長輸管道放空天然氣回收技術研究

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長輸管道放空天然氣回收技術研究

長輸管道放空天然氣存在放空地點分散、放空量大而集中、放空間隔時間長等問題。研究可行的放空氣體回收技術對于節約資源，保護環境意義重大。常用的管道放空天然氣回收方法有：天然氣液化回收法、壓縮天然氣存儲法和移動壓縮回注法。

天然氣液化回收法通過管道閥室的旁接管路流入天然氣液化裝置，經脫水、脫除酸性氣體、脫除二氧化碳等凈化處理后進入冷箱，在各板翅式換熱器中被逐步冷卻并分離去除重烴后經減壓閥減壓后進氣液分離器，液相部分作為LNG產品引出冷箱進入LNG貯罐，汽相部分進入燃氣發動機作為燃料驅動壓縮機。天然氣液化所需冷量由一臺混合制冷劑壓縮機提供，混合制冷劑由甲烷、乙烷、丙烷及氮氣組成。放空天然氣液化回收適用于固定場所、氣源穩定、市場健全的場合，如偏遠油氣田零散天然氣回收，緊鄰天然氣市場的LNG加注，長輸管道分輸口部分液化等，對于閥室不定期計劃放空氣體回收適用性差。

壓縮天然氣（CNG）存儲法是將管道放空天然氣通過壓縮機增壓到20MPa，裝入拖車后拉運至輸氣站場或者城市CNG加氣站，利用CNG 卸氣技術將天然氣卸入已建輸氣管道或者加氣站。長輸天然氣管道由于高承壓、口徑大，站間距長等特點，閥室計劃放空天然氣體積量大（通常高于50萬方），CNG回收方案在回收初期是不適用的，當回收壓力較低時或者站場放空氣量較小時（不大于3萬方），且放空回收點緊鄰城市時，CNG回收方式較為適用。

移動壓縮回注法是通過截斷長輸管道上下游閥室，將車載壓縮機組運輸到現場，壓縮機進氣口連接上游閥室的預留接口，將原本放空的天然氣由天然氣壓縮機組注入閥室下游管道，實現天然氣回收（見圖6）。國內生產車載移動壓縮機的主要廠家有科瑞壓縮機有限公司、濟柴動力總廠成都壓縮機廠、無錫壓縮機股份有限公司、蚌埠市程鵬壓縮機有限公司、蚌埠市正大壓縮機有限公司等，科瑞和杰瑞采用主機進口后在國內組裝成撬的方式來生產車載壓縮機，具備一定的經驗。但目前國內廠家對于要求較高的設備自主生產能力與國外存在一定差距，產品設計壓力較低，運行效率方面存在發展瓶頸。國外壓縮機企業中，Ariel、Cameron-Cooper、GE、LMF、Exterran、Propak、德國諾爾曼-艾索等都是世界知名的壓縮機生產商，Ariel、Cameron的壓縮機用于多個國家的車載壓縮機，應用范圍最廣，LMF公司在海上石油鉆井平臺的市場占有率高達95%，可根據客戶要求生產特殊壓縮機，具有成型的車載壓縮機產品。近年來，為減少溫室效應，國外普遍采用移動壓氣站或移動式放空裝置對管道進行放空；而國內則普遍采用在站場、閥室設置放空設備的方式。目前，國外在移動壓縮放空回收方面已經具有了豐富的經驗。

圖6 移動壓縮機回注法回收天然氣示意圖

隨著我國長輸天然氣管道朝著大口徑，高壓力方向發展，在同等的閥室間距條件下，閥室間管段的管存量成倍增加，長輸管道計劃放空的巨量天然氣通過火炬燃燒或者直接排放到大氣引發的環境污染乃至火災風險問題、以及由此帶來巨額經濟損失和資源浪費越來越受到關注。深入研究排量大、投資省、操作彈性大、可車載的移動壓縮回收技術，對于解決我國長輸管道放空氣回收難題、推動放空回收技術發展具有重要意義。

彭世垚 趙青 管道科技中心工藝所