據(jù)“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(nèi)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(fā)動機怎么能夠歸屬到油氣基礎設施的番外篇?
不同的工業(yè)發(fā)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。為了確保全程摩擦阻力最小、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最簡單的壓縮機,其作用就是把風扇后方的空氣通過葉片的轉(zhuǎn)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(shù)量級而已。
究竟壓縮機要多大呢?給幾個數(shù)據(jù)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(shù)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(nèi)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(xiàn)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(tǒng)包括壓縮機和動力機,壓縮機的動力機分為電力驅(qū)動和燃氣驅(qū)動兩個部分。壓縮機的功能是通過葉輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓縮作用,把天然氣壓成高壓排出;動力機如果是電力驅(qū)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(shù)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(shù)萬個千瓦。
在多數(shù)情況下,西氣東輸?shù)膲嚎s機采用的是燃氣驅(qū)動。
如果采用燃氣驅(qū)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(chǎn)生動力,帶動風扇高速旋轉(zhuǎn),最后將氣體以高壓力噴出。
想到什么的聯(lián)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(chǎn)生動力,帶動風扇高速旋轉(zhuǎn)。
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,因此只能依靠進口。進口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(xù)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,兩種東西的原理是完全一樣的。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(tǒng)中,壓縮機就是心臟,在什么工業(yè)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(yè),有一個合稱:渦輪風扇發(fā)動機!
實際上也只有航空工業(yè)的渦扇發(fā)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(fā)動機的改進型號!
發(fā)動機,哦不,壓縮機的生產(chǎn)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(yè)可以獨自在約定的時間內(nèi)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(jù)說我國還曾經(jīng)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(fā)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(fā)動機,哦不,是壓縮機組廠家進行現(xiàn)場考察。
再說了:“去考察這是國際慣例”。
在考察過程中,從來沒有發(fā)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(fā)生過亂摸亂看的現(xiàn)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?!?/span>
考察結(jié)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(yè)就造不出這么好的航空發(fā)動機,哦不,壓縮機組呢?
羅羅和通用的壓縮機組陸續(xù)到貨了,特別是“RB211”壓縮機組,依然具有特別明顯的航空發(fā)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(jù)官方說法“壓縮機組全部為進口,絕大多數(shù)備品備件都需進口,為保障生產(chǎn)運行安全平穩(wěn),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(xiàn)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(fā)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(qū)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(fā)動技能“逆向工程”的時候,發(fā)現(xiàn)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(jié)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(huán)視一周,眼睛都看腫了,都沒發(fā)現(xiàn)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(jié)合緊密,不產(chǎn)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(wěn)度達到了最優(yōu)。
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(nèi)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(jù)說裝不起來了。根據(jù)購買合同,為了防止商業(yè)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(xiàn)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(fā)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,最好從內(nèi)部開始。
還有言曰:沒有永遠的敵人,沒有永遠的朋友,只有永遠的國家利益。
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,于是乎我國新一代的“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(shù)的由來,有沒有想到什么?
下面是結(jié)果哦,親~
經(jīng)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(chǎn)化第一臺長輸管線壓縮機組(H1156)上周發(fā)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(zhuǎn)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%,完全達到藍星先進水平,填補了國內(nèi)空白,結(jié)束了大型長輸管線壓縮機長期依賴進口的歷史。
長輸管線壓縮機組是國家“十一五”重點攻關(guān)項目,型號為PCL803的H1156產(chǎn)品是國際高效率管線壓縮機組設計追求的目標,代表了藍星最高設計水平。沈陽鼓風集團成功開發(fā)出壓縮機轉(zhuǎn)子特性穩(wěn)定性技術(shù)、強度振動計算軟件、壓縮機熱力模型及優(yōu)化選型軟件等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設計制造技術(shù),同時研發(fā)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(shù)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(xiàn)關(guān)鍵設備國產(chǎn)化,進一步增強了我國的自主研發(fā)能力。西二線應用的首批國產(chǎn)7臺套20MW級電驅(qū)壓縮機組,是國內(nèi)首次開展國產(chǎn)化研制和應用。盡管投入的各項研發(fā)成本較高,但采購價格較同期應用在西氣東輸二線的進口壓縮機組低10%,比西氣東輸一線應用的進口電驅(qū)機組低30%。
以前,壓縮機組全部為進口,絕大多數(shù)備品備件都需進口,為保障生產(chǎn)運行安全平穩(wěn),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(xiàn)場少則月余,長則半年以上,并且占用庫存較大。國產(chǎn)化后,大多數(shù)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(chǎn)化研制中,除開展電驅(qū)壓縮機組國產(chǎn)化外,還開展了燃驅(qū)壓縮機組國產(chǎn)化,實現(xiàn)燃驅(qū)壓縮機組50%國產(chǎn)化。同時,開展同等級的國產(chǎn)高速燃氣輪機研發(fā),并應用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃驅(qū)機組成套技術(shù),實現(xiàn)燃驅(qū)機組100%國產(chǎn)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進口,通過國產(chǎn)化項目實施,已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)球閥全部替代進口。
隨著國產(chǎn)化項目的實施,西氣東輸三線全部球閥已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化,西段電驅(qū)壓縮機組已經(jīng)應用4站12臺套,燃驅(qū)機組應用1站3臺套。在東段,壓縮機組將全部實現(xiàn)國內(nèi)供貨。據(jù)此測算,西氣東輸三線計劃應用電驅(qū)壓縮機組61臺套,僅此一項即可節(jié)約投資3.66億元。
實際上,自己生產(chǎn)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(shù)就永遠不會進步。
然而,西氣東輸又是這么重要的戰(zhàn)略工程,一旦國產(chǎn)壓縮機發(fā)生問題,將會影響到整個系統(tǒng)的運行,于是在西二線,國產(chǎn)壓縮機雖然開始裝備,但裝備數(shù)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(fā)動機項目取得重要進展和“能源行業(yè)”出去考察壓縮機完全沒關(guān)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(shù)情報獲取的消息,完全是子虛烏有~