管线压缩机组是天然气长输管线的心脏设备，西气东输一线工程就设有22个加压站，共44台电驱和燃驱压缩机组。长期以来，管线压缩机组一直被美国GE、德国西门子和曼透平以及英国罗-罗所垄断。

1.长输管线压缩机国产化历程

2000年以来，从西气东输一线工程开始，沈鼓集团就积极开展管线压缩机的研发工作，攻克了管线压缩机方面一系列技术难题，为研制西气东输工程用长输管线压缩机做好了技术储备。

2005年，在国家能源局协调下，中石油公司确定在西气东输增输工程中为国产压缩机提供实践机会，沈鼓集团承担了定远站管线压缩机的制造任务。2005年8月，沈鼓集团和中石油公司正式签订首台长输管线压缩机制造供货合同，但合同规定该长输管线压缩机由美国GE公司负责产品设计，沈鼓集团完成产品生产制造和试验。2008年12月，沈鼓集团在GE公司的监制下完成了产品制造；2009年4月，完成管线压缩机厂内安装、调试、试验，发运西气东输工程定远站；2009年7月定远站国产管线压缩机现场装配成功，并投产运行。实际运行表明：机组各项指标均达到国际先进水平。定远站管线压缩机的合作成功，为沈鼓集团独立研制管线压缩机积累了宝贵的经验。

2008年，中石油公司与沈鼓集团共同编制了《西气东输二线工程配套压缩机组国产化可行性论证报告》，并通过了国家能源局组织的长输管线压缩机组国产化论证。2009年，沈鼓集团承担了西气东输二线西段工程乌鲁木齐、永昌和瓜州站配套国产化电驱压缩机供货。2009年11月，国家能源局组织召开了西气东输三线工程“天然气长输管道关键设备国产化研制工作启动暨签约仪式”，并与中石油公司签订了《国产化20MW级电驱压缩机组研制合同》。其后，沈鼓集团与中石油公司签订了压缩机机组成套研制合同，沈鼓集团作为总成套研制单位，上海电气集团上海电机厂有限公司、哈电集团哈尔滨电气动力装备有限公司作为长输管线压缩机组配套电机国产化研制单位；上海广电（电气）集团股份有限公司、鞍山荣信电力电子股份有限公司作为长输管线压缩机组配套变频器国产化研制单位，共同开展20MW级电驱压缩机组的研制任务。

历时3年，在国家能源局、中国机械工业联合会和中石油公司各级领导精心组织和协调下，经各研制单位的密切配合、通力研发，最终完成了长输管线电驱压缩机组国产化研制。2011年8月，3台管线压缩机完成厂内机械运转试验、性能试验，并运到用户现场。

机组运行情况表明：机组运行平稳，压缩机振动值小于15μm，远低于API617规定的要求，机组效率高，符合合同要求和规定的技术标准。该机组的研制成功，填补了国内空白，取得了多项技术创新成果：自主研发出高效管线压缩机模型级，形成性能型谱，压缩机整机效率达到87.5%；机组整体结构设计上，采用先进的转子动力学和结构分析设计软件，对管线压缩机进行了整体结构分析和优化设计，显著提高了机组的稳定性；工艺技术和试验手段先进，采用自主开发的闭式整体铣制叶轮加工等新技术，建立了管线压缩机专用的成熟、严密的制造工艺体系和试验手段，保证了机组具有良好的综合性能。

图A-28所示为高陵站国产长输管线压缩机组。

图A-28 高陵站国产长输管线压缩机组

2.长输管线电驱压缩机组关键技术及创新点(www.daowen.com)

（1）压缩机 运行区域宽，流量调节范围广，国产管线压缩机流量调节范围为45%～150%，国外先进机组流量调节范围为65%～135%；模型级效率高，性能曲线平坦，沈鼓集团开发成功的管线压缩机多变效率为87%，与国外水平相当；压缩机振动值小于15μm，优于API标准要求（25.4μm）；高稳定性转子结构优化设计，包括高压大型筒型机壳与端盖采用卡环结构设计，双保护阶梯、防爆、子午钢帘SPRINGSELE密封圈结构设计等；采用了大型筒型PCL机壳加工技术和叶轮的整体铣制加工技术等。

（2）电动机 首次开发并实现了适用于大功率超高速变频调速同步电动机起动及运行配套的无刷励磁系统，实现了20MW级变频调速同步电动机的无滑环变频同步起动及运行；采用了整浸结构的半组式换位定子线圈，保证了电动机具有优良的绝缘性能、耐热性能及抗振性能；针对电压源型变频器供电的特点，采用超大气隙和全阻尼结构设计，有效地削弱了高次谐波的不利影响；采用先进的正压通风防爆技术，满足了大功率超高速变频调速。

（3）变频器 首次成功地将IGBT、IEGT元器件用于串联多电平大功率变频装置，提高了设备的安全性、可靠性和可维护性；开发和应用了大功率同步电动机无速传感器磁场定向矢量控制技术，减少了维护量，使机组调速性能优良，运行稳定，抗负荷波动能力大大增强；开发和应用了水冷散热器快速插拔与自动闭锁技术、IEGT元器件箱位缓冲技术，以及无刷励磁装置软硬件冗余设计及在线切换技术；研制出大功率变频器功率单元、励磁系统及控制系统的故障保护策略。

3.成果鉴定及获奖情况

2011年10月18日，受国家能源局委托，中国机械工业联合会和中石油公司组织召开了“天然气长输管线压缩机”新产品鉴定会，专家组听取了沈鼓集团为西气东输工程研制的7台长输管线压缩机（定远、瓜州、永昌、乌鲁木齐、黄陂、高陵、淮阳）的研制工作总结报告，查阅了有关技术文件，考察了试验现场。经过讨论，专家组一致认为沈鼓集团研制的长输管线压缩机主要技术指标达到国际领先水平，机组的研制成功，是我国大型离心压缩机设计制造技术的重大突破，填补了国内空白，打破了该类产品长期依赖进口的局面。

2011年12月6日，由国家能源局主持，中国机械工业联合会和中石油公司组织召开了“天然气长输管线20MW级电驱压缩机组成套设备”新产品出厂鉴定会。鉴定委员会专家认为：该成套设备达到了研制合同要求，可满足天然气长输管线对压缩机组配套的需求，同意通过新产品出厂鉴定。

2014年12月，天然气长输管线20MW级电驱压缩机组研制成果通过了中国机械工业联合会的科技成果鉴定。鉴定表明：该机组投产运行超过24000万h，高陵站整站国产化机组运行超过5000h，机组加工、安装质量优良，运行平稳，性能可靠；机组各项技术指标均达到了国际同类产品的先进水平，部分指标居国际领先水平。

“天然气长输管道压缩机组研制”项目先后获得2012年度中国机械工业科学技术奖一等奖、2013年度辽宁省科学技术进步奖一等奖；“20MW级变频电驱压缩机组研制及工业性应用”获2015年度中国机械工业科学技术奖特等奖等。

自长输管线压缩机组研制成功至今，沈鼓集团已经完成50多套国产化机组供货，彻底打破外商在此领域的技术和市场垄断，促进了我国天然气产业的可持续快速发展。同时长输管线压缩机组的研制成功，也是我国风机行业的一个重大技术突破，推动了我国风机行业技术水平的进一步发展与提升。