管道輸氣站

壓氣站的流程由輸氣工藝、機組控制和輔助系統(tǒng)等三部分組成。輸氣工藝部分除凈化、計量、增壓等主要過程外，還包括越站旁通、清管器接收及發(fā)送、安全放空與緊急截斷管道等。機組控制部分有啟動、超壓保護、防喘振循環(huán)管路等。輔助系統(tǒng)部分包括供給燃料氣、自動控制、冷卻、潤滑等系統(tǒng)。

中間壓氣站配置有三臺燃氣輪機驅(qū)動的離心式壓氣機，其中機組2為備用，機組1、3可并聯(lián)，當需要作串聯(lián)使用時，則可由機組2與機組3或與機組1串聯(lián)運行。并聯(lián)流程是來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)機組3、1增壓，經(jīng)冷卻后輸往下一站；串聯(lián)運行時，來自上站天然氣先經(jīng)除塵區(qū)除塵，再經(jīng)機組3增壓，增壓后的天然氣輸至冷卻區(qū)冷卻，然后進入機組2再次增壓，再冷卻后進入干線輸往下站。如果天然氣不需要增壓直接輸往下站時，則可關(guān)閉除塵區(qū)前的進口閥，打開越站旁通管路，讓天然氣越站通過。

壓氣站應具有啟停原動機、開關(guān)閥門和報警等基本控制功能；并有防止喘振、消除噪聲和防止天然氣排出溫度過高的設施。喘振是離心式壓氣機在氣流速度過低時所發(fā)生的壓力波動和機組振動，并產(chǎn)生很強噪聲的現(xiàn)象，如在發(fā)生喘振時管道繼續(xù)運行將會導致壓氣機過熱和損壞。因此需在機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開啟喘振抑制閥，讓氣體循環(huán)，防止喘振發(fā)生。氣體壓縮和減壓都會造成很強的噪聲，為了降低噪聲，可在壓氣機出口管路上裝設消聲器，將匯管埋入地下，在管路上包覆隔聲和吸聲材料等，采用多級調(diào)壓，控制氣體通過站內(nèi)管道的流速（小于30米/秒），可降低減壓引起的噪聲。壓氣機出口排氣溫度較高，除進行冷卻外，還需考慮管道的熱膨脹和補償。進入輸氣管道的溫度應低于涂敷在管道外的絕緣層軟化點，一般為40～65℃。壓氣機的冷卻可用水冷或強制空氣冷卻。為減少壓氣站的能耗，除選用燃料耗用少的機組外，還應考慮熱能的綜合利用，如利用燃氣發(fā)動機和燃氣輪機的排氣余熱制冷，冷卻出站的天然氣和加熱燃料氣等。

按壓氣站在管道沿線的位置分為起點壓氣站、中間壓氣站和終點充氣站。起點壓氣站位于氣田集氣中心或處理廠附近，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)、氣體計量、清管器發(fā)送等作業(yè)。中間壓氣站位于運輸管道沿線上，主要是給在輸送中消耗了壓力能的天然氣增壓。終點充氣站位于儲氣庫內(nèi)，主要是將輸來的天然氣加壓后送入地下儲氣庫。

壓氣機組合而成的壓氣機組是壓氣站的主要設備。長輸管道采用的壓氣機有往復式和離心式兩種。前者具有壓縮比（出口與進口的壓力之比）高及可通過氣缸頂部的余隙容積來改變排量的特點，適用于起點壓氣站和終點充氣站。離心式壓氣機壓縮比低，排量大，可在固定排量和可變壓力下運行，適用于中間壓氣站。兩種壓氣機均可用并聯(lián)、串聯(lián)或串聯(lián)和并聯(lián)兼用方式運行。需要高壓縮比，小排量時多用串聯(lián)；需要低壓縮比，大排量時多用并聯(lián)；壓力和輸量有較大變化時，可用串聯(lián)和并聯(lián)兼用方式運行。功率不同的壓氣機可以搭配設置，便于調(diào)節(jié)輸量。往復式和離心式兩種壓氣機也可在同一站上并聯(lián)使用。

壓氣機的選擇，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行可靠的前提下，盡量減少機組臺數(shù)；功率為1000～5000馬力的機組，有3～5臺壓氣機，并有1臺備用，大功率機組一般沒有備用機。壓氣機用的原動機有燃氣發(fā)動機、電動機和燃氣輪機等多種。

調(diào)節(jié)天然氣輸送壓力和測量天然氣流量的作業(yè)站。有的調(diào)壓計量站還能監(jiān)測氣體的質(zhì)量。調(diào)壓計量站一般都設置在輸氣管道的分輸處和末站。末站主要是給城市配氣系統(tǒng)分配天然氣和分輸給儲氣庫。調(diào)壓計量站的主要設備有壓力調(diào)節(jié)閥、計量裝置和雜質(zhì)分離器等。

為保護調(diào)壓計量站下游低壓系統(tǒng)的安全，常在低壓系統(tǒng)的主調(diào)壓閥后，串聯(lián)安裝一個監(jiān)控調(diào)壓閥。當主調(diào)壓閥失靈造成下游壓力升高時，監(jiān)控調(diào)壓閥便立即投入運行，以保護低壓系統(tǒng)。

儲氣庫為實現(xiàn)均衡輸氣、提高輸氣管道利用率和保證安全供氣而建立的作業(yè)站。為確保管道經(jīng)常處于高效率輸量下運行，當管道發(fā)生事故時仍能連續(xù)向用戶供氣，在城市配氣站或大工業(yè)用戶附近建造儲氣庫。它能在用氣負荷低峰時儲存多余的天然氣，在用氣負荷高峰時補充管道來氣量的不足，并能調(diào)節(jié)因晝夜和季節(jié)用氣量變化而引起的輸氣不均衡。

儲氣庫有地下儲氣庫、埋地高壓管束儲氣庫等。地下儲氣庫有用枯竭的油、氣田構(gòu)造或含水層和人工鹽巖穴等建成的。地下儲氣庫建設投資少、儲氣量大。其中尤以利用枯竭的油、氣田構(gòu)造建造的儲氣庫最簡單。埋地高壓管束容量有限，而單位儲量造價最高。

地下儲氣庫的地面設施分注氣和采氣兩部分。注氣時，由充氣站的壓氣機將氣體加壓注入地下儲氣庫；采氣時，天然氣從儲氣庫出口采出，進行加熱、脫水后進入輸氣管道。 2100433B

管材廣泛采用X-60低合金鋼（強度極限42千克力/厘米2），并開始采用X-65、X-70等更高強度的材料。為降低管道內(nèi)的摩擦阻力，426毫米以上的新鋼管已普遍采用內(nèi)涂層。

不同物性的氣體在同一管道中順序輸送，以及－70℃低溫、77千克力/厘米2高壓的氣態(tài)和液態(tài)天然氣管道輸送試驗。天然氣管道輸送系統(tǒng)由管道輸氣站和線路系統(tǒng)兩部分組成。線路系統(tǒng)包括管道、沿線閥室、穿跨越建筑物（見管道穿越工程和管道跨越工程）、陰極保護站（見管道防腐）、管道通信系統(tǒng)、調(diào)度和自動監(jiān)控系統(tǒng)（見管道監(jiān)控）等。

鋼管是管道的主要材料。天然氣輸送鋼管是板（帶）經(jīng)過深加工而形成的較特殊的冶金產(chǎn)品。管道鋼的組織形態(tài)，由于工藝技術(shù)的差別，各廠商生產(chǎn)的管道鋼存在一定的差異。20世紀60年代，一般采用X52鋼級，70年代采用X60、X65鋼級，80-90年代以X70鋼為主。外國一些國家輸氣管道已開始采用X80鋼。隨著管道鋼研究的不斷發(fā)展，加拿大等國已鋪設了X100和X120管道鋼的試驗段。我國在冀寧聯(lián)絡線管道工程中，首次把X80級管道鋼用于7.71km的試驗段。長達4843km的西氣東輸二線干線管道全部采用了直徑為1219mm的X80鋼級管道鋼，將輸氣壓力提高到12Mpa。一般來說，X80鋼為鐵素體和貝氏體雙相組織，X100管道鋼為貝氏體組織，X120管道鋼為超低碳貝氏體和馬氏體。對于天然氣管道的管材來說，強度、韌性和可焊性是三項最基本的質(zhì)量控制指標 。