国内外天然气管道压缩机站概况

　　为了提高输气效率，天然气长输管道沿线需要建设一系列的压缩机站，以提高管线气体压力，国内外所有成功的天然气管道都拥有为数众多的压缩机站。著名的阿-意输气管道总长2506公里，年输气量125亿立方米，从1983年投产以来源源不断的从阿尔及利亚哈西鲁迈勒气田向意大利北部的博洛尼亚输送天然气，全线设置有12座压缩机站，总功率达到78.5×104马力，根据不同工况，每座压缩机安装的压缩机组也不尽相同。而前苏联时期建设的乌连戈依-中央输气管道系统则堪称世界更大的天然气管道系统，这一系统由6条干线输气管道组成，总长2万多公里，干线共建有压缩机站171座，1985年该系统年输气量达到1800亿立方米。国内目前规模更大的西气东输天然气管道一线干线建有22座燃驱压缩机站，计入支线、储气库及西气东输二线在建的压缩机站，西气东输管道系统的压缩机站数量、压缩机组数量和总装机功率均远高于国内其它输气管道。+

　　压缩机站建设现状分析

　　压缩机站的建设是一项复杂的系统工程，从可研、论证、规划、设计、施工到结束验收投产无不需要消耗大量的材料和劳动力。前苏联时期建设一座配备ГТК-10型燃气轮机的压缩机站需耗用6000多吨钢材，17万个工日。考虑到大部分压缩机站必须建设在自然条件艰苦的无人区和交通不便的地区，因此苏联建设者采用了工业化施工方法以加快建设速度，所有压缩机站采用标准化设计，大量使用标准预制混凝土模块和预制钢结构模块。事实证明，通过科学的规划和管理可使管道建设施工进度大幅加快，其中显著的乌连戈依-中央1线3022公里管道仅10个月就完成投产，比计划缩短了53%。

　　目前，国内天然气消费需求快速增加，天然气管道和压缩机站的建设也在大量进行，学习国外管道的建设经验可以制定出合理的方案和计划，以达到资源合理配置的目的。国内天然气管道的建设一定程度上借鉴了国外的经验，但是由于国内基础工业水平的局限，无论是管道和附属压缩机站的建设还是运行，在很多方面还有待进一步的提高。

　　以西气东输管道某压缩机站安全改造工程为例：该管道西起新疆，途经十余个省市，到达上海，2003年投产时输量为120亿方/年，由于下游分输用户的持续增加，供气需求量的逐年增大，提高输量和管道平稳高效供气可靠性势在必行。建设初期，在西段自然条件比较艰苦的地方采用了进口成套燃驱离心式压缩机组，2010年起西段部分压缩机站在原用配置上新增一台同型号压缩机组，将原有的1+1运行模式变为2+1运行。

　　由于改造工程工期紧，并且采用进口设备，国内施工承包商与国外设备供应商之间首次合作，施工技术方面存在一定差异，导致设备安装试运期间出现多次故障。如

　　(1)因管线连接件紧固方式不符合要求引起燃料气泄露;

　　(2)燃气轮机箱体内油污未及时清理，设备运行过程中产生高温造成油污挥发，造成消防系统误触发;

　　(3)密封系统部分管线吸扫质量不达标造成大量污物堵塞损坏精密过滤器，导致零件报废，等一系列造成工期延误的问题。

　　此外，此次改造工程施工过程中也暴露出了工作计划组织协调方面的问题，

　　(1)前期未能严格施工进度，到后期确定了点火日期赶进度的时候，使施工质量有所下降;

　　(2)国外供货商通过严格的工作流程和技术手段实现对工作进度的控制，相比较而言业主方的技术人员难以起到实际的协调作用，对供货商的管理方面存在缺陷;

　　(3)施工过程中环境破坏严重，土建废弃物和工业垃圾未能按规定处理，对现场环境造成了一定的破坏。

　　压缩机站运行现状分析

　　压缩机站主要功能是为管道内的天然气增压，通常压缩机站采用多台离心式管道压缩机并联运行的方式，以保证燃气轮机能够在恶劣的天气条件下提供足够的功率。常见压缩机站内除了安装压缩机组以外，通常还安装一系列气体过滤装置和各种保证压缩机组正常运行的成套附属设备。近年来，由于燃气轮机本身能量利用率的限制，一些先进的压缩机站已经开始安装余能回收装置，从燃气轮机排放出的高温烟气中回收部分可用的热能用于发电和供热等。无论压缩机站的配置如何变化，对于管道运行而言，其核心的问题主要在于高可靠性。一般来说，高可靠性主要通过以下两种途径实现：

　　(1)采用可靠性更高的设备并进行合理配置;

　　(2)采用先进的维修理念，制定科学的维修计划，保证设备处于良好的状态。

　　结合西气东输管道压缩机站近10年的运行数据进行分析，压缩机站投产初期半年到一年内属于故障高发期，一般来看，连续运行超过2000小时以上的设备，其各项指标均趋于稳定，这一结论符合“浴盆曲线”原理。从以往统计数据可以看出，现场仪表故障触发连锁停机是运行初期故障高发的重要原因之一，另外控制系统IO卡件及控制器故障也是触发停机连锁的一个重要因素。

　　除了以上内部原因以外，外界因素也会对压缩机组的运行造成影响。由于燃气轮机运行严重依赖空气，对空气质量要求较高，因此为了保护燃气轮机通常会采用连锁保护系统实时监测空气和环境的重要参数，一旦发现不利于设备的情况就会自动停止机组运行。而实际上，由于天然气长输管道动辄跨越数千公里，气候条条和自然环境复杂多变，如果沿线所有压缩机站采用同样的保护参数，就可能出现过保护的情况。根统计，曾多次出现过因大风、雨雾、沙尘天气引起压缩机站非计划停机的情况，更有甚者，大雾造成压缩机站连续24小时以上无法启动压缩机组，对输气造成严重影响。

　　结论

　　近年来国内天然气管道建设速度和规模都不断增大，但是相对国外先进水平还是存在很多问题，主要表现在：

　　(1)受工业水平和设计理念的制约，国内大部分天然气管道和压缩机站的建设和运营还不能完全达到标准化、模块化的现代工业水平;

　　(2)压缩机站大量核心设备仍然需要进口，不能实现自主生产，而国外供货商对国内的实际情况了解不足，造成设备适应性不强，大大增加了压缩机站的建设和运行成本。

　　(3)随着天然气长输管道建设，国内工业水平化正在逐步提高，工业设计理念也逐渐完善，国产化电驱、燃驱压缩机组和配套电机、变频设备等的大规模应用会对改善目前天然气管道和压缩机站建设运行中存在的问题起到一定的作用。

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作者:德耐尔@德耐尔空压机  空压机修订日期：2019-09-12
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