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年输气量首破千亿立方米 惠及人口近5亿! 西气东输助推绿色发展!

日期:2022-01-10    来源:中央纪委国家监委网站  作者:王雅婧

能源资讯中心

2022
01/10
09:19
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关键词: 西气东输 宁夏中卫压气站 国家管网

入冬以来,西气东输宁夏中卫压气站开始了设备冬防保温工作。图为工作人员正在对管线进行巡检。(资料图片)

新年伊始,天山脚下的克拉美丽气田,生产井正在平稳运行。通过银白色的管道,天然气源源不断流向几千公里外的城市,变成居民家灶台上、工厂锅炉内的蓝色火苗。

“克拉美丽”,在哈萨克语中意为“黑油山”。这里不仅有着大量黑色石油,也有着丰富天然气,是西气东输的气源地之一。作为世界上距离最长的管道工程,西气东输工程从新疆迈出,如一根纽带,将清洁能源丰富的西部地区与能源资源贫乏的东部、南部地区连接起来,实现资源优势向经济优势的转化。

自2002年开建至今,整个工程规模不断扩大,先后建成一线、二线、三线3条主干线,中贵、陕京等联络线,以及闽粤支干线和深圳LNG外输管道等;覆盖30个省市区和香港特别行政区,管道总长度超20000千米,惠及人口近5亿。在刚刚过去的2021年,西气东输管道系统年输气量首次突破千亿立方米,标志着我国能源结构优化升级进一步提速。

1 每输送100亿立方米天然气可减少4400万吨二氧化碳酸性气体排放

冬日的新疆塔里木盆地,塔里木河畔,万亩胡杨林褪去金黄,换上银装。塔里木河流域,不仅有着世界上最大最古老的胡杨林,还蕴藏着全国22%左右的天然气。站在塔里木大桥向远处眺望,东边是沙漠胡杨公园,北边就是西气东输工程首站轮台镇。

入冬以来,轮台镇的居民做饭、取暖都用上了天然气。过去,一入冬,家家户户都要砍胡杨木来烧,对戈壁脆弱的生态环境是一种破坏。而西气东输工程的建设,不仅让当地的胡杨林得以保存完好,环境也得到极大改善,空气质量一级、二级天数有了大幅提升。

出轮台镇,沿着西气东输工程一路向东,数千里外的江苏,是西气东输供气量最大的省份之一,如今,全省已建起2300多公里天然气管道,2座地下储气库。2004年,来自塔里木油田的先锋气经过西气东输管道抵达江苏,此后,全省天然气消费总量持续增长,至今,西气东输供气范围已覆盖13个地级市,天然气利用也从民用、公共服务拓展到工业、电厂、交通等多个领域。

坐落于苏州市工业园区内的苏州蓝天燃气热电厂,是国内首家9E燃机电厂,电厂的唯一燃料就是西气东输天然气。作为园区内的首个清洁能源热电供能中心,电厂年发电能力20亿千瓦时,在满足市场对电力需求的同时,从汽轮器中抽出部分蒸汽对外供热,可以为园区内170多家工商业企业提供供热服务。

作为一种洁净环保的优质能源,天然气燃烧后的产物只有二氧化碳和水,几乎不含硫、粉尘和其他有害物质,这对于环境意义重大。苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司负责人李少林说:“2013年,园区建设了北部燃机热电联产项目,形成园区两大热电供能中心,告别了燃煤发电的历史。天然气发电在能源保障、减排减碳等方面优势很大,截至2021年10月,我们已累计向园区提供了405亿千瓦时清洁电力和1341万吨蒸汽能源,相当于减少标煤消耗1146.6万吨,节约标煤283.5万吨。烟尘、工业粉尘排放量都大大降低。”而就全省来说,这一环境效益更加明显,江苏省能源局油气处有关负责人表示:“西气东输每输送100亿立方米天然气,可替代标煤1300万吨,减少61万吨有害物质、4400万吨二氧化碳酸性气体排放。按这个标准计算,去年,全省用气307亿立方米,相当于替代标煤4亿吨,减少185万吨有害物质、1.4亿吨二氧化碳酸性气体的排放。”

清洁、高效的天然气不仅带来了蓝天绿水,也促进了沿线地区的经济发展和产业结构升级。在新疆喀什泽普县的馕产业园区,运用天然气的馕坑一天下来能打1000多个馕,产量比以前有了很大提升。江苏省常州市的纺织行业原本使用燃煤的导热油炉进行工艺定型,不仅能源消耗量大,而且速度很慢。有了“西气”之后,企业采用天然气直接燃烧加热的方式,加热速度变快了,产品质量也更加稳定。

2 经受住多次地震、洪水等自然灾害考验,西气东输一直平稳运行

宁夏中卫沙坡头,黄河从此而过。滔滔江水之上,凌空架设的输气管道如同一条蛟龙,蜿蜒而去。

横跨中国的西气东输工程建设复杂程度堪称世界之最,这一路不仅翻越了天山、太行山等山脉,还数次穿过黄河、长江。完成这样一项惊人之举,代表着工程施工工艺已达到国际天然气管道设计建设的先进水平。

首次在长江和黄河上完成长距离、高难度、大口径的盾构、顶管及定向钻穿越是西气东输工程的创举之一。参与建设的专家黄泽俊回忆,施工初期,国外专家都说,成功的可能性很小。但西气东输60%以上的市场在江南,“长江过不去,黄河过不去,西气东输工程就不算成功。”

一线工程在建设时需三次穿越黄河,除中卫段采用河上跨越的方式,其余两次均从河床底下30米深处穿过,所用的方法,叫作顶管技术:在黄河河底打数口沉井下去,用机械装置在井下将多根直径1.8米的钢管从一岸顶到另一岸,一次顶进上千米,输气管线就从这些钢管中通过。而到三线工程要穿过黄河时,工程人员则使用了更为先进的在河底建设盾构隧道的方式,不仅安全环保,而且大大缩短了工期。

西气东输工程的建设过程,是我国工程建设、材料等技术的一个发展跨越的过程,也是技术人员们艰苦攻关的过程。

先是设备的从无到有:管道,是西气东输工程的“命脉”。2004年一线工程投产时,采用的全部是进口的X70管材,作为输气“心脏”的压缩机等关键设备和相关备件也全部依赖进口。买了管材设备,焊接也是一个难题:一线工程全线共35万道焊口,耐压试验中只要有一道焊口失败,就会功亏一篑。对此,国家石油天然气管网集团有限公司(以下简称国家管网集团)工程部工作人员表示:“西气东输一线建设前,我国输气管道主要为低压力中小口径管道,国内缺乏可参考的高压力、大口径长输管道的设计、施工经验和标准,面临的是从无到有的难题。”

经过艰难的技术攻关,短短数年间,西气东输工程完成了一个华丽转变:2008年,二线工程投产时,已经用上我国自主制造的X80管线钢,相较采用X70,整个二线工程的钢材用量节省了将近42万吨。2011年,实现了管道压缩机组国产化“零”的突破。到2021年,三线中段工程开工建设,已全面实现工程技术自主化和技术装备国产化。

第一次在管道工程中运用全自动焊接技术、全自动超声波监测技术,第一次全面系统地制订了我国大口径天然气长输管道设计、建设和制造技术标准……数个“第一次”道出了西气东输工程的先进之处。数据显示,整个西气东输管道工程累计取得12个方面的系统技术创新,获得专利138项,形成标准规范70余项。

国家管网集团工程部工作人员自豪地表示:“我们在管道设计中开展了应力分析校核和抗震设计,针对管道通过的不同地区,采取适宜的管道防护措施,西气东输工程运行十余年来,经受住沿线多次地震、洪水等自然灾害的考验,一直平稳运行。”

3 全线自动化控制,站场一键启停,形成全国数字化互联互通网络

西气东输管线众多,但这些线路并不是一条条孤立的“线”,而是彼此互联互通、密织交错的“网”。

“西气东输管道系统是全国最大最复杂的天然气管网系统,从二线管道工程开始,我们的设计理念由线变网,管网覆盖长三角和珠三角经济圈,实现了与西气东输一线等多条已建管道的联网,进而形成我国主干天然气管道网络。三线中段天然气管道工程建成后,将与前期建成投产的三线西段及东段联通,推动形成‘十四五’天然气‘四大战略通道+五纵五横’的干线管网新格局。”国家管网集团有关负责人表示。

西气东输是国家管网集团运营管理的“全国一张网”骨干天然气管道。2019年,为更好地统筹油气资源和市场需求,国家管网集团应运而生,将原分属于不同企业的主干管道统一调度、统一运营、统一管理,提升管网运营效率约30%。

既然是“一张网”,那网上便会有多线汇聚的联结点。在西气东输管网中,则是枢纽站。所谓“枢纽站”,顾名思义,就像公交枢纽一样,是西气东输一、二、三线以及部分联络线等多条输气支干线的交汇联络处,各管线间可相互分输转供。

位于宁夏回族自治区中卫市的西气东输中卫压气站是亚洲最大的天然气枢纽场站,占地面积约有24个足球场那么大,5000余台设备在此运行,每天向下游输气超过2亿立方米。中卫压气站有关负责人表示:“中卫压气站具有流程互转的功能,既能将新疆、国外上游来气输送至北上广深等地,也能将川渝等南方地区的天然气通过反输补充到北方地区。”

作为“国脉枢纽”,中卫压气站的运行一刻都不能停,供气一刻也不能断。为了降低人为失误操作风险,2019年,中卫压气站开启了“一键启停”试点改造,实现了站场工艺流程一键切换、压缩机组一键启停、机组转速一键设定、机组负荷一键调节等功能,让整个操作流程简单化,原先需要多人配合完成的操作仅需值班人员按下一个按钮就能远程控制。

国家管网集团油气调控中心工作人员告诉记者:“目前,调控中心已实现19项压气站的远控功能,可以远程控制压缩机组的启机、停机和运行参数,调度员从过去分散控制数十台套单体设备升级为一键控制整个站场的工艺流程,提升工作效率近60%。”

除了压气站,储气库也是管网系统中的关键设施。储气库是储存天然气的“仓库”,在夏季消费淡季向内注入天然气,在冬季和春季消费旺季将资源开采出来,起到季节调峰和应急储备的作用。在江苏金坛储气库,自动化生产、数字化办公、智能化管理让整个库区安全高效运行,主控岗位的员工通过控制系统即可对所有站场的生产数据、阀门运行、站场环境进行远程监控。

国家管网集团油气调控中心工作人员表示,近年来,国家管网集团积极推进西气东输管道系统的自动化、数字化、智能化,有序推进智能调控建设。目前,西气东输工程已全线采用自动化控制。

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