
在国家“双碳”战略目标指引及中国石油集团公司绿色转型部署下,西南油气田公司精准挖掘天然气产业链中被忽视的“能量宝藏”——压力能,正式开启将“废弃压差余压”高效转化为“清洁电能”的绿色发展征程。
从技术探索零起步,到建成国内首个余压发电规模化应用示范项目,再到余压发电装机规模跃居集团上游板块前列,西南油气田公司成功擦亮“天然气+余压发电”特色品牌,为集团公司绿色转型持续贡献可借鉴、可复制的“西南方案”与“西南智慧”。
破冰探路
从“零到一”的艰难验证
“天然气从地下开采至终端输送全过程,均为天然带压资源。若能高效利用这部分压力能实现零碳发电,将进一步完善并提升清洁低碳开采模式的内涵与效能。”西南油气田公司副总经济师兼发展计划部主任敬兴胜的阐释,精准点明了此次技术探索的核心初心。
彼时,天然气余压发电的大规模工业化应用在国内缺乏成熟可循的案例,西南油气田的探索之路,始终伴随着未知技术攻关与复杂工况适配的双重挑战。
2018年6月,天然气净化总厂引进分厂率先开展试点实践。项目启动初期便面临严峻考验:六家首次涉足该领域的设备供应商技术标准不统一,导致系统运行稳定性不足。攻关团队主动担当“技术衔接者”与“系统集成者”,天然气净化总厂一级工程师胡超说:“项目起步就是硬仗,我们对各类设备参数进行反复校准摸排,如同拼图般精准匹配各系统性能,寻求整体最优运行状态。”经过多轮联合调试与参数优化,各设备最终实现协同稳定运行。
挑战接踵而至。净化厂“高压力、高流量、高压差”的极端工况下,团队遭遇机组致命隐患——“喘振”,该问题可瞬间造成机组损毁,导致项目一度陷入停滞。时任技术负责人王鸿宇坦言:“与‘喘振’的博弈,是实现余压发电从零到一突破的关键瓶颈。”团队以理论模型为支撑,联合行业专家开展数据建模分析,反复优化设备防喘振逻辑阈值与操作流场设计,通过多次谨慎启停调试,最终精准找到运行平衡点,成功实现机组平稳并网发电,发出第一度清洁电能。
除显性难题外,团队还需应对“隐形挑战”——设备设计阶段未充分考虑产品气中夹带的TEG液滴雾沫,此类杂质长期累积会磨损叶轮、干气密封系统及压缩机轴承系统,影响设备寿命与运行安全。团队在日常巡检中敏锐捕捉到这一隐患,采用“主动防控+常态化管控”模式,加装一级高效干气聚结过滤器,同步建立每两小时人工排液的标准化制度,从源头规避设备磨损风险。
凭借逢山开路的闯劲与精益求精的工匠精神,西南油气田逐步攻克各项技术难关。2020年1月,引进分厂余压发电项目顺利建成投运,成为国内处理厂首个规模化余压发电应用项目,推动余压发电技术从攻关试验阶段正式迈入规模化推广应用新阶段。
多元拓界
适配场景的技术突围
单一技术路线的突破,并非余压发电规模化应用的终点,而是多元拓展的起点。
天然气产业链各场站工况差异显著、复杂多变,唯有构建多元技术体系,适配不同生产场景的压力参数与运行需求,才能实现余压资源的全域高效利用,推动余压发电走向规模化、体系化。这条多元拓界之路,同样充满未知与攻坚。
引进分厂的试点成功,验证了透平余压发电技术在净化厂大流量、高洁净气质工况下的可行性与稳定性,但将该技术复制应用于低压力、小流量、大压比的终端燃气场站时,出现明显适配性不足问题——这意味着技术路线拓展需打破固有模式,在空白领域开展全新探索。
面对无成熟经验可循的困境,公司依托与重庆九龙万博的供气合作契机,联合开展技术攻关,合作建设投运中石油首套螺杆膨胀发电机组,历经多轮昼夜攻坚,成功解决参数适配、运维保障等核心技术难题,实现技术与工况的精准匹配。
2023年8月,装机规模1200千瓦的螺杆膨胀发电机组进入并网调试阶段,当发电功率稳定在800千瓦、运行效率达71%时,标志着该技术成功突破终端低压力、小流量、大压比工况的适配瓶颈,实现了从理论研发到工业化应用的实质性跨越。
经过数年持续攻关与多线并行的工程实践,公司已全面掌握透平、双转子、螺杆三种余压发电主流技术路线的核心要点,成功将其应用于净化厂、输配气站、终端用户及储气库等全场景,系统性验证并提升了各类技术路线的设备可靠性与工程可行性。
该公司气田开发管理部二级高级主管陈世明介绍:“目前我们已明确三种主流技术路线的适用边界,同时正持续拓展蒸汽等新型余压利用技术路线,未来这里将成为全国天然气余压发电技术路线最齐全的区域。”
2024年8月,公司建成国内首个余压发电规模化应用示范项目并成功投运,这一里程碑式成果,标志着天然气余压发电从单点示范、技术探索,历经多路线攻坚与工程锤炼,正式迈入体系化、规模化发展的新阶段。
深耕赋能 擘画余压蓝图
随着余压发电技术路线的不断完善与成熟,在蜀道险关的川西北剑阁、依江而建的蜀南纳溪、峰峦叠翠的重庆万州……一座座余压发电装置如雨后春笋般布局于天然气产业链各关键节点,将以往白白损耗的压差余能,高效转化为源源不断的绿色电能,绘就一幅生动鲜活的巴蜀零碳发电画卷。
在安岳天然气净化厂,运维团队通过对两列余压发电装置的海量运行数据进行对比分析、精准研判,持续优化运行参数,提升发电效率。该厂副经理何熨表示:“我们主动摸索设备运行规律,不断积累实操经验,为技术路线的迭代完善提供坚实支撑。”
与之相呼应,在磨溪天然气净化厂,运维保障大班班长丁大林坚持每日对余压装置进行全方位巡检,通过精细化标定转速参数、优化并网时序,以常态化坚守保障气路畅通,确保设备始终处于最优运行状态,最大化释放余压发电效能。
目前,该公司已建成集团公司天然气余压发电领域“装机规模最大、应用场景最广、技术路线最全”的示范单元工程。截至目前,公司已投产余压发电装置15台套,总装机规模达9400千瓦,规模与效益均位居集团上游板块前列,实现了环保效益与经济效益的双提升。
更为关键的是,公司系统总结余压发电实践经验,建立起完善的余压发电综合评估技术体系,编制标准化操作维护手册,发布行业标准、企业标准等十余项技术标准,累计申报专利16件,形成了覆盖技术研发、工程应用、运维管理的完整技术体系。
展望未来,西南油气田余压发电的发展蓝图愈发清晰。目前,公司尚有90%以上的存量余压资源待开发,预计“十五五”末可利用余压资源总量将实现显著增长。西南油气田公司首席专家文绍牧凝视着四川盆地勘探开发图,深有感触地表示:“余压发电是践行绿色发展理念、推动能源技术创新的生动实践。我们未来的目标,是打通井口—集输—净炼化—外输—终端全链条余压能利用技术路径,着力建设集团公司余压发电试验示范基地,全力打造国内领先的余压能综合利用技术中心。”
从废弃余压差中发掘绿色动能,西南油气田的探索之旅,仍在向更深处、更广处延伸。
(杨舒然 李琦)