1 概述

天然氣調(diào)壓是節(jié)流過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生焦耳—湯姆遜效應(yīng)，引起壓力降和溫度降。特別是在冬季室外溫度較低時(shí)，如果管道內(nèi)天然氣含水量較高，受到壓力、溫度影響，管道內(nèi)容易析出水從而結(jié)冰或者形成水合物，調(diào)壓器、閥門(mén)處易發(fā)生凍堵、凍脹、管道表面結(jié)霜等問(wèn)題，危害天然氣門(mén)站的正常運(yùn)行。為保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)安全，天然氣門(mén)站可加設(shè)天然氣防凍堵加熱設(shè)備，對(duì)通過(guò)門(mén)站的天然氣進(jìn)行加熱，以保證天然氣的合理運(yùn)行溫度。但是該類(lèi)設(shè)備的使用會(huì)消耗一定的能源，造成單位總能耗增加。根據(jù)《中國(guó)天然氣發(fā)展報(bào)告2021》，我國(guó)“十三五”時(shí)期累計(jì)建成輸氣管道4.6×10

km，全國(guó)天然氣管道總里程達(dá)到約11×10

km。在天然氣門(mén)站數(shù)量逐年增加的形勢(shì)下，天然氣門(mén)站的能耗問(wèn)題不可小覷。

在碳中和背景下，政府對(duì)企業(yè)節(jié)能考核日益嚴(yán)格，企業(yè)也在探究各類(lèi)重點(diǎn)用能領(lǐng)域的節(jié)能空間，天然氣防凍堵加熱設(shè)備的實(shí)際能耗在企業(yè)整體能耗中占比較高，成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的用能領(lǐng)域。

本文選取北方地區(qū)某天然氣門(mén)站的防凍堵加熱設(shè)備為研究對(duì)象，監(jiān)測(cè)和分析其實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行能耗影響分析，提出節(jié)能改造方案。

2 門(mén)站供熱流程

該門(mén)站天然氣防凍堵加熱設(shè)備共設(shè)有4臺(tái)燃?xì)忮仩t，其中2臺(tái)鍋爐額定熱功率為4.2 MW，2臺(tái)鍋爐額定熱功率為0.35 MW。在門(mén)站的工藝調(diào)壓區(qū)，設(shè)置了1臺(tái)U形管式換熱器，與天然氣換熱。門(mén)站供熱流程見(jiàn)圖1。

燃?xì)忮仩t主要用于門(mén)站工藝調(diào)壓區(qū)的管道天然氣加熱及辦公區(qū)的冬季供暖，工藝調(diào)壓區(qū)與辦公區(qū)共用鍋爐，4臺(tái)鍋爐并聯(lián)，通過(guò)一套循環(huán)水泵，分2個(gè)支路分別給辦公區(qū)供暖、給調(diào)壓區(qū)加熱天然氣，工作人員主要通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)兩個(gè)區(qū)域流量。鍋爐開(kāi)啟時(shí)間為每年10月初到次年3月底。

3 設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

對(duì)該門(mén)站2020—2021年一個(gè)完整供暖期的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取進(jìn)入換熱器的天然氣流量、天然氣進(jìn)出口溫度、門(mén)站天然氣總消耗量、門(mén)站天然氣日消耗量等數(shù)據(jù)。

3.1 天然氣防凍堵加熱設(shè)備能耗估算

由此可見(jiàn)，采用更加精準(zhǔn)的控制，在以上2種控制策略下均可實(shí)現(xiàn)門(mén)站調(diào)壓區(qū)加熱能耗的大幅降低，控制出口溫度越低，節(jié)能量越大。不同控制策略的節(jié)能量及碳減排量匯總見(jiàn)表1。其中，碳排放量的計(jì)算式為

：

3.2 影響能耗的因素分析

門(mén)站2020—2021年供暖期的天然氣管道日流量、加熱設(shè)備天然氣進(jìn)出口溫差與調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量之間的關(guān)系見(jiàn)圖2。調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量通過(guò)門(mén)站天然氣日消耗量按94%的比例折算得到。通過(guò)相關(guān)性分析可得，調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量與天然氣管道日流量的相關(guān)系數(shù)約為0.94，屬于強(qiáng)正相關(guān)；調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量與加熱設(shè)備天然氣進(jìn)出口溫差的相關(guān)系數(shù)約為0.74，屬于強(qiáng)正相關(guān)。說(shuō)明調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量受天然氣管道日流量的影響最大，天然氣管道日流量越大，調(diào)壓區(qū)天然氣日消耗量越高；受加熱設(shè)備天然氣進(jìn)出口溫差影響相對(duì)較小。

比如有一段時(shí)期我們班的晨間鍛煉重點(diǎn)是練習(xí)投擲，我就為孩子們持續(xù)提供了大小、輕重不等的紙球、皮球、沙包、飛盤(pán)等，設(shè)置遠(yuǎn)近高低不等的投籃架、輪胎洞、塑料筐作為投擲點(diǎn)等，孩子們可以根據(jù)自己的能力大小自由選擇不同的活動(dòng)材料來(lái)練習(xí)投遠(yuǎn)、投準(zhǔn)等，在自己的原有水平上循序漸進(jìn)逐步提高獲得發(fā)展。

首先，按照策略1計(jì)算門(mén)站天然氣消耗量。在此條件下，一個(gè)完整供暖期的調(diào)壓區(qū)天然氣耗氣量約為162 848 m

，與調(diào)壓區(qū)實(shí)際消耗量相比，可節(jié)約天然氣約136 738 m

。假設(shè)辦公區(qū)天然氣消耗量保持不變，則門(mén)站天然氣消耗量與改造前相比減少42.9%。

3.3 加熱設(shè)備出口溫度影響分析

經(jīng)實(shí)地調(diào)研得知，門(mén)站預(yù)定控制策略為保證調(diào)壓器1.6 MPa壓力出口處天然氣出口溫度在0 ℃以上(稱(chēng)為策略1)，以保證下游管道經(jīng)過(guò)含水量較高土壤區(qū)不發(fā)生凍脹。加熱設(shè)備的出口溫度變化見(jiàn)圖3。

符號(hào)學(xué)詩(shī)評(píng)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，由前人不斷進(jìn)行補(bǔ)充和完善，如今已經(jīng)作為一種比較成熟的分析方式進(jìn)入了大學(xué)教學(xué)當(dāng)中，在法國(guó)和中國(guó)的許多高校中都開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程。但是我們?nèi)詰?yīng)看到，這種形式主義的分析評(píng)論仍存在一些局限：純粹形式主義的批評(píng)，不去解釋作品產(chǎn)生的社會(huì)背景和歷史原因，也不剖析作者創(chuàng)作的意圖，只能作為一種輔助的方法，而不能取代全面的詩(shī)歌評(píng)論；而從讀者的角度來(lái)說(shuō)，他們對(duì)于詩(shī)歌的解讀多數(shù)是一種閱讀過(guò)程中獲得的感性認(rèn)識(shí)，因此對(duì)形式主義的批評(píng)接受、理解程度仍不夠；再者，形式主義的批評(píng)同樣也無(wú)法指導(dǎo)詩(shī)歌的創(chuàng)作，這是其另一局限性。

在以往的教學(xué)場(chǎng)景中，多媒體教室通常使用傳統(tǒng)PC機(jī)作為主要的教學(xué)信息化設(shè)備，由于傳統(tǒng)PC機(jī)故障發(fā)生頻率較高，給運(yùn)維人員技術(shù)維護(hù)工作帶來(lái)巨大困擾。常見(jiàn)的故障簡(jiǎn)要分為軟件故障和硬件故障兩大類(lèi)。軟件故障主要表現(xiàn)為系統(tǒng)文件丟失、病毒入侵造成的系統(tǒng)崩潰等；硬件故障則主要表現(xiàn)為硬盤(pán)、內(nèi)存、顯卡、主板等硬件損壞。

4 改造方案

4.1 改造方案

——天然氣的碳氧化率，取值范圍為0～1，此處取0.99

4.2 基于不同控制策略的節(jié)能量計(jì)算

按照上述的改造方案，調(diào)壓區(qū)與辦公區(qū)可實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)，對(duì)門(mén)站進(jìn)行精準(zhǔn)的溫度控制與節(jié)能量預(yù)測(cè)。

此外，血漿蛋白抑制劑如α2-AP、酯酶抑制蛋白C1（C1-inactivator）、α1抗胰蛋白酶和α2巨球蛋白對(duì)tPA活性只是緩慢抑制，很可能在PAI-1耗盡后起作用，尤其對(duì)具有較長(zhǎng)半衰期的tPA變異體重組蛋白起到抑制作用［2］。

然而，天然氣管道日流量與下游用戶(hù)的需求密切相關(guān)，無(wú)法通過(guò)減少天然氣管道日流量來(lái)減少天然氣消耗量，而進(jìn)入加熱設(shè)備的天然氣溫度受到上游氣量調(diào)度的調(diào)壓影響，也不能通過(guò)控制進(jìn)口天然氣溫度來(lái)減少能耗。加熱設(shè)備的天然氣出口溫度成為天然氣消耗量控制的主要參數(shù)。

其次，通過(guò)對(duì)該門(mén)站下游最近調(diào)壓站天然氣進(jìn)站溫度的采集可得，由于土壤的傳熱作用，到達(dá)下游調(diào)壓站時(shí)的天然氣進(jìn)站溫度相比該門(mén)站出站溫度升高了約2～8 ℃，說(shuō)明適當(dāng)降低天然氣出站溫度，同樣可以保證下游管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)安全。因此，假設(shè)控制門(mén)站1.6 MPa壓力出口溫度大于-5 ℃(稱(chēng)為策略2)，可估算調(diào)壓區(qū)天然氣消耗量約為124 771 m

，與調(diào)壓區(qū)實(shí)際能耗相比，可節(jié)約天然氣約174 815 m

。假設(shè)辦公區(qū)天然氣消耗量保持不變，則門(mén)站天然氣消耗量與改造前相比減少54.9%。

該門(mén)站2020—2021年供暖期的天然氣消耗量約為318 709 m

。由于調(diào)壓區(qū)加熱設(shè)備及辦公區(qū)供暖系統(tǒng)采用同一熱源，不能實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)計(jì)量，因此在分析過(guò)程中根據(jù)熱負(fù)荷估算調(diào)壓區(qū)、辦公區(qū)天然氣消耗量。根據(jù)調(diào)壓區(qū)管道內(nèi)天然氣流量與加熱設(shè)備進(jìn)出口溫差估算調(diào)壓區(qū)天然氣消耗量，并根據(jù)辦公區(qū)建筑的供暖面積、供暖熱負(fù)荷指標(biāo)以及燃?xì)忮仩t實(shí)際運(yùn)行效率估算辦公區(qū)天然氣消耗量，二者之和與監(jiān)測(cè)所得的門(mén)站天然氣總消耗量相差在3%以?xún)?nèi)。根據(jù)二者的比例計(jì)算得出調(diào)壓區(qū)天然氣消耗量約占供暖期門(mén)站天然氣總消耗量的94%，約為299 586 m

。

地震活動(dòng)頻率上云南省MS6.5級(jí)以上地震的泊松分布參數(shù)為0.2154，每年發(fā)生MS6.5級(jí)以上大震概率為19.3%，約每5年發(fā)生一次，其中發(fā)生1次的概率為17.4%，2次以上的概率為1.9%。MS7.0級(jí)以上地震的泊松分布參數(shù)為0.1061，每年發(fā)生7級(jí)以上大震概率為9.5%，具有每10年發(fā)生1次的特點(diǎn)，其中發(fā)生1次MS7.0級(jí)地震的概率為17.3%，2次以上的概率為2%。

(1)

——門(mén)站天然氣消耗量，m

可以看出，經(jīng)加熱設(shè)備加熱后，加熱設(shè)備出口溫度處于35～55 ℃，溫度較高，經(jīng)過(guò)調(diào)壓器調(diào)壓后，1.6 MPa壓力出口溫度約為10～25 ℃，該溫度遠(yuǎn)高于策略1的0 ℃，這是門(mén)站天然氣消耗量偏高的直接原因。而造成這一問(wèn)題的主要原因是，調(diào)壓區(qū)與辦公區(qū)共用1套鍋爐加熱系統(tǒng)，在供暖期，為保證辦公區(qū)的正常供暖，供水溫度達(dá)到55 ℃，而系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)辦公區(qū)供暖和調(diào)壓區(qū)加熱的流量調(diào)節(jié)和合理分配，造成調(diào)壓區(qū)加熱溫度過(guò)高。

式中

——天然氣燃燒的CO

排放量(即碳排放量)，kg

——1 m

天然氣所含碳元素的質(zhì)量，kg

本文提出的改造方案是將天然氣加熱系統(tǒng)、建筑供暖系統(tǒng)分開(kāi)，各自獨(dú)立。由2臺(tái)4.2 MW的燃?xì)鉄崴仩t供調(diào)壓區(qū)天然氣加熱使用(1用1備)，2臺(tái)0.35 MW的燃?xì)鉄崴仩t供辦公區(qū)建筑供暖使用(1用1備)。建筑供暖系統(tǒng)新增2臺(tái)循環(huán)水泵、2臺(tái)補(bǔ)水泵。天然氣加熱系統(tǒng)、建筑供暖系統(tǒng)各自加裝熱計(jì)量表，便于對(duì)流量觀測(cè)與計(jì)量。節(jié)能改造后的供熱流程見(jiàn)圖4。

根據(jù)文獻(xiàn)[1]，天然氣低熱值取38.93 MJ/m

，單位熱量所含碳元素的質(zhì)量取0.015 3 kg/MJ，得到1 m

天然氣所含碳元素的質(zhì)量為0.595 6 kg。

由計(jì)算結(jié)果可知，經(jīng)過(guò)節(jié)能改造后，在辦公區(qū)供暖滿(mǎn)足最大熱負(fù)荷需求的條件下，調(diào)整調(diào)壓區(qū)加熱設(shè)備的控制溫度可節(jié)約的能耗(以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì))約為181.86～232.50 t，碳減排量可達(dá)295.62～377.95 t。

4.3 經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

按照上述方案，改造方案預(yù)算費(fèi)用為12.5×10

元，見(jiàn)表2。

使用Pinnacle 9.8計(jì)劃系統(tǒng)，對(duì)15例左側(cè)乳腺癌改良根治術(shù)后的患者分別設(shè)計(jì)6野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和7野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，射線(xiàn)能量選用6MV-X射線(xiàn)。6野調(diào)強(qiáng)(Ⅰ組)，射野角度為靶區(qū)形狀的切線(xiàn)方向；7野調(diào)強(qiáng)(Ⅱ組)是在6野的基礎(chǔ)上增加個(gè)垂直于胸壁的照射野，射野角度設(shè)置范圍(30°～40°)避開(kāi)手臂。處方劑量：50 Gy/25次。為改善胸壁劑量，在皮膚表面放置0.5 cm厚度的組織等效補(bǔ)償膜。

按此節(jié)能改造方案，以2種不同的溫度控制策略節(jié)約能耗量為基準(zhǔn)，計(jì)算得投資回收期約為0.33 a、0.26 a。綜合節(jié)能量、碳減排量以及經(jīng)濟(jì)性多方面考慮，建議著手進(jìn)行門(mén)站節(jié)能改造。

同時(shí)，為制造復(fù)合多功能地膜，徐華[11]在紙基地膜的表面噴淋不干膠，然后涂布一層粘蟲(chóng)劑，用來(lái)防止爬蟲(chóng)和飛蟲(chóng)侵入，同時(shí)需要額外的薄膜對(duì)粘蟲(chóng)劑進(jìn)行保護(hù)。段蘊(yùn)華等[9]在涂布液中添加肥料或除草劑，制作出具有肥效或除草功能的紙基地膜。

5 結(jié)論

① 針對(duì)門(mén)站調(diào)壓區(qū)、辦公區(qū)共用1套加熱系統(tǒng)的問(wèn)題，提出節(jié)能改造方案，并給出2種不同的溫度控制策略，預(yù)計(jì)節(jié)約能耗(以標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì))分別為181.86、232.50 t，碳減排量可達(dá)295.62、377.95 t，投資回收期約為0.33、0.26 a。

② 控制1.6 MPa壓力出口溫度為0 ℃為最安全的策略，門(mén)站天然氣消耗量比改造前降低42.9%，控制1.6 MPa壓力出口溫度為-5 ℃也可以保證運(yùn)行安全，門(mén)站天然氣消耗量比改造前降低54.9%。

[1] 國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心. 中國(guó)石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南(試行)[EB/OL]. [2022-06-22]. https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201502/t20150209_963759.html?code=&state=123.