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從西氣東輸工程可以看出國內燃氣輪機和航空發動機水平

來源:晨煒電力科技有限公司 發布時間:2022-03-17 05:57:32 瀏覽次數:
導讀:據"Turbomachinary"2013年報導:R-R公司為中石油所屬"西氣東輸"3#管線(新疆——福建)增壓站再供6臺RB211增壓機組。R-R公司自2004年開始為"西氣東輸"管線提供增壓機組以來,包括中國和中亞在內的RB211燃機已達56臺。今天就來聊聊西氣東輸上燃氣輪機的那些事兒,如有雷同,純屬巧合,請勿水表。

有讀者可能會疑惑,擼主喝高了吧,航空發動機怎么能夠歸屬到油氣基礎設施的番外篇?

不同的工業發展到了一定程度,都是相通的。

西氣東輸工程是藍星上的特大型的輸氣工程,無論是一線還是二線,運行壓力都在10個MPa以上,輸氣量均大于150億億立方米/年,這么大氣量的氣體通過管道,由于摩擦阻力損失會造成壓力不斷下降。壓力下降就會導致氣體體積變大,流速變快,摩擦阻力進一步增大。為了全程摩擦阻力小、保持輸氣管道的輸量,就需要在管線沿途設置壓氣站不斷的給氣體進行壓縮,補充能量。壓氣站的核心設備毫無疑問是壓縮機。

壓縮機這個名字聽起來有點復雜,其實大家家里的風扇就是一種簡單的壓縮機,其作用就是把風扇后方的空氣通過葉片的轉動壓縮到前方來,只是壓比(前后壓力差別)很小而已。

說簡單點,管道壓縮機就是把用風扇給管道里面的天然氣吹風,讓它具有能量可以往前流動,只不過管道壓縮機的風扇比咱們家里的風扇要大幾個數量級而已。

究竟壓縮機要多大呢?給幾個數據吧,咱們的家里的風扇(落地的那種,可以搖頭的)一般是運行15小時耗電1度,折合0.06kw的功率。

而以西氣東輸二線霍爾果斯壓氣站為例,那里壓縮機單臺功率大約是30000個kW,差距究竟是幾個數量級?大約差個50萬倍。

然而,光霍爾果斯一個站就有4臺這樣的壓縮機!

哇塞,200萬臺電扇。

西氣東輸管線一線二線全線有幾十個壓氣站,哇塞,上億臺電風扇!

雖然我說了這么多,但是這并不是我今天要說的內容~

大家估計都沉浸于上億臺電風扇的想象了。但有一個很現實的問題:這么大的壓縮機究竟藍星有幾家可以制造呢?

想一下,這個壓縮機和什么東西有沒有一點相似性呢?

壓縮系統包括壓縮機和動力機,壓縮機的動力機分為電力驅動和燃氣驅動兩個部分。壓縮機的功能是通過葉輪的旋轉產生壓縮作用,把天然氣壓成高壓排出;動力機如果是電力驅動的話,就需要一個非常大功率的電機,這個電機的制造也需要非常高超的技巧和工藝。在更多的情況下,壓氣站位于鳥不拉屎的地方。在那些地方,根本沒有地方可以供給數量如此巨大的電力。一個人口100萬的小縣城,用電量功率峰值也不過70000kW,而一個壓氣站的功率往往就是數萬個千瓦。

在多數情況下,西氣東輸的壓縮機采用的是燃氣驅動。

如果采用燃氣驅動,就好玩了,一般都是用帶渦輪的燃氣輪機。

想象一下:壓縮機組需要燒燃氣,通過渦輪產生動力,帶動風扇高速旋轉,后將氣體以高壓力噴出。

想到什么的聯系了么?

要知道,這個壓縮機要有非常大非常大的動力,要能夠給出非常大的壓力。

再注意兩句話:通過渦輪產生動力,帶動風扇高速旋轉。

如果還沒有猜到,我再給一些提示。

當西氣東輸一線建設的時候,我國并沒有能力制造這么高端大氣上檔次的壓縮機組,因此只能依靠。壓縮機的來源有兩家,羅羅公司和通用公司(小編:其實還有索拉公司)。

還不明白?那繼續劇透。這個所謂的羅羅公司就是rolls_roys,又稱羅爾斯羅伊斯,但是在公眾比較熟悉的領域,他的名字叫做"勞斯萊斯"。通用公司就是美帝的GE。

羅羅和通用除了制造壓縮機之外,還有一種東西制造的也很知名。實際上,兩種東西的原理是一樣的。實際上,也只有這種機械才可以給西氣東輸提供足夠的動力。

在西氣東輸系統中,壓縮機就是心臟,在什么工業中,什么東西也是心臟呢?

甚至羅羅提供給我國的壓縮機組型號為"RB211",有興趣的可以問問度娘。

先給兩張圖吧:

明白了吧,壓縮機組包括壓縮機和燃氣輪機,這些東西在航空工業,有一個合稱:渦輪風扇發動機!

實際上也只有航空工業的渦扇發動機才可能給輸氣管道提供足夠的動力。西氣東輸中羅羅公司提供的壓縮機的型號"RB211"就是由航空發動機的改進型號!

發動機,哦不,壓縮機的生產周期一般是比較長的,而西氣東輸一線建設時對于壓縮機的需求是如此的大,以至于藍星上沒有哪家企業可以獨自在約定的時間內供給足夠的壓縮機給我國。于是乎才是把壓縮機訂單給了通用和羅羅兩家。

據說我國還曾經給普惠公司(不是惠普,是普惠)提交過邀請,請他們供給我們的發動機,哦不,壓縮機組,后來由于"種種原因",普惠公司沒有回應。

在確定訂單的過程中,我國組織了各種專家(有一些能源部門的,也有一些化妝成能源部門的)到這些航空發動機,哦不,是壓縮機組廠家進行現場考察。

再說了:"去考察這是慣例"。

在考察過程中,從來沒有發生過什么亂拍照片,不小心走錯地方,反正是壓縮機么,這個車間的和那個車間的估計也差不多,另外也從來沒發生過亂摸亂看的現象。

就算迷路也有解釋說了:"自古以來,我家的考察隊都是路癡,一不小心走錯了,我們表示道歉,我們真的是來看壓縮機的。"

考察結束之后,考察團帶著記得滿滿的小本本就回來了,又一次郁悶了:為毛我家企業就造不出這么好的航空發動機,哦不,壓縮機組呢?

羅羅和通用的壓縮機組陸續到貨了,特別是"RB211"壓縮機組,依然具有特別明顯的航空發動機的樣子。不過既然到了我國,那么我們就要"正常使用","正常學習","正常檢修"。

根據官方說法"壓縮機組全部為,絕大多數備品備件都需,為保障生產運行安全平穩,必須保有充足的備品備件,否則在緊急需要的時候從國外采購到現場少則月余,長則半年以上,并且占用庫存較大,非常不方便。"

然而,一旦壓縮機組發生故障,羅羅和GE要求必須返廠大修,每次費用不菲,而且時間非常長。

于是乎:為了我們的居民能夠按時用上氣,我們決定自己修,于是在某地區修了一個天然氣壓縮機大修廠,專門用來修理壓縮機。

美英帝國主義之流是非常不爽的,決定不給這個大修廠提供任何幫助。

于是本著"機器都在我這兒了,依照我國的專長,我還能修不好?"的精神,冒著巨大的代價,那代價確實巨大,一個機組的售價可是1億軟妹幣啊!

準備對一臺"壞了"的壓縮機組進行大修。

正在攻城獅們準備發動技能"逆向工程"的時候,發現一個悲催的事實:壓縮機組根本都拆不開!

壓縮機的兩個大型部件僅僅靠公差配合,不依靠任何的螺栓、鍵、墊片等等,就僅僅是依靠某種處理工藝,緊緊的結合在一起。攻城獅們開始以為是有哪個螺栓沒看到,所以拆不開。但是環視一周,眼睛都看腫了,都沒發現有任何的螺栓孔!

兩個大型部件就是依靠熱處理,依靠在某個處理溫度下體積的膨脹和縮小來安裝的。處理的時候還要考慮到壓縮機在工作時升溫,兩個部件結合緊密,不產生哪怕一絲的震動間隙。

只有這樣,依靠完整部件的配合,整個機體的強度、平穩度達到了優。

攻城獅們再次震驚了:知道差距大,但是不知道差距這么大!

以下的內容大家聽聽笑笑,熱鬧熱鬧。如有雷同,實屬巧合,巧合而已,切勿水表:

在TG的授意下,攻城獅們還是堅持拆了一個壓縮機,拆開了之后據說裝不起來了。根據購買合同,為了防止商業秘密外泄,攻城獅要拆開壓縮機組是需要英美廠商代表的在場和首肯的。

現在搞成這個亂七八糟裝不起來的樣子,我國談判代表對外方表示:在拆和裝的過程中,全部都是石油公司做壓縮機的人,一個搞發動機的都沒有。外方面有得意色:你還是老老實實買我的吧,別瞎想了。我國可憐巴巴的表示同意。

既然自己弄不好,那怎么辦呢?

我國那可是出過姜子牙、鬼谷子、孫武、孫臏以及《孫子兵法》、《三十六計》的。

有言曰:要想攻破一個堡壘,好從內部開始。

還有言曰:沒有的敵人,沒有的朋友,只有的國家利益。

還有言曰:英美看似一心,實際各自為金。

還有言曰:我不說了,估計再說的話,看帖的讀者要打我板磚了。

于是乎,于是乎我國的"燭之武"出馬了。

這位"燭之武"的成果怎么樣呢?

貼張圖片吧,估計就知道怎么回事兒了~

看看這些新聞,再想想當初高鐵技術的由來,有沒有想到什么?

下面是結果哦,親~

經過多方努力,2011年,沈陽鼓風集團為國家西氣東輸重點工程配套的國產化臺長輸管線壓縮機組(H1156)上周發運出廠,即將安裝在國家天然氣二線西段烏魯木齊、永昌、瓜州壓氣站,與美國GE公司機組同步開始長周期運轉工作。機組整機試驗多變效率高達87.7%,設計工況下運行試驗效率達到86.2%,達到藍星水平,填補了國內空白,結束了大型長輸管線壓縮機長期依賴的歷史。

長輸管線壓縮機組是國家"十一五"重點攻關項目,型號為PCL803的H1156產品是高效率管線壓縮機組設計追求的目標,代表了藍星設計水平。沈陽鼓風集團成功開發出壓縮機轉子特性穩定性技術、強度振動計算軟件、壓縮機熱力模型及優化選型軟件等具有知識產權的設計制造技術,同時研發出壓縮機和鼓風機葉輪自動焊、葉輪焊接材料、超高強度耐腐蝕葉輪材料及工藝等,將這些新材料、新工藝技術成功地應用在H1156機組上。

這是官方語言:

壓縮機組被稱為天然氣管道的"心臟"。西氣東輸一個巨大的貢獻就是實現關鍵設備國產化,進一步增強了我國的研發能力。西二線應用的首批國產7臺套20MW級電驅壓縮機組,是國內首次開展國產化研制和應用。盡管投入的各項研發成本較高,但采購價格較同期應用在西氣東輸二線的壓縮機組低10%,比西氣東輸一線應用的電驅機組低30%。

以前,壓縮機組全部為,絕大多數備品備件都需,為保障生產運行安全平穩,必須保有充足的備品備件,否則在緊急需要的時候從國外采購到現場少則月余,長則半年以上,并且占用庫存較大。國產化后,大多數備品備件及部分高價值備件可以依托廠家,不必再保有高庫存,資金占用降低50%以上,總金額上億元。

在國產化研制中,除開展電驅壓縮機組國產化外,還開展了燃驅壓縮機組國產化,實現燃驅壓縮機組50%國產化。同時,開展同等級的國產高速燃氣輪機研發,并應用具有知識產權的燃驅機組成套技術,實現燃驅機組100%國產化。在長輸天然氣管道上每隔30km設置一座閥室,作為緊急時刻和管道維修時截斷使用。此前40英寸以上壓力在10MPa以上的高壓力大口徑全焊接球閥一直依靠,通過國產化項目實施,已經實現國產球閥全部替代。

隨著國產化項目的實施,西氣東輸三線全部球閥已經實現國產化,西段電驅壓縮機組已經應用4站12臺套,燃驅機組應用1站3臺套。在東段,壓縮機組將全部實現國內供貨。據此測算,西氣東輸三線計劃應用電驅壓縮機組61臺套,僅此一項即可節約投資3.66億元。

實際上,自己生產的壓縮機用到西氣東輸上面,這是TG高層給的死命令。必須用,不用不實踐,自家的技術就不會進步。

然而,西氣東輸又是這么重要的戰略工程,一旦國產壓縮機發生問題,將會影響到整個系統的運行,于是在西二線,國產壓縮機雖然開始裝備,但裝備數量有限,并且只是用作備用機。不過按照TG的特性,肯定會自己不斷地對這些"備用機"進行試驗,找出差距,反饋提高的。

此外,作者表示:

咱家的航空發動機項目取得重要進展和"能源行業"出去考察壓縮機沒關系;"燭之武"童鞋通過不斷地談判,通過依次把訂單給"羅羅"和"GE"的方式,進行技術情報獲取的消息,是子虛烏有~