西气东输喜迎“中国动力”

　　历时7年的自主攻关，国家能源大动脉西气东输管线核心设备——国产30兆瓦燃驱压缩机组实现零的突破。

　　本报记者从中石油西北联合管道有限责任公司获悉，首台国产30兆瓦燃驱压缩机组——西三线烟墩站1号机于2015年12月26日首次点火成功，目前正在紧锣密鼓的有序推进投产测试工作。

　　我国天然气干线及支干线管道输送压力等级以10兆帕和12兆帕为主，输量在100×108立方米/年以上，要保持高压力大输量管道安全、平稳、高效输送，每隔150-170千米需要设置一座由2-4台大功率压缩机组组成的增压站，因此压缩机组被誉为长输管道的“心脏”。

　　据了解，用来驱动压缩机组的主要设备是燃气轮机和电机，燃气轮机由于技术攻关难度高，截至目前，除西二线东段应用7台国产电驱压缩机组外，其余电驱机组和全部燃驱机组均为进口，造成运行维护费用居高不下、战略能源输送受制于人等问题。国家能源大动脉迫切需要“中国动力”。

　　分步实施

　　时间回溯到2009年11月，国家能源局确定开展20兆瓦电驱压缩机组、30兆瓦燃驱压缩机组和高压大口径全焊接球阀三大天然气长输管道关键设备的国产化。在国家能源局的主导和推动下，中国石油西气东输管道公司代表中国石油天然气集团公司与研制总承单位中国船舶重工集团公司第七〇三研究所及哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、沈阳鼓风机集团股份有限公司等参研企业签订了研制合同。

　　记者从七〇三所了解到，在该项目研制过程中，七〇三所充分考虑国内船用燃气轮机的研制和生产情况，利用现有条件和存量资源，引进和国产化研制相结合，分步实施，降低技术风险。

　　第一阶段，采用进口燃气轮机与国产压缩机及辅助系统集成，国产化率达52%，形成样机“产品一”；第二阶段，采用国产燃气轮机与国产压缩机及辅助系统集成，形成样机“产品二”，其目标是自主设计完成燃气轮机总装、集成并通过性能试验考核，最终形成国产化率96%以上的30兆瓦级燃驱压缩机组。

　　“产品一”已在2011年10月27日通过国家能源局、中国机械工业联合会和中国石油天然气集团公司组织的新产品鉴定。

　　自主研制

　　“产品二”的研制是30兆瓦燃驱压缩机组国产化的重头戏。30兆瓦燃驱压缩机组由功率等级为30MW的燃气轮机、离心式压缩机，以及进排气、燃料、润滑油、机组监控和保护、配电、消防等附属系统组成。

　　七〇三所项目负责人告诉记者，“产品二”研制重点和难点在于30兆瓦级燃气轮机的设计和生产，以及机带燃料系统、机组监控和保护系统的设计和集成。在研制过程中，七〇三所突破了以贫燃预混燃烧为核心的低排放燃烧室设计技术，自主研制了低排放燃烧室，并通过了部件试验和整机燃料比例影响试验；突破了30兆瓦级大功率高速动力涡轮的设计技术，在国内首次自主研制30兆瓦级大功率高速动力涡轮，整机试验表明高速动力涡轮性能满足设计要求，并在国内首次完成了整机性能试验和与压缩机联合机械运转试验，机组性能满足研制要求。

　　哈汽首次承接30兆瓦燃驱压缩机组核心部分——燃机本体国产化研制任务，以船用燃气轮机动力涡轮研制经验和9FA重型燃机生产制造技术，以及承担的“863”项目“F级中低热级燃料燃气轮机关键技术与整机设计研究”成果为根基，高速度、快节奏，迅速备战国产首台30兆瓦燃机生产研制工作。

　　据哈汽副总工程师姚青文介绍，30兆瓦燃驱压缩机组是一型先进的燃气轮机，其本体部分包括低压压气机、高压压气机、高低压涡轮、燃烧室和高速动力涡轮五部分组成，共有3143种、21771个零件，其中关键部套154个。

　　在生产过程中，哈汽严格按照国标的要求组织研制生产，攻克了一系列燃压制造核心技术，完成了燃烧室、一二级空心冷却叶片的研制，完成了高速涡轮三四级动导叶片、高低压压气机钛合金动叶片、不锈钢导叶片、高温空心冷却叶片、高低压压气机转子、高低压涡轮和动力涡轮高温合金轮盘、高低压压气机钛合金轮盘、燃气轮机燃烧室、燃气发生器等关键性部件的生产制造任务，并于2012年12月4日，完成燃气轮机制造并交付试车。

　　经过前期的精心攻关，首台国产30兆瓦燃驱机组在2014年9月10日迎来了标志性的成果，机组通过了国家能源局、中国机械工业联合会和中国石油天然气集团公司共同组织的新产品鉴定。鉴定认为，研发团队成功研制了具有自主知识产权的30兆瓦级天然气增压用燃气轮机，突破了工业驱动用燃气轮机、燃驱压缩机组的研制、试验、测试和成套关键技术；成功研制的30兆瓦级燃驱压缩机组“产品二”整体性能满足天然气长输管线建设和运行要求，达到国际先进水平、填补了国内空白，机组国产化率达到96%以上。

　　投产测试

　　在2015年下半年以后，机组进入到密集的投产测试工作。5月28日，西北联合管道公司完成国产燃驱机组投产方案、操作运行规程及配套检查记录、应急预案等技术文件的编制和审核；7月3日，组织管道建设项目经理部、OEM厂商完成投产方案的最终审核；10月15日，组织完成烟墩站压缩机组投产测试预验收工作，共发现各类问题78项，及时组织开展问题整改；10月27日，完成机组气密测试；11月30日，完成机组进气前的所有单体功能测试；12月13日，完成动火连头作业；12月25日，完成投产前检查；12月26日，烟墩站国产首台30兆瓦级燃驱压缩机组首次点火成功。

　　据西北联合管道公司项目负责人透露，烟墩站1号机组计划在1月25日前后开展24小时测试，整体上计划在1月底前完成机组的防喘振测试，并开展72小时近似性能测试；正常情况下，预计2月中旬可以完成全部投产测试工作。

　　另据悉，截至目前，中石油物资公司已与七〇三所签订了5台燃驱压缩机组的采购合同，其中，包括2台“产品二”、3台“产品一”。随着烟墩站1号机组投产带来的示范效应，中国天然气大容量长距离安全稳定输送将迎来更多的“中国心”。