石油与天然气的应用与自来水的处理流程类似,天然气也要经过气源地采集、加工、加压/加热、存储、管输、分输等一系列操作流程,才会终进入工厂和千家万户。
下图是天然气集输系统的处理流程,从位于图片中央最上放的天然气井(Gas Wells)开始,天然气依次经由处理厂(process plants)、加压站(compressor station)、地下储气库(gas storage facility,非必要)、长输管道(transmission line)、调压站(regulator station)、安全阀室(safety valve monitor),最后才被分输系统(distribution system)配送至工业用户和城市燃气管网(城市燃气是独立的一套系统)。
<img src="https://pic3.zhimg.com/76a0617a2cafa8ff90511c18f64ee872_b.png" data-rawwidth="600" data-rawheight="186" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="600" data-original="https://pic3.zhimg.com/76a0617a2cafa8ff90511c18f64ee872_r.jpg"> 来源:Pacific Gas and Electric Company
需要说明的一点是,新闻中常提到的“西气东输”、“中俄管道”、“中缅管道”,只负责完成从加压站(compressor station)至分输系统(distribution system)部分的工作,也就是介质的存储和运输。
还有一个不能忽略的设施,就是控制中心(gas control center)和SCADA 系统(Supervisory Control And Data Acquisition System),控制中心负责整个生产的调度和实时监控,而SCADA系统,即数据采集与监视控制系统控制系统,为长距离的实时监控提供了可能。
下图是“西气东输”SCADA系统的拓扑图,图中左上方是“上海调度控制中心”,右上方是“北京调度控制中心”,典型的异地容灾模式;图片中间的部分是通讯网络;图片最下方就是长输管道(pipeline,灰色的管道)、工艺站场(黑点)、安全阀室(灰点);通讯网络和管道之间,就是各个典型站场、阀室的站控SCADA系统的结构图。(图片来自网络,内容已失效,工程后期有较大调整)
<img src="https://pic2.zhimg.com/92a7cd2243a99da841adfa3aca1a408d_b.png" data-rawwidth="500" data-rawheight="335" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="500" data-original="https://pic2.zhimg.com/92a7cd2243a99da841adfa3aca1a408d_r.jpg"> 原油、成品油、天然气、页岩气的管输流程基本类似,当然,随着输送介质的不同,每个环节的处理工艺和处理设备也会不一样,具体不再赘述。
最后上一组清晰一点的图片,这是天然气:
<img src="https://pic2.zhimg.com/c68579a5a67164a23c6677f8cf23c3cd_b.png" data-rawwidth="470" data-rawheight="312" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="470" data-original="https://pic2.zhimg.com/c68579a5a67164a23c6677f8cf23c3cd_r.jpg"> 这是原油:<img src="https://pic1.zhimg.com/427aaadbad8535041a99620e2ed974f0_b.png" data-rawwidth="470" data-rawheight="435" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="470" data-original="https://pic1.zhimg.com/427aaadbad8535041a99620e2ed974f0_r.jpg">