天然气管道压缩机驱动方式的优化设计

在长输天然气管道设计中,压气站场压缩机驱动方式的选择对管道的运行及能耗影响较大。本文阐述了机组驱动方式比选设计的一般方法,并结合西气东输已建管道工程压气站压缩机组运行的实际情况,对长输天然气管道压气站压缩机驱动方式选取及设计方案总体思路进行探讨。通过对管输计划、电价气价波动等外界因素的分析,提出驱动方案比选应合理考虑管输量、运行天数及气价电价的影响。并通过模拟两种管径(D1219 mm、15 MPa和D1422 mm、12 MPa)管道,分析了管道在不同运行天数及不同气价、电价下能耗的变化,能耗的差异引起费用限值的差异,并计算出站场的临界电价及年运行天数临界值,得出驱动方式优化设计应综合考虑的相关要素。

天然气管道经济压比的选择分析

最优站压比影响最优压气站间距,进而影响压气站的个数。在管道设计压力、管径确定后,需要对管道全线进行布站方案比选。针对目前国内天然气管道建设实际情况,对大管径输气管道压气站最优压比的选择进行探究。阐述了研究的主要思路及方法,以D1219、15MPa管道和D1422、12 MPa管道两个系统方案为例,确定了不同压比下的布站方案,分析了压比与设计参数的关系。通过不同压比、不同气价与管道经济性的关系,分析了经济压比的趋势走向及影响因素。得出D1219、15 MPa管线和D1422、12MPa管线的经济压比范围。对压气站场布置及站优化设计提出建议。在工程前期设计阶段要结合管道建设及运营等实际情况,充分结合内因和外因的影响,确定比选方案,深入开展经济技术比选。

液化天然气储罐夹层管路设计的结构要点

液化天然气储罐的管路主要作用是用于介质的装卸,而由于介质的特殊性,液化天然气通常采用沸点温度以下充装,即-162℃以下。因此夹层管路结构的设置除了考虑流量、压力之外,也需要同时考虑介质与环境温度之间较大的温度差,这种温度差具体的体现为温度补偿(热胀冷缩),以及热的传导。为了避免储罐在停止装卸时,外壳由于夹层管路的热传导出现结霜甚至结冰的情况,所以增设了夹层管路的液封结构来避免上述情况,液封管路的设置需要考虑液封管路的长度问题:液封管路过长会影响流量,增加压力损耗;液封管路过短则起不到温度补偿和液封的作用。因此对于夹层管路的结构设计,需要着重注意温差导致的一系列问题。

输气管道管径与储气调峰能力的关系

在管道设计与运行管理中,对输气管道的储气调峰能力与管径的关系存在普遍误解,在未区分管道调峰范围的情况下,片面认定管道口径越大,调峰能力越大。基于此,按管道调峰范围的不同,分别论述了管径对管道月峰、日峰及小时峰调节能力的影响。通过对管道储气能力相对管径求导,证明对于调节小时峰的管道存在最优管径,使管道小时调峰储气量最大,采用动态水力分析软件,结合工程实例进行分析,验证了该结论的正确性。通过数学推导和定量计算,纠正了"管径越大,调峰能力越大"的认识,对今后输气管道设计与建设管理有重要的指导意义。

中俄东线长江盾构隧道内泡沫混凝土剪切性能试验

长江盾构穿越工程是中俄东线天然气管道永清—上海段的重要控制性工程。超长的隧道长度(10.226 km)带来的工程主要问题之一是管道应力对输送温度的敏感性强,竖井处管道轴向位移大,为后期运行管理带来潜在危害。为解决上述工程问题,提出了采用隧道内填充泡沫混凝土来约束管道位移的设计方案。为合理评估泡沫混凝土的约束能力,开展了输气管道(3LPE防腐管)-泡沫混凝土-混凝土管片之间的剪切强度室内试验,得到该剪切强度平均值为0.25 MPa,满足3LPE防腐管在温度-应力作用下与泡沫混凝土之间不发生相对位移的条件(剪切强度不应小于0.1 MPa),试验结果满足工程要求。通过开展试验研究,验证了采用填充泡沫混凝土来约束3LPE防腐管轴向位移方法的可行性,可为未来超长隧道内管道设计、安装提供参考。(图6,表3,参24)

清管站进出站管道应力分析与设计优化——以中亚天然气管道为例

为了确保大口径高压力的进出站管道在不设置锚固墩的情况下依然能安全运行,从管道柔性布局和应力分析着手,基于中亚天然气管道实例,综合考虑管道应力、位移、受力及施工等影响因素,对清管站场进出站管道的设计方案进行研究。通过管道应力分析软件CaesarⅡ,分别对锚固墩安装方案和管道柔性安装方案进行模拟计算和分析。结果表明:大口径高压力的干线管道,若采用锚固墩的传统安装方式,锚固墩受到的管道推力的理论计算值达到上千吨,这使得锚固墩尺寸巨大,投资较高,同时无法消除的巨大推力将永远保留在管道和锚固墩之间,对管道运行产生安全隐患;若采用柔性安装方式,通过曲率半径较大的清管弯头的移动和变形,则能够大大降低推力,减少投资,在不设置锚固墩的情况下,保证管道在全寿命周期内安全运行。