对输气管道中燃气压缩机组效率提升的研究

学术论文 2018-06-28 10:21:07
  1 我国的天然气管道建设及燃气压缩机使用现状 
  1.1 天然气管道建设情况 
  当今世界,石油和天然气成为了一次能源的支柱,天然气是一种清洁能源,自然得到广泛使用。但是天然气的输送却一直成为人们永恒的话题。下面就要说到输气管道。输气管道主要是指用来输送天然气的管道,输气管道作为一种载体,通过对天然气的计量、过滤、增压、输送,实现将天然气输送到下游用户。长距离输气管道主要包括:输气管段、首站、压气站、中间气体接收站、中间气体分输站、末站等。 
  1.2 燃气压缩机使用现状 
  燃气压缩机组由燃气发生器、动力涡轮和离心式压缩机组成,其辅助系统包括燃料气系统、矿物油系统、合成油系统、液压启动系统、干气密封系统、涡轮进排气系统、箱体通风系统、消防与安全系统、在/离线水洗系统等。在天然气管道输送工程中,燃气驱动离心压缩机的发挥着重要的作用。 
  燃气压缩机组是天然气输送管道的主要设备,也是压气站的核心部分。压缩机是一种用来提高气体压力、输送气体的一种工具,这种工具是通过燃烧天然气驱动缩机组对天然气做功,将气体体积缩小,压力增加,为天然气的输送过程增添能量补充,从而保证用户的使用。 
  目前我国已经建成的天然气管道主要包括,西气东输一、二、三线、中亚管道ABC线、西南管道、中缅管道、川渝地区输气管网及陕京线。而有的天然气管道所经过的地区并不能提供足够的外电,因此主要采用燃气压缩机组,以GE、RR压缩机机组为主。以西气东输二线的哈萨克段为例,在这总长度为1301公里的油气运输线中,共建立了5个压气站,分别为CCSI、CCS2、CCS4、CCS6、CCS。而其中的CCS6站中安装了Royce―Rolls的机组,其型号为号RB211―24G。与之前的国内再用的压缩机相比较,其工作环境适应性高,环境污染少,同时又能够有效的提升输气效率,为天然气长输管道的稳定提供了保障。 
  2 燃气压缩机组设备存在的问题 
  自西气东输工程实施以来,我国的燃气压缩机在输气管道中得到了广泛应用,并为输气工程的发展做出了极大的贡献。燃气压缩机经过近些年的发展,其机组工作效率得到了极大的提升。但与此同时,燃气压缩机在工作中也出现了一些问题。因此为了提高燃气式压缩机在输气管道中的使用,有必要对其进行效率提升。 
  2.1 存在的问题 
  从燃气轮机组效率的测试结果可以看出,其主要存在的问题有:首先,燃气轮机的效率在整体上还有些偏低,从而造成机组效率偏低;其次,当燃气机轮低负荷运作时,就会影响燃气机轮的热效率,使得其效率发生下降。这两方面的因素,综合起来就影响了我国燃气机组效率的提升。因此,在目前天然气需求不断加大的发展形势下,要采取相关措施,来提高燃气机组的工作效率,从而更好地满足西气东输工程对其的需要。 
  3 提高燃气压缩机组效率的方案 
  通过以上相关分析,燃气压缩机组工作效率主要受两方面因素的影响,因此为了促进其效率的提升,也要从这两方面出发,具体来说要做到: 
  (1)由于燃气的温度和对其的压缩比是影响燃气机轮运作效率的主要因素,因此为了提高压缩机组的工作效率,必须提高燃气温度,与此同时相应的提高压缩比。这样能够提高燃气轮机的效率,进而提高燃气压缩机组的效率,达到目的。 
  (2)当燃气机处于低负荷工作状态时,就会影响燃气轮的工作效率。因此在工作实践中,要避免燃气轮工作处于低负荷的状态,这样可以极大效率地提高其工作效率。燃气轮机有不同的功率可以选择,在选择时可以尽量选择高效率,这样在高负荷状态下工作能提高燃气压缩机的效率。 
  (3)要想增加输气量,提高输气管道的输气能力,提高首站的入口压力是一个很有效果的办法。对压缩机出口的天然气进行冷却,降低压缩机出口的天然气温度。因为实验表明,确实较低的温度相较于较高的温度输气量要明显增多。 
  (4)降低阻力。输气管道中阻力的存在是影响输气管道输送燃气的重要方面。燃气压缩机压缩天然气时遇到阻力效率自然会下降。因此,要改善输气线沿线的各种设备,在内壁使用一些防腐蚀材料,定期清理管道内废弃材料、液体等,减少阻力。 
  以上解决方案并不适用于所有情况,具体问题具体分析,灵活运用还是十分重要的。 
  结语 
  随着我国天然气工程的发展,我国的输气管道技术取得了很大的进步。但从世界范围来看,我国的相关技术与发达国家相比还有一定的差距,尤其是燃气压缩机工作效率的提升,还有很大的发展空间。因此,在之后的发展中,要进行积极的研究,并加大国际技术交流,借鉴国外先进技术,进行输气管道建设的优化和燃气压缩机组效率的提升,只要我们朝这个方向努力,相信不久的将来,我国在输气管道中燃气压缩机组效率提升方面将会有十分突出的进展。 
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