中央纪委国家监委网站 王珍
北京正南，河北霸州 。天下埋藏最深、压力品级最高的储气库——中国石油华北油田苏桥储气库便位于此 。烈日之下，黄红交织的自然气管道熠熠醒目 。
这里肩负着包管京津冀地区都会用气和季节调峰重任 。现在，正值储气库注气的要害阶段 。与往年差别，在今年的注气周期，苏桥储气库不但可以为今冬明春自然气调峰保供“储粮”“蓄势”，还能使用自然气的压差发电 。
今年5月，我国规模最大、单机功率最大的自然气压差发电项目在这里乐成投运，这也是我国首个在储气库项目上应用压差发电手艺的项目，标记着海内自然气余压、余热资源化使用开启新模式，为自然气存储、输运等环节的压力能使用和生产历程节能降碳起到了主要树模作用 。
使用自然气压差举行发电有何现实意义？怎样让自然气压力转变转化为汹涌电力？项目在设计研发、制作施工历程中，遇到了哪些难题，又是怎样破解的？记者与您一起探访苏桥储气库自然气压差发电项目 。
一种新型绿色的能源接纳使用方法
普遍适用于气田、储气库、集注站等
储气库，顾名思义，就是一个装自然气的“贮存器” 。因贮存量大、调峰能力强，储气库在季节调峰、事故应急供气、国家能源战略储备等方面，施展着举足轻重的作用 。
通常情形下，储气库运作以年为周期 。冬春用气岑岭时，从储气库采气输往下游用户端；夏秋用气低谷时，则将上游输配管网来气注入储气库贮存起来 。
“注气时，为包管自然气远距离运送，上游输配管网来气压力通常较高，抵达场站需要借助调压阀举行适当降压，知足储气库注气要求后，再通过压缩机注入储气库 。”ROR体育平台下属东方汽轮机新能源工程事业部苏桥储气库压差发电项目司理郑显彬告诉记者，苏桥储气库上游输配管网来气压力最高至8兆帕，注气压缩机入口处压力约为4.5兆帕，这就形成了较大压差 。犹如水电站上水库的水释放会爆发较大重力势能一样，降压的历程也会释放大宗能量 。如不加以使用，会造成压力能的白白铺张 。
怎样解决压力能铺张问题？郑显彬和同事们的解决计划是，将这些能量所有接纳发电，变废为宝 。
云云一来，上游输配管网来气不再进入调压装备，而是进入膨胀装备，通过膨胀机将压力能转化为机械能，进而驱动发电机发电，最终实现压力能到电能的转化 。而发出的电则可供注气压缩机将自然气注入储气库 。
现在，该项目两台额定功率为3兆瓦的自然气压差发电机组，年发电量将超2000万千瓦时，可节约标煤6000多吨，镌汰二氧化碳排放近2万吨 。
“这是一种新型绿色的能源接纳使用方法 。”郑显彬先容，这一历程不必耗自然气、不会对情形造成影响，可实现全历程零碳化，且适用场景十分普遍，“除了储气库之外，自然气气田、集注站、分输站、自然气用户等场景均适用 。”
记者相识到，自然气从开采到用户大致需经由采气（集气）、净气、输气、储气、配气等环节 。在差别环节，所需压力差别 。因此，在自然气收罗及输配历程中会履历多次增压、降压，爆发的压力能十分可观 。为破解压力能铺张难题，东方汽轮机近年来始终致力于自然气压差发电这一低碳能源立异手艺的攻关——
2023年9月，由东方汽轮机供货的中国石油塔里木油田西气东输第一站自然气压差发电工程正式投运，装置额定功率600千瓦，年发电约为520万千瓦时 。西气东输第一站因此成为塔里木油田首个“零碳”油气场站 。
2023年11月，东方汽轮机自主设计制造的“开拓者”原型机在中国石油西南油气田重庆净化总厂万州分厂一次启机乐成，这一自然气压差发电项目机组额定功率600千瓦，运行平稳，各项数据均优于设计指标 。
2024年2月，由东方汽轮机供货的西南油气田四川剑阁自然气压差发电项目乐成投运 。项目接纳1台710千瓦品级的压差发电机组，预计年发电量约352万千瓦时，能源替换率达42.47% 。
今年5月，苏桥储气库自然气压差发电项目乐成投运，东方汽轮机以工程总承包模式提供全流程综合解决计划……
从千瓦级到兆瓦级，从西到东，从油气田到储气库，从装备供应方到工程总承包……东方汽轮机自然气压差发电项目团队一直取到手艺新突破 。
周全攻坚实现多项立异突破
发电效率一直提高
运行温度正常，压力数据正常……7月17日一早，郑显彬与运维事情职员一起来到苏桥项目现场，对膨胀机、制氮撬等装备运行情形举行一样平常巡检 。
“天天的事情以巡检开启 。”郑显彬告诉记者，项目投运两个月来，现场巡检成了他天天的“必修课”，让他深感欣慰的是，阻止现在，压差发电机组各装备运行稳固，各项数据参数也十分优良 。
“从无到有，来之不易！”回忆起苏桥项目的设计、制作、施工、调试历程，郑显彬感伤道 。
记者相识到，关于净气、配气等低压力、小压降的应用场景，我国此前已有较量成熟的压差发电装备和系统计划，但关于采气（集气）、储气等高压力、大流量、大压降、宽负荷的应用场景，相关装备及其系统集成手艺一直处于手艺空缺 。
苏桥项目使用的我国自主研制的3兆瓦自然气压差发电机组及相关系统集成手艺填补了这一空缺 。
相比以前投运的千瓦级压差发电机组，兆瓦级压差发电机组承压更高、处置惩罚量更大、装机规模更大，对装备参数、清静包管等各方面的要求也更为苛刻 。“并非在原机组基础上简朴地放大 。”东方汽轮机工业透平事业部高级工程师杨佐卫告诉记者，作为我国单机功率最大的自然气压差发电机组，苏桥项目机组还面临着储气库压差发电“压力、流量转变规模宽”、“有压无热”等问题 。
据先容，上游输配管网天天来气的流量、压力等不是恒定的，而是在一个区间规模内一直转变 。以苏桥项目为例，上游输配管网注气期来气压力在6至8兆帕之间变换，逐日注宇量在50%至100%之间波动 。“转变规模很大，这对膨胀装备的无邪性要求极高 。”杨佐卫进一步诠释道，犹如一辆汽车在蹊径上行驶，车流量影响着行车速率，汽车要凭证行车速率一直换挡，为确保进气与发电效率，膨胀机运行也要凭证上游输配管网来气压力、流量等自行动出响应调解 。
对此，东方汽轮机团结上下游企业，从质料、电机、工艺等方面开展团结手艺攻关 。杨佐卫和团队成员自主设计、研发、制造的“带可变静叶的径流式透平”成为解决这一问题的要害 。“凭证上游输配管网来气流量、压力的转变，透平叶片可自动调解到最佳角度，确保能量在转换历程中更低耗、更高效 。”杨佐卫告诉记者 。
立异突破不止于此 。压差耦合余热使用也是苏桥项目的一大亮点 。
据先容，高压自然气通过膨胀机降压后，温度也会降低 。“苏桥储气库上游输配管网来气温度较低，若不经任那里置直接通过膨胀机降压到4.5兆帕，自然气温度将降至零下几十度，极易造整自然气冰堵 。”项目团队有关专家先容，他们的破解之道是“注气压缩机级间取热、余压发电装备前复热” 。
“简朴来说，就是将后续储气环节注气压缩机二三级增压爆发的余热，通过取热换热器及相关管路传给发电装备前装置的前置复热器，从而将上游输配管网来气加热至知足工艺要求的温度 。”杨佐卫进一步诠释说，云云一来，有用解决了“有压无热”问题 。苏桥项目也由此成为海内储气库工程中首个压差耦合余热使用发电项目，其乐成投运标记着海内自然气余压、余热资源化使用开启新模式 。
一直探索，一连攻关 。膨胀机撬基础在软土地基沉降、在已建压缩机管廊受限空间内新建管架等一系列手艺难题也一直取得立异突破，在降低对已有系统影响的同时，使得压力能使用效率、系统发电效率等获得有用提高 。
设计集成化运维智慧化
可实现“一键启停、无人值守”
距离苏桥储气库自然气压差发电项目现场数百米处，有一个集控室 。在这里，运维职员可实时监测压差发电项目各环节运行情形 。
“这里就犹如项目的‘智慧大脑’ 。”杨佐卫告诉记者，在集控室的大型电子屏上，各装备运行参数一目了然，运维职员一旦发明某参数异常，可实时举行处置惩罚 。不但云云，该项目机组还可以实现“一键启停、无人值守” 。
“多参数自动匹配和随动调理，系统高效自动控制，从而包管装置平稳运行 。”杨佐卫说，这在运行清静方面体现得尤为显着 。
据先容，由于自然气具有易燃易爆的特征，压差发电项目对清静等方面的要求很高，手艺团队自设计伊始便思量到这一点，着力攻克高转速重大轴系稳固性、机组与场站清静协调等要害手艺难题，同时借助数智化装备增强对项目运行情形的清静监测，提高项目运维智慧化水平 。“各运行环节、各装备设施都装有智能监测装备，好比压力传感器、火焰探测器、烟感器等，一旦某参数抵达设定阈值，无需人工介入，系统就可自动实现‘一键启停’ 。”杨佐卫说 。
不但云云，数智化支持还体现在苏桥项目机组的设计制作上 。“项目设计来自于我们积累的数字化履历，机组的许多装备则出自我们自己的5G全毗连数字化工厂 。”提及东方汽轮机建成的行业首个5G全毗连数字化工厂，杨佐卫很是自豪 。
记者相识到，东方汽轮机的5G全毗连数字化工厂毗连1500余台生产装备、9个数字化车间的21条数字化生产线，建设数字研发、数字管理、智能制造、智慧产品服务、智慧园区五大板块，可实现职员、手艺、资源、制造、产品全领域数据互联互通，使谋划效率大幅提升、生产本钱一直降低、产品质量一连改善 。
在5G全毗连数字化工厂助力下，苏桥项目3兆瓦压差发电机组实现高度集成化设计制作 。“可在工厂内成撬，现场装置越发浅易，大大缩短了施工周期 。”杨佐卫体现，这为高压力、大流量、大压降、宽负荷压差发电机组的工业化应用，推动石油行业清洁能源装备实现数字化、智能化、绿色化转型，构建“零碳”自然气场站提供主要支持 。
据权威机构展望，到2030年，我国自然气消耗规模将抵达5500亿至6000亿立方米 。凭证这一消耗规模盘算，自然气压力能每年可转化为近200亿度清洁电能，凌驾成都会整年住民生涯用电需求，未来自然气压差发电潜力很大 。“我们也将继续拓展研究的规模与深度，在自然气压差发电装备及其系统集成手艺上取得更大突破，拓宽自然气压差发电应用场景 。”杨佐卫体现 。
