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長輸管道放空天然氣回收技術(shù)研究

長輸管道放空天然氣存在放空地點(diǎn)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(shù)對于節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)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(jīng)脫水、脫除酸性氣體、脫除二氧化碳等凈化處理后進(jìn)入冷箱，在各板翅式換熱器中被逐步冷卻并分離去除重?zé)N后經(jīng)減壓閥減壓后進(jìn)氣液分離器，液相部分作為LNG產(chǎn)品引出冷箱進(jìn)入LNG貯罐，汽相部分進(jìn)入燃?xì)獍l(fā)動機(jī)作為燃料驅(qū)動壓縮機(jī)。天然氣液化所需冷量由一臺混合制冷劑壓縮機(jī)提供，混合制冷劑由甲烷、乙烷、丙烷及氮?dú)饨M成。放空天然氣液化回收適用于固定場所、氣源穩(wěn)定、市場健全的場合，如偏遠(yuǎn)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(jì)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(jī)增壓到20MPa，裝入拖車后拉運(yùn)至輸氣站場或者城市CNG加氣站，利用CNG 卸氣技術(shù)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(diǎn)，閥室計(jì)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(dāng)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(diǎn)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(jī)組運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，壓縮機(jī)進(jìn)氣口連接上游閥室的預(yù)留接口，將原本放空的天然氣由天然氣壓縮機(jī)組注入閥室下游管道，實(shí)現(xiàn)天然氣回收（見圖6）。國內(nèi)生產(chǎn)車載移動壓縮機(jī)的主要廠家有科瑞壓縮機(jī)有限公司、濟(jì)柴動力總廠成都壓縮機(jī)廠、無錫壓縮機(jī)股份有限公司、蚌埠市程鵬壓縮機(jī)有限公司、蚌埠市正大壓縮機(jī)有限公司等，科瑞和杰瑞采用主機(jī)進(jìn)口后在國內(nèi)組裝成撬的方式來生產(chǎn)車載壓縮機(jī)，具備一定的經(jīng)驗(yàn)。但目前國內(nèi)廠家對于要求較高的設(shè)備自主生產(chǎn)能力與國外存在一定差距，產(chǎn)品設(shè)計(jì)壓力較低，運(yùn)行效率方面存在發(fā)展瓶頸。國外壓縮機(jī)企業(yè)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(jī)生產(chǎn)商，Ariel、Cameron的壓縮機(jī)用于多個國家的車載壓縮機(jī)，應(yīng)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(dá)95%，可根據(jù)客戶要求生產(chǎn)特殊壓縮機(jī)，具有成型的車載壓縮機(jī)產(chǎn)品。近年來，為減少溫室效應(yīng)，國外普遍采用移動壓氣站或移動式放空裝置對管道進(jìn)行放空；而國內(nèi)則普遍采用在站場、閥室設(shè)置放空設(shè)備的方式。目前，國外在移動壓縮放空回收方面已經(jīng)具有了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

圖6 移動壓縮機(jī)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(fā)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(jì)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(fā)的環(huán)境污染乃至火災(zāi)風(fēng)險問題、以及由此帶來巨額經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)越來越受到關(guān)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(shù)，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(shù)發(fā)展具有重要意義。

彭世垚 趙青 管道科技中心工藝所