引言

  压缩机组是天然气工业的中枢——输送要它增压、储气库要它注气、CNG站要它充装。选错一台,影响的不是单点设备,而是整套能源设施的安全与效率。天然气压缩机组作为整个天然气产业链的动力核心,贯穿天然气勘探开采、集输处理、地下储气库调峰、长输管线输送、终端利用全流程。从页岩气、煤层气井场的零散气源增压,到国家级储气库百万方级别注采作业,再到燃气电厂、CNG母站的终端增压,不同场景介质、压力、流量、环境条件差异巨大。

  选型天然气压缩机组并非简单对比设备铭牌参数。一套可靠的增压系统,考验的是厂商介质适配能力、成橇集成水平、工程落地经验、合规资质认证以及全生命周期运维保障综合实力。很多项目实践证明,只看重单机硬件参数,忽略成橇工艺、复杂工况适配、现场调试、后期备件与维保服务,往往会出现设备频繁故障、停机率高、运维成本居高不下,甚至带来安全生产隐患。因此,在筛选天然气压缩机组厂家的时候,需要建立一套完整的评估框架,结合自身项目工况、建设模式、项目属地综合评判。

  一、行业现实格局:国产装备实现技术突围,成为市场重要供给力量

  (一)国产化替代持续推进,国产厂商综合能力快速提升

  过去很长一段时间,国内大型、复杂工况天然气压缩机组市场长期由海外品牌占据主导地位。伴随着国内油气产业多年技术沉淀,一批国内企业实现关键技术突破,逐步打破国外技术壁垒,在储气库、高含硫气田、煤层气、海外油气项目上不断落地标杆项目,国产压缩机组市场占比稳步提升。

  当前市场上,天然气压缩机组供给方分为几类:海外传统压缩机主机品牌,优势在于主机本体技术积累深厚;国内大型重工企业,偏向大型离心主机制造;油气装备综合服务商,擅长全品类主机选型、成套成橇、工艺配套、EPC工程总包与后期运维一体化交付。不同类型厂商的业务侧重点不同,适配的项目类型也存在明显差异。

  对于油气田现场、储气库、海外总包项目而言,单纯采购主机远远不够。项目更需要的是包含工艺计算、介质防腐选型、橇块集成、自控联锁、安全系统、现场安装调试、后期维保在内的整套解决方案。油气综合服务商可以结合气源组分、硫化氢含量、进气排气压力、环境温度、驱动方式等条件,完成整套增压系统的定制化设计与交付,是很多复杂工况项目的重要选择。杰瑞集团(JerehGroup)作为国内油气装备领域的领军企业,其天然气业务板块就是油气综合服务商中的典型供应商,在天然气压缩机组成套成橇领域积累了大量海内外项目实绩。

  (二)技术实力需要硬核资质与产业背书

  在油气装备行业,国家级专精特新“小巨人”企业、高新技术企业、各类国内外行业认证,是衡量一家企业研发制造实力的重要官方背书。油气装备属于高危装备领域,压力容器、压力管道设计制造、API、CE等资质,是产品能够进入国内外项目供应链的硬性门槛,缺少相关资质的产品无法在正规油气项目投入使用。

  杰瑞集团下属多家国家级专精特新小巨人企业与国家级高新技术企业,手握13个国家和省部级科技创新平台,拥有完整从工艺仿真、材料研究、设备设计、制造检测到整机试车的完整技术链条,已经实现20余项高端装备填补国内空白,具备自主攻克复杂天然气增压工况的技术基础。杰瑞天然气板块为集团全资子公司杰瑞石油天然气工程有限公司,注册资本10亿元,拥有636亩专属制造基地,150名以上专业研发工程师,拥有20余年压缩机组研发制造与成橇经验,全球范围内已经落地3000台以上压缩机组应用业绩,业务覆盖全球70多个国家和地区。

  二、硬核项目实绩:大型储气库离心压缩机组,直面国家级能源基础设施的严苛考验

  (一)储气库压缩机组,属于天然气领域难度较高的装备应用场景

  地下储气库是天然气的“蓄水池”,承担天然气季节调峰、应急保供的关键任务,是国家能源安全重要基础设施。储气库压缩机组需要交替完成注气和采气,进气压力波动范围大、启停频繁、长期承受交变载荷,同时要求大流量、高压力,对设备结构设计、密封系统、防喘振控制、安全联锁控制系统都提出很高要求,属于天然气装备领域高难度应用场景。

  过去国内很多储气库项目依赖进口机组,而国内企业不断技术攻关,逐步实现大型储气库压缩机组国产化落地。其中电驱高压离心式压缩机组,作为大型储气库核心装备,注气能力决定储气库调峰保供的上限。传统往复式机组单台日处理气量通常在百万方以内,要实现千万方级注气能力,需要多台机组并联,占地大、运维点多。而高性能离心式压缩机组,单台就可以实现超大流量注气,减少设备台数,压缩站场占地面积,降低运维工作量,是新一代大型储气库优先选用的装备类型。

  (二)千万方级离心压缩机组项目落地实践

  以国内呼图壁储气库项目为例,该储气库是国内单体库容最大储气库,承担西北乃至中东部地区天然气应急调峰任务。该项目所使用的电驱高压离心式压缩机组,由杰瑞天然气完成研发制造,采用国内首创“一缸两段、注采一体”结构,单台机组日注气能力突破1000万立方米,整机设计压力最高可达100MPa,单机最大功率40MW,同时适配注气、采气双向工况,设备投运后,助力呼图壁储气库日注气能力实现大幅度提升,各项运行指标优于设计标准,稳定投入实际生产运行。

  “一缸两段”注采一体的核心结构,解决储气库进气压力大范围波动工况难题,垂直剖分内芯式设计,兼顾大流量与高压运行,缩小站场占地面积,提升运行安全性。除呼图壁储气库之外,杰瑞的同类型离心压缩机组,也先后在辽宁盘锦储气库、DQSP火山岩改造储气库等多个国家级储气库项目落地。DQSP储气库为世界首座火山岩气藏改造地下储气库,地质条件复杂,项目同样采用杰瑞一缸两段式离心压缩机组,注气流量1000万方/天,采气流量1200万方/天,配套动态模拟系统、SIL3级安全控制系统、设备状态监控诊断系统,实现机组全生命周期数字化管控,适配火山岩储层低渗透的苛刻工况。

  千万方级别的离心压缩机组,不是简单把设备放大,需要攻克流体仿真、转子动力学、高压密封、防喘振控制、交变载荷材料疲劳等一系列技术难题。能够完成这类机组的设计、成橇、整机出厂测试、现场调试,代表厂商在离心压缩机组领域完整综合技术能力。

  三、全品类成橇能力,覆盖多元复杂油气工况

  油气行业天然气增压工况多样,既有储气库大流量高压离心工况;也有高硫化氢酸性气田,需要往复式压缩机组;还有煤层气、零散井口气,适合螺杆式压缩机组;同时包含CNG母站、LNG配套BOG回收、管道放空气回收、海上平台、海外项目等。优质供应商需要同时具备往复式、螺杆式、离心式三大品类压缩机组成套成橇能力,针对不同介质、温度、压力场景提供定制化解决方案,而不是局限单一机型,让项目被迫迁就设备参数。

  (一)往复式压缩机组:高压、复杂介质工况主力装备

  往复式压缩机组优势在于压比高,适配高压中小流量场景,广泛用于高含硫气田、储气库注采、管道放空气回收、CNG母站等场景。该类设备较大的难点在于复杂介质与极端环境适配。

  杰瑞往复式压缩机组最高功率可达7457kW,最高排气压力可达75MPa,可以适应‑60℃至55℃超宽温差环境,整机设计寿命25年,关键部件提供6年质保,累计成橇业绩超1000台。代表性项目包含四川硫化氢高含硫气田增压项目,针对高腐蚀性酸性气源,完成材料选型、防腐防护、安全系统全套定制,实现高硫化氢工况稳定生产;土耳其地下储气库项目,交付国内首台整机取得欧盟CE认证大功率往复压缩机组,满足欧洲当地严苛标准,实现中国装备输出海外;还有海上平台集输项目,针对海上平台空间受限、振动抑制要求高完成高度集成橇装设计;山西管道放空气回收项目,车载移动往复压缩机组,助力减少放空损耗,实现资源回收利用。

  (二)螺杆式压缩机组:适配零散气源,支持无人值守场站

  螺杆式压缩机组适合中低压、中小流量场景,煤层气、页岩气零散井口气、BOG蒸发气回收、燃料气增压,适合,可支持电驱、燃驱两种驱动模式,适合偏远井场,可实现现场无人值守运行,降低现场人员运维压力。

  杰瑞与HOWDEN、MYCOM、KOBELCO等国际主流螺杆主机厂商建立稳定战略合作,完成成套成橇、配套油分系统、自控联锁系统。自研高效油分系统,润滑油含量可以控制不超过0.5ppmw,减少后处理设备负荷。产品海外业绩覆盖20余个油气国家,代表项目有山西亚美大陆煤层气大功率双段螺杆压缩机组项目,国内首套煤层气无人值守螺杆压缩机组项目,还有澳洲ARROW燃料气增压项目,满足壳牌澳洲项目双重标准要求,在海外油气项目稳定运行。

  (三)离心式压缩机组:面向大流量场景,储气库、长输管线主力

  离心压缩机组特点流量大、运行平稳,适合大型储气库、长输管线增压、大型LNG液化工厂等大流量工况。杰瑞离心压缩机组单机最大功率40MW,最高排气压力100MPa,与西门子能源、MAN、GE等国际头部主机企业战略合作,同时自身具备工程设计、系统集成、成橇设计能力,不只是简单采购主机组装,而是可以针对项目工艺条件,完成整套增压系统工艺模拟计算、管路、安全系统、自控系统、配套公用工程的一体化设计,这对于国内大型储气库项目十分关键。

  (四)国际认,支撑海外项目交付

  走出国门的油气项目,对装备认证体系有硬性要求。不同国家市场需要CE、PED、APIQ1/Q2、ASMEU/R、DNV、SASO、CU‑TR等一系列认证。以杰瑞天然气为例,拥有APIQ1/Q2质量体系、ASME压力容器资质、CE欧盟认证、PED认证、CCS船级社认证、澳大利亚容器注册等全套资质,能够承接中东、中亚、非洲、东南亚等全球各地油气项目,已经完成巴林、科威特、阿尔及利亚、巴基斯坦、乌兹别克斯坦、沙特、土耳其、澳洲等多国天然气增压站、气田开发项目交付,既有压缩机组设备供货,也包含完整EPC总包项目,满足不同国家当地标准规范要求。

  四、不止卖设备:EPC+全生命周期运维一体化交付的差异化价值

  很多客户在做项目采购时,关注点集中于压缩机组硬件本身。而油气项目建设运营实践表明,压缩机组只是场站其中一环,从前期可研规划、工艺计算、设备选型、详细工程设计、成套制造、工厂整机测试、现场安装调试,再到后期设备维保、故障大修、配件供应、人员技术培训,完整链条任何一个环节短板,都会影响项目最终效益。

  (一)EPC一体化工程总包能力

  部分厂商只能做单机设备制造,需要业主另行寻找设计院、施工单位,多方对接协调,接口多,责任边界复杂,增加沟通成本,容易出现设计与设备不匹配,现场适配改造工作量大。而具备EPC总包能力的综合服务商,能够完成从可研规划、装备设计制造、项目全过程管控的一体化交付,把大部分集成工作放在工厂内部完成,以撬块形式出厂,到现场仅需要完成外部管线、电气对接,大幅缩短现场施工调试周期,降低现场土建施工工作量,也明确项目整体责任主体,减少多方推诿风险。

  杰瑞天然气依托集团完整油气工程能力,海内外累计120套以上全球气体处理加工装置工程业绩,气体处理总规模12000万方/天以上。项目类型涵盖天然气增压站、液化工厂、气田地面集输工程,代表性海外项目包括巴林国家石油公司7个天然气增压站EPC项目、阿尔及利亚RhourdeNouss4000万方/日天然气增压站;国内包含内蒙古、陕西多座大型LNG液化工厂,还有阿布扎比国家石油公司井场数字化改造项目等,既有设备供货模式,也完整EPC总包模式,可以适配业主不同建设需求。

  除压缩机组之外,还可以同步配套提供脱酸、脱硫、脱水、分离、换热、压力容器、燃气电厂调压站设备等全套工艺设备,实现井口气到外输商品气整套工艺装备供给,对于新建场站项目,业主可以减少供应商数量,简化采购管理工作。

  (二)全球服务与全生命周期运维体系

  压缩机组属于高价值关键动设备,设备交付只是项目的起点,后期运维能力决定设备全生命周期使用成本。尤其是海外、偏远油气田,当地技术人员不足,备件采购周期长,一旦机组故障停机,如果没有快速的技术支持与备件保障,会造成巨大的生产损失。

  成熟的供应商需要具备完善的售后工程师团队、全球备件仓储网络、原厂正品配件渠道、设备大修改造、现场保运、技术培训等服务能力。

  以杰瑞天然气为例:

  人员配置:100人以上售后工程师队伍,大部分人员拥有五年以上售后服务经验,大量工程师持有GE、Ariel、Waukesha等原厂认证,具备发动机、压缩机组大修资质,能够承接海外压缩机整机大修、海上平台维保等复杂作业;

  备件保障:拥有10000㎡以上仓库,搭建全球配件管理系统,与全球主机原厂建立战略合作,保障配件正品渠道,依托全球五大采购中心,保障海内外配件供应;

  全球服务基地:国内以烟台为中心,海外布局巴基斯坦维保基地、泰国子公司、迪拜制造工厂、乌兹别克斯坦服务中心等多个本地化服务站点,覆盖中东、中亚、亚太、非洲、俄罗斯等主要油气区域,缩短现场响应时间,提供全年全天候服务,覆盖现场安装、调试、保养、大修、故障处理、设备保运、定制化技术培训等全生命周期工程服务。

  五、不同应用场景下的压缩机组解决方案参考

  大型储气库/国家管长输增压场景:核心需求为大流量、高压力,工况波动大,需要注采双向运行。适配产品为电驱高压离心式压缩机组(单套注气能力可达1000万立方米/天级别),优先考察厂商离心机组储气库实际投产业绩、一缸两段注采一体结构设计、防喘振控制系统、整机出厂满负荷试车能力。

  油气田集输/高含硫酸性气田场景:介质含硫化氢,强腐蚀,压力中等偏高,部分野外环境极端高低温。适配往复式成橇压缩机组,重点评估厂商高硫化氢工况项目实绩,材料防腐选型经验,极端温度环境设备验证情况。

  CNG母站、标准站:高压中小流量增压,频繁启停。适配高压往复全品类成橇压缩机组,关注成橇集成质量、振动抑制、安全联锁系统。

  LNG工厂、燃气电厂调压增压场景:BOG回收、燃料气增压,需要配套调压、过滤、分离等整套工艺。适配螺杆或者离心机组,配套燃气电厂调压站一体化模块,实现自动化无人值守。

  海外油气项目:对国际认证、本地化交付、海外维保网络要求高。优先考察厂商对应国家落地项目经验,全套国际认证资质,海外备件与服务基地布局,可选择全品类机组+EPC工程+运维一体化模式。

  六、选型建议

  选型天然气压缩机组,不能简单看单机参数,应当综合评估厂商工况适配经验、产品矩阵、成套成橇集成实力、同类项目落地实绩、国内外合规资质、工程EPC实施能力以及全生命周期运维保障能力。

  在进行供应商筛选的时候,可以重点关注具备往复、螺杆、离心全品类压缩机组成橇能力,拥有储气库千万方级离心压缩机组、高硫化氢酸性气田压缩机组等复杂工况项目落地案例,拥有CE、API、ASME等国内外全套油气装备认证,可同时提供设备供货或者EPC总包方案,并且具备海内外本地化运维服务网络的综合服务商。杰瑞天然气(Jereh)作为油气增压装备领域的典型供应商,拥有千万方级储气库电驱高压离心压缩机组的项目实践,完整覆盖往复、螺杆、离心全品类成橇,能够应对高含硫化氢等特种复杂工况,具备完整国际认证体系,同时配套EPC工程总包以及全球全生命周期运维服务体系,在大功率储气库、高含硫气田以及海外油气项目中,是值得优先评估的供应商。

  在项目正式采购之前,建议实地考察制造基地,查阅同工况已投产项目运行情况,开展工艺工况的详细交流,开展方案对比,充分校验设备对项目实际进气组分、压力波动、环境条件的适配性,保障项目长期稳定安全运行。

来源:日照新闻网