西气东输管道增输量分析

西气东输管道增输量分析

0西气东输管道采用1座压气站方案西气东输管道于2004年9月1日开通，连接中国和西方。这是中国最大的输气管道，管道直径最大，压力最大，产量最大。第一个是新疆的第一个车站，第二个是上海的第二个车站。管道从西向东连接新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽、江苏、上海等九个省（市）。西气东输管道干线全长3900km,设计压力10.0MPa,管径D1016mm,原设计商品气输量120亿m3/a,设置10座压气站,每座压气站内设2台离心式压缩机组(RR机组,1用1备),其中7座压气站(轮南首站、四道班压气站、哈密压气站、红柳压气站、山丹压气站、中卫压气站和靖边压气站)选用燃气轮机驱动,2座压气站(蒲县压气站和郑州压气站)选用变频调速电机驱动,玉门压气站选用1台燃气轮机驱动和1台变频调速电机驱动。根据下游市场情况,2007年要实现西段增输商品气量50亿m3/a,西气东输管道商品气输量将达到170亿m3/a,增输后全线设置22座压气站。增输新建的12座压气站中,每座压气站内设2台离心式压缩机组(GE机组),12座压气站中有10座压气站(孔雀河压气站、鄯善压气站、雅满苏压气站、柳园压气站、酒泉压气站、金昌压气站、古浪压气站、盐池压气站、延川压气站、定远压气站)选用燃气轮机驱动,2座压气站(阳城压气站和淮阳压气站)选用变频调速电机驱动。西气东输管道增输后,原有10座压气站内压缩机组需要更换更大的机芯。1管道增输后空冷器计算在干线已建成的前提下,为实现增输商品气量50亿m3/a,经过比选,全线增设12座压气站方案费用现值最低。管道增输新建的12座压气站中,8座由清管站扩建而成,2座由阀室扩建而成,1座由分输站扩建而成,1座由输气干线带压开孔改建而成。由阀室扩建而成的压气站(雅满苏压气站和金昌压气站)与上下游清管站间距较近,站内不设清管器收发装置,但在站内设清管器越站装置。管道增输后运行能耗较高,应对每一座压气站是否需要设置后空冷器进行计算分析,根据计算结果,孔雀河、鄯善、雅满苏、柳园、酒泉、盐池、延川、阳城、淮阳、定远10座新增压气站及四道班、哈密、玉门、山丹、中卫5座原有压气站需要设置后空冷器。新增12座压气站将后空冷功能与压缩机启动循环空冷功能统一考虑,每台机组配一套空冷器。2系统主要性能对比天然气长输管道大功率压缩机主要采用燃气轮机驱动和变频电机驱动,两种驱动方式在输气管道上均有成功的应用。采用电机驱动或燃机驱动在技术上均可满足管道增输的要求,驱动方式的确定主要取决于压气站现场条件和各项技术经济指标。燃气轮机驱动和变频调速电机驱动两种方案的主要技术性能比较见表1。大功率变频调速驱动系统设备要求压气站110kV母线的最小短路容量是电机额定功率的10倍以上,否则变频调速系统所产生并注入电网的谐波电流将不能满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的要求。因此,上级电网的最小短路容量是否满足变频调速驱动系统设备要求,将决定压气站的驱动方式。根据各站外电资料,新增的12座压气站中,鄯善、雅满苏、柳园3站不具备电机驱动所需的110kV双路外电,酒泉、盐池、延川、定远4站上级电网的最小短路容量不满足变频调速驱动系统设备要求,因此以上7座压气站只能采用燃气轮机驱动。孔雀河、金昌、古浪、阳城、淮阳5座压气站需要对驱动方式进行比选,结果表明:新疆段孔雀河站采用燃驱方式费用现值最低,甘肃段金昌和古浪站、山西段阳城站、河南段淮阳站4座压气站采用电驱方式费用现值较低,但为满足增输建设工期需要,甘肃段金昌和古浪站也选用燃驱方式。3管道增输方案确定确定输气管道压气站压缩机组的配置首先依据该站机组所需轴功率,并考虑燃机在现场条件(如温度、海拔)下的功率折减。燃驱机组配置优化原则:(1)方便运行维护及管理,各站燃压机组选型尽量一致。(2)根据国内外燃压机组使用经验,结合工程具体情况,选用可靠、操作灵活、维修方便、效率较高的燃机。(3)燃压机组负荷系数合理,要防止负荷过小,燃机无法正常工作或长期处于低负荷、低效区运行。当某座压气站机组停机时,该段干线管道压力下降,通过能力降低,并由停机压气站逐渐向下游压气站传递。输气管道压气站备用方式主要有机组备用、功率备用和主机备用三种。机组备用是指每座压气站均设备用机组,当站内运行机组失效时启动备用机组即可维持管道输量,优点是机组备用率高、启动快,缺点是投资高。功率备用是指除首末站外中间压气站均不设备用机组,但压缩机驱动功率留有一定的裕量,当某座压气站机组失效时可提高其下游站场机组的运行功率,以维持管道输量,优点是投资低、启动快,缺点是备用率低、机组失效对全线影响大。主机备用即备用燃机的燃气发生器,当站内运行机组失效时及时更换燃气发生器即可维持管道输量,优点是投资低,缺点是备用率低、启动慢。西气东输管道增输后最终机组配置见表2。西气东输管道增输根据现有机组配置并结合失效计算确定各压气站的备用方式。失效计算是模拟无备用机组压气站中某台机组由于正常维护保养或故障停机所引发的管道系统的变化。从机组停机到开始影响下游用户的时间为失效时间,当失效时间大于机组维修保养所需时间时可不设置备用机组。从失效计算结果看,新增雅满苏、金昌、古浪、延川、阳城、淮阳、定远7座压气站的失效时间较短,需要设置备用机组。燃气轮机和电机是定型产品,对某一种型号其标定功率是一定的,增输工程选用的燃机是GE公司PGT25+,选用的压缩机是新比隆公司PCL800。压气站增压机组都是成套购置,包括机组控制和其他一些辅助系统(启动、防喘、进气、排气、润滑油、燃料气、密封气等),可以实现远程启停和事故切换。4东北部增输至713/a管道增输考虑两种工况,西段(轮南—靖边)增输至170亿m3/a和全线增输至170亿m3/a,西段增输至170亿m3/a是考虑在靖边给陕京线分输50亿m3/a。为确定全线各站机组运行参数,对西段增输至170亿m3/a和全线增输至170亿m3/a两种工况进行了水力计算,计算结果见表3和表4。5新增压气站和冷源西气东输管道西段(轮南—靖边)2007年将具备商品气输送能力170亿m3/a,2010年全线将具备商品气输送能力170亿m3/a。通过在原有管道和站场基础上新增12座压气站,实现增输商品气量50亿m3/a,压缩机选用新比隆公司PCL800,孔雀河、鄯善、雅满苏、柳园、酒泉、金昌、古浪、盐池、延川、定远10座压气站选用G