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长输管道放空天然气回收技术应用案例

来源:《管道保护》2022年第2期 作者:孙宝龙 赵万里 陈宇峰 时间:2022-4-15 阅读:

背景

长输管道天然气放空按照不同原因分为紧急放空和计划性放空。紧急放空往往是因为发生管道泄漏等事故采取的处置措施,计划性放空多是计划性改线、新建管线连头、管道隐患治理等需要。天然气回收一般用于计划性放空。

天然气的主要成分甲烷是碳排放中重要的组成部分。我国于2021年7月16日启动全国碳排放权线上交易市场,天然气直接排放或将面临比燃烧排放更重的处罚,放空天然气回收是推荐的方式,在不具备放空回收条件时再考虑点火放空和直接放空(冷放空)。

相关规范对放空时天然气的气质、放空流量和放空时间的控制、是否需要点火放空、安全间距的设定、放空气体扩散范围等都做了具体规定。随着管道高后果区的增加,不论是冷放空还是点火放空均会对周边造成较大影响,甚至出现无法放空、需要延伸放空一个阀室的情况。放空回收可以有效缓解此类矛盾。

技术现状

欧美等国家利用移动式压缩机组回收管道放空天然气的技术已经相当成熟,设备功率一般为 0.3 MW~4.1 MW,其中4.1 MW的移动压缩机组重约71 t,长30 m。其设备多采用采购和租赁的形式。

国内能够制造组装移动式压缩机组的厂家不多。由于受到道路、技术、资金等的限制,国产移动式压缩机一般功率较小(400 kW 左右),仅作为井口注气使用,不能满足管道天然气短时间大量回收的要求。超过 800 kW 的压缩机体积较大,宽度往往超过7 m,移动性差,无法在公路上运输。

首次商业回收实例

2017年9月,西气东输一线蒲县段实施计划性改线作业,利用移动式压缩机组首次进行放空天然气商业回收。该管段长76.98 km,管径1016 mm,壁厚17.5 mm。回收前首先将移动式压缩机的进出口与阀室(站场)进行连接,回收时先关断维修管段上、下游截断阀,再利用移动式压缩机将维修管段内的天然气加压后打入下游管道中(图 1)。9月25日6:45开始管段天然气回收,9月27日19:00站场开始点火放空(此时回收量达73万m3,用时36小时),之后放空和回收同时进行,直到28日5:20压缩机停机结束回收,总回收量79×104 m3(图 2)。按照天然气销售均价2元/m3计算,本次收回天然气价值158万元,扣除成本20万元,直接收益共计138万元。



图 1 放空回收示意图


图 2 西气东输一线蒲县段天然气放空商业回收现场 

 

启示

从技术角度看,国内绝大多数天然气管段在进行计划性维修放空时都可以应用移动式压缩机进行天然气回收。

从经济角度看,由于回收时间较长,对管道企业管输收入和保障下游供气安全有较大影响,不适合大管径管道回收。建议大管径天然气管道放空回收采用多台移动压缩机并联工作,提高回收效率,缩短回收时间,或者使用单台移动式压缩机在停输期间对管道运行影响较小的管段进行回收。

根据西气东输公司统计数据,2013年全年公司共计放空天然气850×104 m3,2014年共计放空962×104 m3,年均放空天然气折合总价约2000万元。从全国看放空回收市场前景广阔,同时免费碳配额将逐年减少,放空回收的优势将更加明显。

 

(撰稿:国家管网集团西气东输公司孙宝龙、赵万里、陈宇峰)


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