近日,国家管网集团西部管道公司宣布,通过实施一系列技术革新与管理优化,其运营的“西气东输”二线主干管道(某示范段)整体输送性能较两年前提升15%,单位能耗下降12%,年节省运营成本超3.2亿元。这一成果标志着我国在长距离油气管道性能提升领域迈入国际先进行列,为能源安全与“双碳”目标的实现提供了重要技术支撑。

老管道遭遇“效率瓶颈”

作为横贯我国东西的能源大动脉,西部管道公司所辖管道总里程超过1.6万公里,承担着将中亚天然气及我国西部油气资源输送至中东部地区的重任。然而,随着运行年限增加,部分管道面临内壁结垢、摩阻增大、设备老化等“中年危机”。数据显示,传统清管作业周期长达6个月,导致管壁沉积物厚度平均增加0.8毫米,使输送阻力上升约20%。与此同时,多台服役超10年的压缩机组效率已从设计值的85%降至78%,成为制约输送能力的突出短板。

“过去我们只能通过提高出站压力来维持输量,但每增加0.1兆帕压力,年电费就多支出近5000万元,是一种高能耗、低效率的粗放模式。”国家管网集团西部管道公司生产部负责人李明在接受采访时坦言。

技术组合拳:从“输血”到“造血”

针对上述痛点,公司联合中国石油大学(华东)、中科院力学研究所等科研机构,自2022年起启动“管道性能全周期提升计划”,重点实施三大创新举措。

一是新型减阻涂层实现“内壁减摩”。 研发团队突破传统环氧树脂涂料的温度适应限制,开发出一种兼具疏水性与自修复功能的高分子复合涂层。在实验段测试中,该涂层使管道内壁摩擦系数降低32%,且能自动修复微小划痕。“好比给血管内壁贴上一层‘润滑膜’,让天然气流动更顺畅。”项目技术负责人解释。目前该技术已在500公里干线上完成涂覆,机组运行功率降低约11%。

二是智能清管机器人完成“深度清淤”。 传统清管器仅能推扫松散垢层,而新型机器人搭载激光雷达与高压水射流模块,可识别并清除厚达2毫米的硬质垢。今年一季度实施的两次智能清管作业,清出垢物总量达47吨,单次作业后管道输气能力提升约4.5%。

三是压缩机组“智慧诊断+改造升级”工程。 公司引入数字孪生技术,为每台压缩机建立动态仿真模型,实时优化转速与负载匹配。同时,对3台核心机组更换高效叶轮与密封系统,效率回升至84%以上。现场数据显示,改造后单台机组每年可减少碳排放约1200吨。

安全与效益的双重红利

性能提升带来的最直接收益是输送能力的释放。以该示范段为例,在不扩建站场的前提下,日输气量从7200万立方米增至8300万立方米,折合每年多输送约40亿立方米天然气,相当于满足2000万户家庭一年的用气需求。更重要的是,能耗成本显著下降——单位输量电耗从0.028元/立方米降至0.024元/立方米,按照年输量200亿立方米计算,仅电费一项就节省约8000万元。

“这不仅仅是省了钱,更提升了管网应对极端天气和用气高峰的韧性。”业内专家、中国石油规划总院教授级高工王伟指出,去年冬季面对寒潮,该管道段通过临时提量,保障了华北地区应急供气,而新增的15%性能裕度正是关键底气。

从“单点突破”到“系统升级”

目前,西部管道公司已将示范段的成功经验形成“管道性能提升标准化方案”,涵盖涂层施工、清管频率优化、设备健康管理等12个模块,计划于2025年底前推广至全线所有主干管道。据测算,全部推广后,全公司每年可节约能耗成本超15亿元,减少碳排放约50万吨,同时释放约200亿立方米的年输送潜力。

“这相当于在不新建一米管道的情况下,再造一条中小规模的管道。”国家管网集团相关负责人表示,下一步将深化人工智能与数字孪生技术的融合,实现管输系统从“被动响应”向“自适应优化”的跨越。

当能源需求不断攀升与基础设施建设趋于饱和形成双重压力时,管道性能的提升正成为保障能源安全、降低运营成本的最优解。西部管道的实践表明,通过技术创新与精细化管理,老管道同样能焕发新活力。这种“向内挖潜”的思路,或将为全球能源管网升级提供有价值的中国方案。