管道输气站设备

压气机组合而成的压气机组是压气站的主要设备。长输管道采用的压气机有往复式和离心式两种。前者具有压缩比（出口与进口的压力之比）高及可通过气缸顶部的余隙容积来改变排量的特点，适用于起点压气站和终点充气站。离心式压气机压缩比低，排量大，可在固定排量和可变压力下运行，适用于中间压气站。两种压气机均可用并联、串联或串联和并联兼用方式运行。需要高压缩比，小排量时多用串联；需要低压缩比，大排量时多用并联；压力和输量有较大变化时，可用串联和并联兼用方式运行。功率不同的压气机可以搭配设置，便于调节输量。往复式和离心式两种压气机也可在同一站上并联使用。

压气机的选择，除满足输量和压缩比要求，并有较宽的调节范围外，还要求具有可靠性高、耐久性好，并便于调速和易于自控等。在满足操作要求和运行可靠的前提下，尽量减少机组台数；功率为1000～5000马力的机组，有3～5台压气机，并有1台备用，大功率机组一般没有备用机。压气机用的原动机有燃气发动机、电动机和燃气轮机等多种。

按压气站在管道沿线的位置分为起点压气站、中间压气站和终点充气站。起点压气站位于气田集气中心或处理厂附近，为天然气提供压力能，并有气体净化、气体混合、压力调节、气体计量、清管器发送等作业。中间压气站位于运输管道沿线上，主要是给在输送中消耗了压力能的天然气增压。终点充气站位于储气库内，主要是将输来的天然气加压后送入地下储气库。

压气站的流程由输气工艺、机组控制和辅助系统等三部分组成。输气工艺部分除净化、计量、增压等主要过程外，还包括越站旁通、清管器接收及发送、安全放空与紧急截断管道等。机组控制部分有启动、超压保护、防喘振循环管路等。辅助系统部分包括供给燃料气、自动控制、冷却、润滑等系统。

中间压气站配置有三台燃气轮机驱动的离心式压气机，其中机组2为备用，机组1、3可并联，当需要作串联使用时，则可由机组2与机组3或与机组1串联运行。并联流程是来自干线上一站的天然气，先在气体除尘区除去固体颗粒，再经机组3、1增压，经冷却后输往下一站；串联运行时，来自上站天然气先经除尘区除尘，再经机组3增压，增压后的天然气输至冷却区冷却，然后进入机组2再次增压，再冷却后进入干线输往下站。如果天然气不需要增压直接输往下站时，则可关闭除尘区前的进口阀，打开越站旁通管路，让天然气越站通过。

压气站应具有启停原动机、开关阀门和报警等基本控制功能；并有防止喘振、消除噪声和防止天然气排出温度过高的设施。喘振是离心式压气机在气流速度过低时所发生的压力波动和机组振动，并产生很强噪声的现象，如在发生喘振时管道继续运行将会导致压气机过热和损坏。因此需在机组上安装喘振抑制阀和循环管路，以便在工况接近喘振边界时开启喘振抑制阀，让气体循环，防止喘振发生。气体压缩和减压都会造成很强的噪声，为了降低噪声，可在压气机出口管路上装设消声器，将汇管埋入地下，在管路上包覆隔声和吸声材料等，采用多级调压，控制气体通过站内管道的流速（小于30米/秒），可降低减压引起的噪声。压气机出口排气温度较高，除进行冷却外，还需考虑管道的热膨胀和补偿。进入输气管道的温度应低于涂敷在管道外的绝缘层软化点，一般为40～65℃。压气机的冷却可用水冷或强制空气冷却。为减少压气站的能耗，除选用燃料耗用少的机组外，还应考虑热能的综合利用，如利用燃气发动机和燃气轮机的排气余热制冷，冷却出站的天然气和加热燃料气等。

调节天然气输送压力和测量天然气流量的作业站。有的调压计量站还能监测气体的质量。调压计量站一般都设置在输气管道的分输处和末站。末站主要是给城市配气系统分配天然气和分输给储气库。调压计量站的主要设备有压力调节阀、计量装置和杂质分离器等。

为保护调压计量站下游低压系统的安全，常在低压系统的主调压阀后，串联安装一个监控调压阀。当主调压阀失灵造成下游压力升高时，监控调压阀便立即投入运行，以保护低压系统。

储气库为实现均衡输气、提高输气管道利用率和保证安全供气而建立的作业站。为确保管道经常处于高效率输量下运行，当管道发生事故时仍能连续向用户供气，在城市配气站或大工业用户附近建造储气库。它能在用气负荷低峰时储存多余的天然气，在用气负荷高峰时补充管道来气量的不足，并能调节因昼夜和季节用气量变化而引起的输气不均衡。

储气库有地下储气库、埋地高压管束储气库等。地下储气库有用枯竭的油、气田构造或含水层和人工盐岩穴等建成的。地下储气库建设投资少、储气量大。其中尤以利用枯竭的油、气田构造建造的储气库最简单。埋地高压管束容量有限，而单位储量造价最高。

地下储气库的地面设施分注气和采气两部分。注气时，由充气站的压气机将气体加压注入地下储气库；采气时，天然气从储气库出口采出，进行加热、脱水后进入输气管道。 2100433B

管材广泛采用X-60低合金钢（强度极限42千克力/厘米2），并开始采用X-65、X-70等更高强度的材料。为降低管道内的摩擦阻力，426毫米以上的新钢管已普遍采用内涂层。

不同物性的气体在同一管道中顺序输送，以及－70℃低温、77千克力/厘米2高压的气态和液态天然气管道输送试验。天然气管道输送系统由管道输气站和线路系统两部分组成。线路系统包括管道、沿线阀室、穿跨越建筑物（见管道穿越工程和管道跨越工程）、阴极保护站（见管道防腐）、管道通信系统、调度和自动监控系统（见管道监控）等。

钢管是管道的主要材料。天然气输送钢管是板（带）经过深加工而形成的较特殊的冶金产品。管道钢的组织形态，由于工艺技术的差别，各厂商生产的管道钢存在一定的差异。20世纪60年代，一般采用X52钢级，70年代采用X60、X65钢级，80-90年代以X70钢为主。外国一些国家输气管道已开始采用X80钢。随着管道钢研究的不断发展，加拿大等国已铺设了X100和X120管道钢的试验段。我国在冀宁联络线管道工程中，首次把X80级管道钢用于7.71km的试验段。长达4843km的西气东输二线干线管道全部采用了直径为1219mm的X80钢级管道钢，将输气压力提高到12Mpa。一般来说，X80钢为铁素体和贝氏体双相组织，X100管道钢为贝氏体组织，X120管道钢为超低碳贝氏体和马氏体。对于天然气管道的管材来说，强度、韧性和可焊性是三项最基本的质量控制指标 。