浅析西气东输一线电驱压缩机的应用
往复式压缩机在沁水盆地煤层气地而集输中的应用
石 油 规 划 设 计
２１年３ ０２ 月
薛 岗引 郭 简 刘 明垫’ 许 茜’ 付 雯婷 ’
（ ． 安长庆 科技 工程 有限责 任公 司 ；２ 北油 田煤层 气分 公 司 ） １西 ． 华
薛 岗等 ．往 复 式压 缩 机 在沁 水盆 地 煤 层气 地 面集 输 中的 应 用．石 油 规划 设计 ，２ １ ，２ ０ ２ ３（２）：４ ８～５ Ｏ
鉴于煤层气 的生产特点 ：入 口压力和流量变化 范 围较大 ，出 口压力高 ，压 比高 （ 单级压 比要求在 ３以上 ） ，单机排量小等 ，往复式压缩机无论从适应 性 、操作灵 活性 、运行调配性 、建设投资和供货周 期等方 面都 比离 心式压缩机更能适应煤层气 的操作
第２ ３卷
第 ２期
石 油 规 划 设 计
４ ９
地 面开 发以直井为主 ，辅 以水平井 ，直井煤层 气产量为 ２ ０ ５ ０ ｍ ／ ， ０ ０ 水平井煤层气产量约为 ０ Ｏ ｄ ２ ０ ｍ ／，井 口压力在 ０２ ． Ｐ 。煤层气 中ｃ ０Ｏ ０ ｄ ． ０ Ｍ ａ ５ 含量在 ９ ％以上 ，Ｃ和Ｃ ｚ ６ ： Ｏ含量一般在 ｌ ％以下 ，不 含 Ｈ：、Ｃ及 以上 的重 烃 。 Ｓ ，
１２ 地 面 集 输 工 艺 特 点 ．
输气量 和压力波动适应 范围小 ，流量压力波动对机 组 的效率影 响较大 ，低输量下易发生 喘振工况 ，更 适合于长输管道长 时间稳定工况下运行 。但是 ，单
机功率较高 ，一般单机功率在 ３ ０ ｋ 以上 ，甚至 ０Ｗ ５
达到几十兆 瓦。
樊庄地 面集输 采用了 “ 口、采气管 网、集气 井 站 、中央处 理厂 、外输 ”的总工艺流程和 “ 排水采 气 、低压集 气 、井 口计 量 、井 间串接 、站场分离 、 两地增压 、集 中处理 、无线传输 、数字管理 ”等煤 层气地 面工 艺技术 。
中哈天然气管道压缩机站供电方案分析与应用
中哈天然气管道压缩机站供电方案分析与应用孙文博;成闻;刘艳鹏;樊宝华;王雪华【摘要】根据中哈天然气管道实际情况,为保证建设工期和运行维护要求,从安全、可靠、实用等角度考虑,哈萨克斯坦压缩机站设计采用天然气发电机、配套自动化控制系统的自发电供电方案.阐述了负荷分析、发电机配置方案、发电站电气主接线方案、电站控制系统(ECS)的应用以及发电站假负载配置等技术要点.该技术极大地保证了电站的可靠性和稳定性.可为今后压缩机站项目自发电电站的设计和运行提供宝贵的经验.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2018(044)002【总页数】5页(P51-55)【关键词】压缩机站;天然气发电机;电站控制系统(ECS)【作者】孙文博;成闻;刘艳鹏;樊宝华;王雪华【作者单位】中油国际管道有限公司,北京 100007;中油国际管道有限公司,北京100007;中油国际管道有限公司,北京 100007;中油国际管道有限公司,北京100007;中油国际管道有限公司,北京 100007【正文语种】中文中亚天然气管道是我国能源战略的一个重要组成部分，主要是将购自土库曼斯坦的天然气输入国内，该管道途经乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦进入中国境内。
管道全长约1 800 km，其中在哈萨克斯坦境内管道约1 300 km。
该项目不但要保证在工期较短的情况下如期投产，还要保证投产后可靠、平稳地运行，因此对压缩机站供电方案的确定、建设及投产后的安全性及可靠性都提出了很高的要求。
中亚天然气管道在哈萨克斯坦境内的大部分管道处于沙漠或无人区，管道沿线所经区域只有部分地区有国家电网覆盖。
尽管哈萨克斯坦部分地区电网也相对比较发达，但供电缺口仍然比较大，供电网络设施相对老旧；同时经过调研后发现，目前哈境内管道沿线已有的电力供应存在供电不稳定、供电质量差的情况，不仅不能满足压缩机电驱的用电需求，也不能很好地满足站场生产用电的要求，如果采用当地电网供电必然要投入大量的资金去改造当地电网。
浅析霍尼韦尔Safety Manager系统的应用及维护
浅析霍尼韦尔Safety Manager系统的应用及维护摘要:本文主要以西气东输西二线站场为例,介绍了Honey well公司的Safety Manager控制系统在实际中的应用,天然气属于易燃、易爆物品，而且运输管中压力大，为了保障站场管道和压缩机的平稳运行，西二线站场ESD系统采用的是Honeywell公司的Safety Manager(SM)安全控制系统。
该文简介地说明了一下该控制系统的结构、特点和日常维护。
关键词:紧急停车控制系统;西气东输西二线;Safety Manager在西气东输西二线管道项目中，为了控制管道的压力平衡在一定稳定的压力状态（3.8MPA-12.6MPA），温度超高（低于55℃），减少对压缩机的损伤，保障整个西气东输西二线平稳地输气。
西二线站场采用Honeywell公司的数字safetymanager(以下简称sm控制系统)技术作为车辆紧急停车时的控制制动系统,此控制系统安全稳定、交互使用画面，设计人性化、操作简单、组态方便,为应急装置的长期安全稳定正常运行使用提供了有力保证。
一、SM系统概述1.1Safety Manager控制器的基本结构Safety Manager控制器的结构可以被组态成非冗余、双重冗余结构(DMR)和四重冗余结构(QMR),每种结构都有不同的特性和安全设备功能。
双重冗余结构(DMR):DMR结构在非冗余结构中提供1oo2表决机制,该DMR结构基于双处理器,并具有高水平的自我测试、诊断和容错功能。
DMR实行非冗余控制器结构,每一个非冗余结构只包含一个QPP(控制器单元),QPP中含有冗余的处理器,处理器间与内存间为1oo2的表决机制。
1.2四重冗余结构(QMR)QMR控制是基于2oo4d表的表决结构机制,每一个表的QPP中都包含有一个双处理器控制技术的表决结构。
那就是否意味着,它的容错性能由其最终的自我保护诊断和测试容错性能水平等来决定。
QMR都是实行冗余的微控制器硬件结构。
天然气发动机驱动的制冷空调技术
１ 引 言
天 然气是 最清 洁 的化 石 能源 ，世 界上天然气 的
组是 通过 发动 机 驱动制 冷 压缩 机 （ 塞式 、 杆式 活 螺 或离 心 式压缩 机 ） 同时 回收 发动 机 缸套 冷却 水和 ， 排烟 尾气 中的余 热 （ 于提 供 生 活／ 暖 热水 或 作 用 供 为吸 收 式溴 冷机 的热源 ） 。该 类机 组 由于 有效 利用
一
以天 然气 为 原料 ， 发动 机直 接 驱动 压缩 机进 行 制冷
／ 热循 环 ，而不 需 要使 用 电力 。 由于 天然 气 发动 机 驱动 制 冷空 调机 组使 用 能源 和驱 动方 式 的特 点 ， 使 得 其 与 电制 冷 空调机 组 相 比具 有一 系列优 点 ： １ 天 然 气 发动 机 驱 动 的 制冷 空调 机 组 不 仅 ） 可 降低 夏季 用 电量 ，减 少 电 网的 峰谷差 ， 且 可使 而 用 夏 季过 剩 的燃气 （ 天然 气 ） ，节 省运 行 费用 。用
一
了发动机 的余 热 ，提 高 了机 组 的能源 利用 率 ，降低
了用 户 的运行 费用 。
２ 天 然 气 发 动 机 驱 动 的 制 冷 空 调 机 组 的 特
，●¨
次 能源 中的比例 。为 实现这 一 目标 ，我 国开展 了 系列 工程 ： 西气 东输 ”等天然 气工 程 的建 设 ，国 “
维普资讯
制冷与空调
２０ ０ ６年第 ４期
天 然 气 发 动机 驱 动 的 制冷 空 调 技 术
刊、 高 志
（ 中山大学工学院
【 摘
５ ７ ） １２５ ０
要 】 介绍 了天然气发动机驱 动的制冷 空调系统 ，并分析了利用天然气作为制冷空调 能源 与常规电制 冷 装置相 比的优势 。 天然气发动机驱动 的制冷空调系统可进行有 效热 回收， 实现 了能源 的梯级利用 ，
输气站场设备管理初探
输气站场设备管理初探摘要：输气站场是输气管道的心脏，具有设备密集，技术含量高、专业性强等特点，做好输气站场设备的安全管理，保证设备的完好率，是保证输气生产平稳、高效、安全运行的关键。
这里本人结合在场设备管理工作的经验和具体做法，和大家共同探讨交流。
关键词：故障库erp系统完整性闭环化我国输气站场设备管理的现状和特点我国输气管道从无到有，经过二十多年的迅猛发展，输气管道施工工艺、输气专业设备、输气专业运行管理等专业技术水平均已达到世界先进水平。
我国中石油陆续建成并投产了陕京输气管道一线、涩宁兰管道一线、西气东输管道一线、陕京输气管道二线、大庆至哈尔滨输气管道、大庆至齐齐哈尔输气管道等多条输气管道能源大动脉；以及其支线和城市输气管网的也相继建成并投产，初步形成了以北京油气调控中心监控运行的天然气管网，以西气东输、陕京管道、忠武、涩宁兰管道为基础，通过冀宁、淮武、兰银联络线连接形成中国石油天然气骨干网络，将四大气源和东部的主要市场连接起来的中国输气管道运输网。
天然气作为一种洁净的能源成为拉动和促进我国国民经济发展的新动力。
现在我国主要的输油、输气站场全部实现了北京调控中心统一调控，主要数据采集、监控及远程控制自动化、一体化。
加强输气站场运行设备的管理，确保设备管理的信息化、高效化、规范化，不断探寻新时期设备管理的措施和方法。
这里就输气站场设备管理方面的经验和认识和大家进行探讨研究。
一、规范化的设备管理制度和体系是设备管理的指导方针输气站场建立完善的设备管理制度和体系，是完成设备的操作、维护保养、检修及考核标准制定的指导性文件。
管理人员制定和规范所辖输气站场设备的管理标准和规定，使设备管理的有章可循。
依照制度建立规范的管理规定、依照管理规定建立规范的管理记录，依照管理记录建立规范的考核标准，规范设备的运行、操作和维护保养、资料记录、故障处理、备件管理等，才能不断促进设备管理的标准化、规范化和制度化。
设备管理人员依照设备管理制度层层分解，层层落实；使设备管理在具体实施过程中有章可循、有制度和办法可以遵照执行，避免了工作中的随意性、盲目性，使设备管理工作落到实处，确保设备管理实施有计划、过程有监督、风险有控制、结果有评价，形成设备管理的闭环化、程序化，全面保障设备管理制度和体系建设落实到位。
过程流体机械课程思政教学案例设计探讨
思路。
关键词: 过程流体机械; 课程思政; 教学案例设计
中图分类号: G642. 1
文献标志码: A
文章编号: 1001-9677(2021)017-0167-03
Discussion on Design of Ideological and Political Teaching Cases
and the integration of ideological and political teaching objectives, the fusion point of ideological and political elements
and teaching content, the teaching implementation plan, and the teaching effect evaluationwere explored.
Key words: processfluid machinery; ideology and politics course; teaching case design
课程思政作为高等教育落实 “ 立德树人” 根本任务的重要
组成和载体, 已成为当前高校专业课程建设探索和实践的重
点 [1-2] 。 专业课程本身承载了知识、 意识、 思维和能力等多方
发解决方案的能力培养方面, 使学生能够结合工程应用背景和
条件要求, 具备压缩机初步选型的能力。 在工程与社会的思政
素质提升方面, 使学生能够明确离心压缩机在各行业和领域的
重要作用和战略意义, 坚定科技强国信心, 提升工程创新意
西气东输采用的干气密封技术交流
西气东输采用的干气密封技术交流干气密封技术概述•干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。
•20世纪60年代末期在气体动压轴承的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来的一种新非接触式密封。
干气密封发展史•干气密封最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而出现的，由于密封非接触式运行，因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合做为高速高压设备的轴端密封。
•1969年，英国约翰克兰公司在气体润滑轴承的基础上提出干气密封理论并开始从事干气密封的研究。
•1976年，约翰克兰公司设计制造的第一套干气密封在海洋平台输气管线离心压缩机上得到使用。
•1979年伽布利尔做出平面惠普尔螺旋槽气体密封，并发表非接触式螺旋槽端面密封原理的文章。
•1985年，美国杜拉美特立公司掌握干气密封技术开始制造干气密封。
•1987年、1988年德国的伯格曼和美国的EG&G SEALOL公司开始从事干气密封生产制造。
干气密封的优点•省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负载。
•大大减少了计划外维修费用和生产停车及油品的贮藏。
•避免了工艺气体被油污染的可能性。
•避免了润滑油被污染的可能性。
•密封气体泄漏量小，对工况变化适应能力强。
•密封辅助系统简单、可靠，使维护费用低，经济实用性好。
•密封使用寿命长、运行稳定可靠；•密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右；•与其他非接触式密封相比，干气密封气体泄漏量小；•可实现介质的零逸出，是一种环保型密封；国内外厂家简介•伯格曼（Burgmann）•约翰克兰（John Crane）•福斯（Flow Serve）•成都一通•成都日机•大连华阳干气密封在西气东输的应用项目压缩机厂家干气密封厂家密封类型西气东输一线RR约翰克兰硬对硬伯格曼硬对软GE 西气东输二线RR伯格曼硬对软GE 伯格曼硬对软沈鼓伯格曼硬对软典型干气密封的工作原理由旋转环（动环）、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成典型干气密封的工作原理•旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。
索拉压缩机组动力透平转速低故障分析与处理
设备管理与维修2018翼11（上）索拉压缩机组动力透平转速低故障分析与处理孙志广1，侯大立2（1.中国石油天然气销售东部公司，上海200120；2.上海应用技术大学机械工程学院，上海201418）摘要：分析排查索拉压缩机组动力透平转速低的原因，采取有针对性的处理措施，解决动力透平转速低导致的压缩机组出力不足问题，保障天然气长输管道正常运行。
关键词：压缩机；燃气轮机；动力透平；故障分析中图分类号：TE974文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2018.11.180引言随着国内天然气长输管道的迅速发展，作为管道心脏的压缩机越来越多的安装到管线上。
燃气轮机驱动压缩机组是国外长输天然气管线上的主要增压方式，广泛应用在国内的天然气管道上。
索拉燃驱机组由于性能稳定、安全可靠等优点在国内油气管道应用较多。
燃驱机组的出力直接决定了压气站的出口压力，影响管输量，从而影响到下游用户的用气和管输企业的经济效益。
以中国石油西气东输某站索拉机组为例，对出现的动力涡轮转速低、出力不足问题进行故障分析与处理。
1动力透平转速低的故障分析西气东输某站压缩机组燃气轮机型号Solar TAURUS 60，压缩机型号Dresser-Rand CDP-416。
某次启机点火过程中发现，最终燃气发生器转速达到了设计值的95%，但动力涡轮转速仅仅达到设计值的49.3%，造成机组出力严重不足。
故障处理应从运行数据和故障现象开始查起。
经过调取各种参数分析，认为造成该问题的可能原因：淤可调导叶未打开；于放气阀关闭不严；盂燃气发生器叶片灰尘较多；榆进气滤芯堵塞；虞联轴器脱扣。
为了彻底解决该问题，对造成该问题的可能性进行详细排查。
通过之前对放气阀和进气滤芯的拆卸检查，首先排除了放气阀关闭不严和进气滤芯堵塞的可能。
原因重点针对可调导叶、燃气发生器叶片脏、联轴器脱扣等展开调查。
2故障诊断与排除2.1燃气发生器的检测与故障排查（1）孔探检测孔探检测是机械故障诊断的重要技术,对于正确评估机械的内部损伤,适时进行修理具有重要意义。
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浅析西气东输一线电驱压缩机的应用
摘要：天然气在长输管道的运输过程中由于各种原因势必会造成压力的损失，
而为了提高流量必须要求高压输送，这就要求管线上每隔一段距离设置一个压气
站为天然气增压，压气站的核心设备就是压缩机。
压缩机又分为由燃气轮机驱动
的压缩机和电驱压缩机，本文重点就变频电机驱动压缩机的结构组成、启动停机、维护保养等方面进行了分析。
关键词：西气东输一线；电驱压缩机；组成；功能；作用
一、西一线电驱压缩机系统特点及组成
1.西一线电驱压缩机特点
西气东输一线电驱机组的变频驱动系统（简称PDS）主要由德国SIEMENS系
统集成，采用的电流源型负载换相式（LCI）中压变频器和2极防爆型中压无刷励
磁高速同步电机，电机功率22MW，额定电压4800V，电机本体正压通风防爆，
转速范围3120～4800r/min，最高转速5040r/min，与压缩机使用联轴器直联驱动。
西一线电驱压缩机主要特点是功率大，转速高，调速范围宽，适宜连续运行。
2.西一线电驱压缩机系统构成
西一线电驱压缩机系统主要由110KV变电所、西门子变频调速电机系统、压
缩机、机组控制系统及机组配套辅助系统构成。
110KV变电所主要包括：两条外线架空线路、GIS（Gas Insulated Switchgear）
气体绝缘金属封闭开关、主变压器、10KV中压配电柜。
西门子变频调速电机系统（PDS系统）主要包括：阻尼柜、隔离变压器、LCI
电流源型中压变频器、谐波滤波装置、SIEMENS 22MV电机。
PDS系统系统图：高压配电图：
机组控制系统主要包括：MCC（Motor Control Center）压缩机电机控制中心、UCP（Unit Control Panel）机组监控控制系统。
其通讯图如下所示：
机组配套辅助系统主要包括：空压机系统（两台机组，一用一备）、循环水
冷却系统、屋顶风机及厂房进风机系统、火灾及天然气预警系统、消防水系统等。
二、西一线电驱压缩机系统各部分作用
1.110KV变电所
西气东输电驱站变电所一般由两条110KV外电供电线路，一用一备，保证电
驱压缩机在任何时候都能供电正常，保障压缩机可以正常运行。
GIS（Gas Insulated Switchgear）气体绝缘金属封闭开关一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。
高压开关（GIS）的作用是全站电路的总开关，停电或送电，通过改变GIS室高压
开关的工艺状态来进行外线倒闸作业。
2.西门子变频调速电机系统
2.1阻尼柜
阻尼柜由阻尼电阻和真空断路器及控制系统构成。
其作用是：在压缩机启机
时接通变频变压器的初始瞬间，由于变压器的冲磁，会产生短时的浪涌尖峰电流，导致10kV 母线电压降低，可能会导致欠压报警以及对母线上其他用户产生影响，在任何运行情况下，都可能产生故障。
为了避免这种巨大的浪涌效应，在接通变
频调速变压器时，需要一个起阻尼作用的浪涌电阻柜。
在接通1-3S后冲磁效应会
消除，这时会接通真空断路器，将起阻尼作用的大电阻旁路掉。
2.2隔离变压器
隔离变压器主要实现一次侧、二次侧线电压的相位偏移以消除谐波；变换得
到需要的二次侧电压值（将中压配电室过来的10KV降压为5.57KV）；实现整流
器与电网间的电气隔离；当发生故障时，由于它的阻抗作用，输给变频器的电流
受到限制。
2.3 LCI电流源型中压变频器
LCI电流源型中压变频器主要通过调节整流侧晶闸管的触发角来调节输入电流，从而间接调节直流电压。
通过调节输出晶闸管的触发脉冲频率来实现电机电压变
频来调节电机转速的。
实现 V-F 协调控制需要协调触发输入侧和输出侧的晶闸管
触发角和频率。
交-直-交变频方式，由两路6脉冲的全控晶闸管桥并联组成12脉冲整流器、
逆变器，中间直流储能元件为电感，其额定电压是：整流进线侧为5.57kV，逆变
出线侧为4.8kV。
2.4 SIEMENS 22MV电机
SIEMENS 22MV电机是高压无刷同步电机，隐极式转子，正压防爆，密闭空水冷却。
励磁电流由SYMADYND系统控制，在电机转速小于额定转速 4800rm时不
管主机的定子电流与转速如何，主机中的磁通保持恒定，因此电压与频率（转速）成正比，为恒磁通控制；在电机转速高于额定转速 4800rm时，是恒功率控制，
电机的电压和功率基本保持不变。
3.控制系统
3.1机组控制系统
西一线机组监控控制系统主要有GE PLC和AB PLC两种系统，主要功能：按
预定程序自动完成压缩机组启动、加载、卸载和停车等操作；在所有工况下完成
对压缩机组的保护；在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素产生；显示
各种参数，如SIEMENS 22MV电机及压缩机轴承震动情况、润滑油流量及温度、
配套天然气管线压力及温度、各种配套设备的运行情况等运行参数，检测其运行
状态是否达到报警值或停机值并发出报警；与SCADA系统交换信息。
3.2压缩机电机控制中心
压缩机电机控制中心MCC主要由SIEMENS的全数字化SIMADYND微机控制系统的控制柜、S7-300PLC系统组成的接口盘柜和配电柜组成，主要控制SIEMENS
22MV电机及其配套高低压设备的运行。
SIMADYND微机控制系统具有速度设定输入、斜坡功能发生器、自动再启动
控制、断路器控制、滤波装置控制、频率开窗、电机极限转矩设定、内部保护和
监视、过流检测、绝缘监视和超速、停机、晶闸管保护等完善功能，与压缩机网
络接口采用SIMATIC S7-300系统，可实现以太网通信和远程系统维护，采用矢量
控制方式，能完全满足系统控制的需要。
SIMADYND微机控制系统控制原理图如下：
4.机组配套辅助系统
机组配套辅助系统主要站控SCADA系统控制，主要是为压缩机设备提供动力、冷却及监控保护作用。
空压机系统主要是为压缩机设备提供动力的仪表风系统和
为22MV电机线圈降温的正压通气系统以及干气密封系统提供水露点合格的洁净
空气。
循环水冷却系统为22MV电机本体和LCI电流源型变频器提供热交换的外
部冷却水。
由于电驱压缩机组本体不自带天然气检测装置，需要外置火灾及天然
气预警系统，一旦发现危险紧急停车，防止险情扩大。
屋顶风机及厂房进风机系
统对压缩机厂房进行通风，防止天然气泄漏堆积在室内引发危险。
消防水系统为突发火灾灭火提供有足够压力和储量的水源。
三、总结：
根据公司压缩机处数据统计，致使压缩机故障停机原因辅助系统故障占了很重的比例。
在压缩机运行期间，我们除了要关注压缩机的转速、压力、温度等重要参数，要经常关注外部循环水系统的运行状态、压缩空气系统水露点、滤波装置运行温度等辅助系统的运行状态。
发现问题及时切换到备用运行，及时处理故障，减少机组故障停机。
在冬季气温低、水易结冻情况下，对停运机组应有防寒保温措施，保障机组可以随时启机。
参考文献：
[1]张亮.德国西门子公司.西门子公司提交的西气东输LCI变频驱动系统设备技术资料[Z].2006，06：21-23.。