城市建設(shè)Cheng Shi Jian She燃?xì)怆姀S天然氣調(diào)壓站系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)高春艷徐光宇中國機(jī)械設(shè)備工程股份有限公司北京10005【摘要】天然氣調(diào)壓站是改善的夭然氣品質(zhì),使之滿足燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣要求的重要處理系統(tǒng),它直接關(guān)系到下游的機(jī)鉏和設(shè)備安全平穩(wěn)運(yùn)行。根據(jù)上游天然氣品質(zhì)特性和現(xiàn)場布置條件,對(duì)天然氣調(diào)壓站系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì),可以提高機(jī)鉏運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、降低造價(jià)、減少能耗【關(guān)鍵詞】天然氣調(diào)壓站;燃?xì)廨啓C(jī);天然氣;單【中圖分類號(hào)】TM621【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】隨著西氣東輸天然氣輸氣工程的建設(shè),以及燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組以其整2.5加熱單體循環(huán)效率高、造價(jià)低、污染小、占地少、建設(shè)周期短、運(yùn)行靈活、適合調(diào)峰等天然氣的來氣溫度較低而不滿足燃?xì)廨啓C(jī)要求的時(shí)候,就需要對(duì)天然氣進(jìn)優(yōu)點(diǎn)在國內(nèi)得到迅速發(fā)展。天然氣調(diào)壓站是天然氣進(jìn)入電廠后的第一道處理系行加熱來提高天然氣的溫度。加熱天然氣通常有以下三種方式統(tǒng),直接影響到燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在保證系統(tǒng)設(shè)備(1)水浴式加熱器:水浴加熱器是集熱水鍋爐和換熱器為一體的設(shè)備,由爐穩(wěn)定和安全可靠運(yùn)行的前提下,合理優(yōu)化配置天然氣調(diào)壓站的系統(tǒng)設(shè)備,可以提本體及燃燒器等組成。它利用除鹽水為中間傳熱介質(zhì),除鹽水吸收火筒中燃燒天高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、降低造價(jià)、減少能耗。1天然氣調(diào)壓站的作用的天然氣壓力一般在0.2MPa左右,因此,直接取自天然氣主管道的天然氣需要目前國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)電廠的天然氣的來源主要有兩種:一種為來自國外的液化配置一套減壓裝置,以滿足水浴爐對(duì)天然氣壓力的需求天然氣(LNG),另一種為國內(nèi)氣源,主要通過西氣東輸管線接入電廠電加熱器:電加熱器利用電能直接加熱天然氣,加熱方式簡單,但直接對(duì)于來自國外的LNG氣源,液化天然氣首先經(jīng)海上船運(yùn)至LNG接收站,在消耗高品質(zhì)能源。由于天然氣調(diào)壓站屬于防爆區(qū)域,電加熱器需要選用接收站內(nèi)經(jīng)過氣化,然后通過天然氣管道送至各個(gè)電廠。在每個(gè)電廠供氣方均設(shè)品,其控制系統(tǒng)若安裝在現(xiàn)場,需要選用防爆型的控制柜,若安裝在安全區(qū)域內(nèi)置供氣末站,將較高的壓力進(jìn)行減壓,然后再將氣體送入電廠設(shè)置的天然氣調(diào)壓則不必選擇防爆型的控制柜。電加熱器可以選用立式和臥式型式站。對(duì)于國內(nèi)的氣源,天然氣的來源為輸氣干線上接出一條支線進(jìn)入分輸站,分(3〕管殼式換熱器:以燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生的過熱水或蒸汽為熱源,通過管輸站進(jìn)行調(diào)壓后再送入電廠設(shè)置的天然氣調(diào)壓站殼式換熱器對(duì)天然氣加熱。這種換熱方式運(yùn)行可靠,系統(tǒng)配置簡單,造價(jià)低,運(yùn)天然氣調(diào)壓站是燃?xì)廨啓C(jī)電廠對(duì)天然氣的主要處理系統(tǒng),其主要作用如下行經(jīng)濟(jì)。但對(duì)于距離主廠房區(qū)較遠(yuǎn)的天然氣調(diào)壓站,就需要鋪設(shè)較長的管道,需降壓、穩(wěn)壓,將上游供氣末站提供的壓力較高的天然氣降至下游燃?xì)廨喴C合考慮其可靠性和經(jīng)濟(jì)性機(jī)所需要的壓力和流量,并達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)26調(diào)壓單(2)清除天然氣的雜質(zhì)。采用慣性分離、介質(zhì)過濾、凝聚和燃料加熱等方調(diào)壓單元是調(diào)壓站的主要壓力控制裝置,分為單元制配置與法,清除天然氣中固體顆粒及液滴等雜質(zhì),使進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)中的氣體燃料負(fù)荷規(guī)單元制調(diào)壓方案中,每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)配置一用一備的調(diào)壓支路;在完成多3)保護(hù)下游管道和設(shè)備。在機(jī)組或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),調(diào)壓站中設(shè)置的安全臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的供氣。每條調(diào)壓支路通常串連配置有進(jìn)出口手動(dòng)隔裝置如緊急切斷閥〔ESD)等動(dòng)作,快速切斷向下游的供氣,避免故障的擴(kuò)大和斷閥、監(jiān)控調(diào)壓器、工作調(diào)壓器。正常工況下,工作調(diào)壓器調(diào)節(jié)「壓站出防止上游高壓的天然氣危害到下游的設(shè)備及管道壓力,當(dāng)工作調(diào)壓器故障時(shí),工作調(diào)壓器為事故常開狀態(tài),此時(shí)工作調(diào)壓器下2天然氣調(diào)壓站配置優(yōu)化設(shè)計(jì)游壓力升高,監(jiān)控調(diào)壓器監(jiān)測到下游壓力升高后,自動(dòng)投入運(yùn)行。為了加速監(jiān)控天然氣調(diào)壓站主要包括天然氣人口切斷、計(jì)量、粗分離、分離/過濾、加熱、調(diào)壓器的反應(yīng)速度,監(jiān)控調(diào)壓器配置有加速器;如果監(jiān)控調(diào)壓器也發(fā)生故障,監(jiān)壓力調(diào)節(jié)、天然氣分配、排放、排污、在線監(jiān)測、安全監(jiān)測、電氣控制、儀表控控調(diào)壓器為事故常關(guān)配置,該調(diào)壓支路自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)工作調(diào)壓支路關(guān)閉后,調(diào)制、數(shù)據(jù)通信等裝置。其基本工藝單元示意圖如圖1所示。壓站出口壓力將逐步降低降低到備用調(diào)壓支路的工作調(diào)壓器設(shè)定點(diǎn)的候,備用支路的工作調(diào)壓器自動(dòng)投入工作。如果下游壓力非正常繼續(xù)上升至放散集中放赦單閥設(shè)定壓力,放散閥啟動(dòng);如果壓力繼續(xù)上升達(dá)到安全切斷閥設(shè)定壓力時(shí),安全切斷閥切斷,保證系統(tǒng)安全調(diào)壓器的壓力控制型式有自力式和浮動(dòng)給定值式兩種。自力式調(diào)壓器的壓力口單元計(jì)量單元粗分離單元分離/過濾單元加熱單調(diào)壓單元反饋信號(hào)是在調(diào)壓器出口,即保證調(diào)壓器出口壓力為定值:浮動(dòng)給定值式調(diào)壓器的壓力反饋信號(hào)來自燃?xì)廨啓C(jī)前,保證燃?xì)廨啓C(jī)前的壓力是定值燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷不同時(shí)所需要天然氣壓力也不同。調(diào)壓閥選型時(shí),要根據(jù)不同的燃?xì)廨啓C(jī)要求以及現(xiàn)場布置條件,綜合考慮選擇調(diào)壓閥的型式。如果燃?xì)廨啓C(jī)給定的人口天然氣壓力范圍較大,可以配置自立式調(diào)壓閥,期初投資低些。如果圖1調(diào)壓站基本工藝單元示意圖電廠的調(diào)壓站距離主廠房區(qū)域遠(yuǎn)且天然氣前置模塊的壓降大,自立式調(diào)節(jié)閥在燃在充分考慮安全、節(jié)省投資以及投產(chǎn)后便于運(yùn)行檢修的基礎(chǔ)上,可以對(duì)調(diào)壓氣輪機(jī)低負(fù)荷時(shí)不能滿足燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣壓力要求,調(diào)壓閥可以選擇浮動(dòng)給定值的系統(tǒng)配置和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理優(yōu)化,并且充分有效地進(jìn)行利用,使其達(dá)到最式,精確地控制燃?xì)廨啓C(jī)錢的壓力穩(wěn)定,這種型式的調(diào)節(jié)閥投資高些。佳的運(yùn)行效果除上述單元之外,天然氣的集中放散及凝析液收集單元也是非常重要的輔助人口單元主要設(shè)備包括緊急切斷閥和絕緣接頭。人口處配置絕緣接頭,實(shí)設(shè)備現(xiàn)調(diào)壓站與上游輸氣管線的電絕緣,確保入口安全。絕緣接頭后配置急切斷閥(1)集中放散單元:集中放散裝置主要包括各個(gè)單元的安全放散閥及放散管〔ESD),緊急切斷閥一般選擇失效關(guān)閉型執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的球閥,采用氣動(dòng)裝置,道、集中放散塔等。目前集中放散塔主要有直排式啟散筒、直接火炬和封閉式火驅(qū)動(dòng)氣源為儀表空氣,并通過電磁閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,在發(fā)生天然氣大量泄漏、火炬。其中,封閉式火炬更符合環(huán)保和安全的需求。在選擇放散裝置的時(shí)候,一定災(zāi)或其他緊急事件時(shí),就地或遠(yuǎn)控迅速切斷氣源,保證電廠的安全,ESD閥關(guān)閉要充分考慮最大放散量和當(dāng)?shù)丨h(huán)境對(duì)噪音的要求時(shí)間≤1s,開啟時(shí)間<3s(2)冷凝收集單元:冷凝收集裝置主要包括粗分離器和過濾器的排污裝置2計(jì)量單元排污管道和冷凝儲(chǔ)罐。在選配冷凝儲(chǔ)罐的時(shí)候一定要考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度,若環(huán)天然氣經(jīng)過入口單元后進(jìn)入計(jì)量單元進(jìn)行計(jì)量,以便于與上游供氣商貿(mào)易計(jì)境溫度低于0℃,就需要對(duì)冷凝收集裝置進(jìn)行必要的保溫和伴熱,防止發(fā)生冰凍量進(jìn)行準(zhǔn)確性校對(duì)。站內(nèi)所有天然氣通過超聲波流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量,超聲波流量計(jì)現(xiàn)象。儲(chǔ)罐中的冷凝液可通過排污泵排到收集車中,運(yùn)到垃圾處理廠進(jìn)行處理為1×I00%配置,同時(shí)配置流量計(jì)算機(jī),并由流量計(jì)算機(jī)調(diào)校為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓站內(nèi)設(shè)置就地控制室,集中控制室內(nèi)一般配置可編程控制器(PLC)溫度、壓力,氣體流量可由流量計(jì)算機(jī)的顯示器即時(shí)顯示。本單元還配置在線色不間斷電源(UPS)、流量計(jì)量柜、色譜柜、配電盤等,來實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能單元的譜分析儀,實(shí)現(xiàn)氣體質(zhì)量的在線監(jiān)控,并與流量計(jì)和流量計(jì)算機(jī)配合實(shí)現(xiàn)熱值計(jì)監(jiān)控,調(diào)壓站控制系統(tǒng)具有與全廠DCS的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口算。流量計(jì)設(shè)有一個(gè)旁路,在流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)開3結(jié)論23粗分離單元在燃?xì)廨啓C(jī)電廠中,天然氣調(diào)壓站是把好天然氣“入口”質(zhì)量關(guān)并使其符合粗分離單元的主要功能為清除天然氣中的大的固體顆粒和游離液滴,以及在燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)天然氣要求的重要處理系統(tǒng)。必須做好天燃?xì)庹{(diào)壓站的選運(yùn)行初期階段受施工等多種因素影響而存留在管道內(nèi)部的雜質(zhì)等污物。粗分可能地利用自身資源,合理優(yōu)化調(diào)壓站的配置,降低投資,提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)離單元主要設(shè)備是旋風(fēng)分離器,經(jīng)它分離出來的污物沉落到分離器的底部,天然性,達(dá)到最大程度的節(jié)能降耗氣經(jīng)出口引出。旋風(fēng)分離器容量為1×120%配置,并配有球閥旁路,維修時(shí)可短(1)根據(jù)天然氣的品質(zhì)特性分析,判斷粗分離單元是否有必要設(shè)置期供氣。另外,本單元還配有連鎖控制的自動(dòng)排污閥和高低液位開關(guān),自動(dòng)將雜(2)加熱單元的選配根據(jù)上游天然氣來氣溫度和燃?xì)廨啓C(jī)的需求決定,采用質(zhì)從排污母管排入冷凝儲(chǔ)罐的加熱方式應(yīng)充分利用電廠的余熱4分離/過濾單元3)調(diào)壓支路的配置方式以及調(diào)壓閥型式的選擇,應(yīng)根據(jù)主設(shè)備要求、機(jī)組單元為精過濾單元,用于將天然氣中固體小顆粒和小液滴分離出來,給燃可靠性要求和現(xiàn)場布置條氣輪機(jī)提供清潔的天然氣。過濾器可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置兩用一備或一用一備。過參考文獻(xiàn)中國煤化濾器的工作原理是根據(jù)篩除效應(yīng)、深層效應(yīng)和靜電效應(yīng)來清除天然氣中的雜質(zhì)呂小蘭,燃機(jī)電廠H比工1。過濾器一般分為兩段式設(shè)計(jì),第一段為分離段,采用擋板分離和旋風(fēng)分離的6-9CNMHG過濾芯過濾的清潔天然氣經(jīng)出口引出。此外,還配置了連鎖控制的自動(dòng)排污閥和燃?xì)?2009(9):8-10改進(jìn)措施],城市高低液位開關(guān),將沉積于過濾段和分離段底部的雜質(zhì)自動(dòng)排人冷凝儲(chǔ)罐。作者簡介:高春艷(1974-),女,中級(jí)工程師,碩士,從事電廠建設(shè)工作商品與質(zhì)量SHANGPINYUZHILIAN