管道平安局就可以在可能發(fā)生*、洪水和其它自然災(zāi)害的重點(diǎn)地段,確定危險(xiǎn)環(huán)境中管道的風(fēng)險(xiǎn),標(biāo)出敏感地區(qū)管道的位置,一旦發(fā)生事故,管道平安局就

29、能迅速?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中提取數(shù)據(jù),向聯(lián)邦或州治理機(jī)構(gòu)提供詳細(xì)的資料.六、現(xiàn)役管道的完整性評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)治理技術(shù)管道完整性評(píng)價(jià)的方法有可靠性分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管道剩余壽命評(píng)價(jià)三種.評(píng)價(jià)的最終目標(biāo)就是預(yù)測(cè)管道的剩余壽命,確定管道的維修和大修方案.評(píng)價(jià)依據(jù)是對(duì)管道各種缺陷的檢測(cè)結(jié)果.國(guó)外主要是組合采用智能清管器漏磁清管器、超聲波清管器、幾何清管器等等,這些清管器可以對(duì)管道內(nèi)外表的各種缺陷的位置、大小進(jìn)行比擬精確的檢測(cè).國(guó)外一些公司采取定期利用智能清管器進(jìn)行管道內(nèi)檢測(cè),如英國(guó)天然氣公司BG對(duì)管道內(nèi)檢測(cè)的周期是2年10年.國(guó)外一些公司認(rèn)為,采用智能清管器對(duì)管道的完整性評(píng)價(jià)并進(jìn)行修理是經(jīng)濟(jì)的,如加拿大的NOVA公司對(duì)管

30、道的各種修理和檢測(cè)費(fèi)用進(jìn)行了比照,發(fā)現(xiàn)使用內(nèi)檢測(cè)后,雖然花費(fèi)了一些費(fèi)用,但使管道的維修更具有規(guī)劃性,預(yù)防了盲目修理和更換管道,總體上節(jié)約了大量的修理費(fèi)用.七、管道泄漏檢測(cè)新技術(shù),傳統(tǒng)的管道泄漏檢測(cè)技術(shù)普遍存在誤報(bào)警率高、定位不準(zhǔn)、安裝和維修費(fèi)用高等缺點(diǎn),難以在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用.最近,殼牌公司研究開(kāi)發(fā)的ATMOSP1pe管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取得了很大進(jìn)展.該系統(tǒng)利用模式識(shí)別技術(shù),根據(jù)管道進(jìn)、出口的流量和壓力,使用優(yōu)化序列分析法SPRT,連續(xù)計(jì)算泄漏的統(tǒng)計(jì)概率.當(dāng)檢測(cè)到存在泄漏時(shí),ATMOSP1P6就自動(dòng)計(jì)算出泄漏的位置和泄漏量.該系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的檢漏方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1適應(yīng)性強(qiáng).可適用于氣體或液體管道,對(duì)管道長(zhǎng)度、直徑、所處地理環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)等均沒(méi)有限制.2誤報(bào)率低,識(shí)別功能強(qiáng).可自動(dòng)區(qū)分管道泄漏與分流時(shí)的正常運(yùn)行變化,自動(dòng)適應(yīng)和識(shí)別管道在線儀表失靈或數(shù)據(jù)通訊錯(cuò)誤(3)可靠性高,經(jīng)濟(jì)效益好.可