特殊時期某天然氣長輸管道壓縮機運行方式優化分析

高一淇 羅云懷 聶堃

關鍵詞：天然氣;長輸管道;壓縮機;優化分析

2020年1月底，新冠肺炎突然來襲，各大企業、化工廠、餐飲行業等響應國家防疫要求，紛紛停產停工。受新冠疫情和春節假期的雙重影響，某天然氣長輸管道1月底至2月用氣需求量驟減，管道短時間內出現進銷失衡現象，管存量急劇上漲，管道存在超壓風險[1]。

1 某天然氣管道下游用戶用氣量需求調研情況

某管道現有3座在運行壓縮機站場，分別為A站（首站）、B站和C站，該管道氣源均分布于B站上游，氣源及壓縮機站場分布如圖1。根據2020年2月份該長輸管道輸氣計劃表，2月份下游用戶平均用氣量僅3537萬方/天（含串換氣量），合計10.2576億方，比2020年1月份降低1232萬方/天，其中A站以東輸氣量2283萬方/天（不含串換氣量），比1月份降低1083萬方/天。各省市用氣2月較1月計劃變化情況見表1。

2 應急響應期間管道壓縮機運行方式優化分析

面對疫情對管道的不利影響，該管道公司調控中心采取應急響應。根據應急響應期間輸氣計劃，結合管道實際運行情況，對管道干線在運的3座壓縮機站的壓縮機運行方式進行了優化分析。

根據該管道2020年2月份川氣輸氣計劃表，2月下游用戶用氣量平均為3463-3576萬方/天（含串換氣量），B站下游1-10日為2059萬方/天（不含串換氣量），11-29日春節期間為2401萬方/天。依據該長輸管道冬季生產運行方案中對于壓縮機不同啟運方式下最大輸氣量的預測，綜合考慮管存、壓力控制、能耗等因素，初步選擇以下四種壓縮機組組合方式：“B站1臺+C站1臺”“A站1臺+B站1臺”“A站1臺+B站1臺+C站1臺”“A站1臺+B站2臺+C站2臺”。具體數據對比如表2所示：

根據表2，應急響應期間整體壓縮機運行模式安排如下：①1月30日，B站下游氣量降至2700萬方/天以下，通過仿真分析，改變原先的方案四，停運B站、C站各1臺機組，將干線壓縮機運行模式調整為方案三;②2月1日開始，受疫情影響，B站下游輸氣量銳減至2300萬方/天以下，故停運C站壓縮機，將干線壓縮機組運行模式由方案三切換為方案一;③由于方案一輸氣能力低且能耗偏高，正常情況下不建議采用，如果氣源超計劃用氣比較嚴重，可按照方案一停運A站壓縮機，以便對氣源進氣量進行有效管控;④若在方案二基礎上停運A站壓縮機，即全線僅開B站1臺機組，B站下游輸氣能力為2030萬方/天。預計2月8日B站下游輸氣量降至1910萬方/天左右，具備停運A站壓縮機的條件，但根據模擬結果，B站單臺機組運行總能耗約6000-6300kW，略高于方案二，且不利于管存調節，故建議繼續維持方案二運行;⑤按照輸氣計劃，11日開始B站下游輸氣量增至2401萬方/天，通過分析建議繼續采用方案二，適當提高A站和B站壓縮機轉速即可;⑥2月下旬視疫情控制情況和氣量增長情況，可根據實際逐步啟用方案三、方案四。

3 管道整體工況分析預測

利用SPS油氣長輸管道離線模擬軟件對應急響應期間管道整體運行情況進行模擬分析，設置1月管線用氣量為初始模擬狀態，并導入2月管線用氣量作為應急工況，根據方案二組合模式進行壓縮機組調整。由此得出方案二組合模式下工況曲線如圖2，壓縮機工況圖如圖3。管道整體運行壓力及趨勢變化情況如表3。

按照以上應急響應期間壓縮機運行方案運行，該管道1月底至2月的輸氣能力滿足了下游用戶要求，并將能耗控制在較低范圍，壓縮機運行工況良好，管存量及管道壓力較為平穩，且保持在安全范圍內，實現了疫情及春節期間安全平穩輸氣。

參考文獻：

[1]淺析天然氣長輸管道安全防范及安全生產運行的對策[J].當代化工研究，2020（11）：29-30.