天然气调压与安全的探讨

天然气调压与安全的探讨天然气调压与安全的探讨 有些中小城镇的天然气工程由于缺少技术支持和管理经验 资金短缺 不能像大型城镇的天然气工程那样 进行充分论证 和精心设计 而往往是在没有合理统筹规划和工程设计的情况 下匆匆上马 工艺过程不理想 设备配置比较简化 更没有能 力步建设耗资巨大的用于专门储气调峰的设施 以至于不可避 免地在运行 作和设备安全等方成存在这样或那样的弊端和隐患 本文对有关问题进行探讨 1 分输站 门站的布局和工艺设计 1 1 方案确定 天然气分输站和门站功能的确定 设备配置以及分输管道 的设计压力等技术方案 一定要结合门站选址以及两站间的地 理环境和距离等实际情况进行 中小城镇天然气工程分输站和 门站的布局和工艺设计 基本上有以下两种方案 1 门站 近分输站 相对远离市区 基本上没有分输管 道 但门站到城镇管网的输气干管较长 这种情况下 通常采 用的方案为 分输站不需要压力控制 仅设关断和管道超压保 护 分输管道可按输气管道的要求设计 多采用与长输管道相 同的压力等级 在城镇门站中 要求具备压力调节 安全切断 和安全放散等功能 门站中调压设备承压能力必须与长输管道 选取相同的压力等级 调压器的工作能力要保证在长输管道的 最低运行压力下 能够满足城镇高峰用气的需求 储气调峰可 以完全由上游承担 2 门站远离分输站 尽量 近市区 分输管道较长 但 门站到城镇管网的输气干管较短 这种情况下多采用以下方案 分输站设压力控制 并配备相应的安全切断和安全放散等装置 分输管道按城市燃气管道的要求进行设计 其设计压力采用城 市燃气管道允许的等级 尽可能高一些为好 但是 城镇燃气 部门上出于安全考虑 在门站同样也要配备压力调节及相应的 安全切断和安全放散等装置 这种情况下 确定调压器工作能 力的进口压力尽力尽可能低一些 这样 可利用的分输管道和 上游长输管道的储气调峰能力就越大 1 2 方案比较 与第二种方案相比 第一种方案工程的总投资少 并且可 以充分地利用长输管道的储气功能 城市管网设计压力等级可 选范围也更大些 这对下游城市管网工程的实施更为有利 因 此尽可能优先选用 但是 有的中小城镇天然气工程不是按以 上的方案进行实施 常常出现以下几种不合理的状况 分输 站和门站虽然相邻 但各自都配置了调压设备 形成二级调压 系统 分输站没有调压功能 门站调压系统的前端 进气端 压力等级却低于长输管道压力等级 门站调压进口有可能出现 超压的危险 形成了事故隐患 两站调压设备选型时 用于 调压能力计算的进口压力取值不合理 有的为了减小调压器和 配套设备的规格 取值过高 造成调压器配置过小 2 调压系统安全装置 2 1 调压系统安全装置的要求 由于安全装置的合理配置对城镇燃气输配系统的安全稳定 运行具有至关重要的意义 不仅选用的安全装置本身必须性能 可 而且配置方案也要功能齐全 只有如此 才能确保系统的 运行安全和事故的零概率 由于我国现行的 城镇燃气设计规 范 以下 规范 对调压站安全装置的配置只作了一些原 则性的要求 对安全装置的配置数量 性能和关闭泄漏量没有 明确的规定 我们建议在 规范 没有做出明确具体规定的情 况下 安全装置的选型和配置可以参照国外标准 并结合实际 情况 适当地提高档次 并在工程的验收中严格把关 2 2 德国调压系统安全装置配置的有关规定 2 2 1 调压器进口压力 p1 为 0 01 0 4mpa 时 1 主安全装置 配备同时具有在规定的超压 p0 和欠压 pu 值下动作的安全 切断阀 或者配备具有在最大进口压力 p1 下放散量达到调压系 统能通过的最大流量 qmax 的安全放散阀 2 辅助安全装置 配备满足调压器系统本身可能的泄漏流量的放散量的安全 放散阀 或者配备满足调压设备因温度变化 造成系统气体膨 胀时需求进行泄压的放散量的安全放散阀 2 2 2 调压器进口压力 p1 为 0 4 10mpa 时 1 主安全装置包括绝对必要的和必要的主安全装置 绝对必要的主安全装置 配备在规定的超压 po 和欠压 pu 下都能动作的安全切断阀 必备 要的主安全装置 视进出口压差而异 配备只 在规定的超压 po 下动作的安全切断阀 见图 1a 或者 配 备调压器 见图 1b 或者 配备满足调压器在最大时口压力 p1 下放散量通过能力 qmax 的的安全放散阀 见图 1c 2 辅助安全装置 配备满足保证调压站加热系统安全要求的安全切断阀 或 者配备满足调压产系统因温度变化导致介质膨胀时进行泄压需 求的放散量的安全放散阀 或者配备满足调压器关闭过程中出 现超压现象时进行放散要求的安全放散阀 3 调压器对管道储气调峰的影响 按照 城镇燃气设计规范 要求 对来气压力较高的天然 气系统宜采用管道储气方式 这对用管道储气调峰能力有很大 关系 因此 管道储气调峰不是单纯加大输气管道管径就能解 决问题 管道储气是压气储气的一种 调用管道储气的过程是使上 游管道降压过程 允许的压力降越大 可用的调峰气量就越多 另一方面 随着上游管道压力的下降 调压器的通过能力能否 满足调峰时的用气负荷 这就在调压站设计中 进行调压器选 型时提出了一个重要的课题 调压器进出口的设计压力和调压站 的最大工作能力如何确定 如果简单地按上游工艺提供压力参 数 下游的高峰用气负荷以及下游管网的允许运行压力进行调 压器选型 忽略了用气高峰对管道调峰的需求以及管网工况可 能的变化 就不能充分发挥管道调峰的功能 因此 我们提出 一个有利于管道调峰能力的设计思路 1 调压站的设计流通能力不低于下游用气高峰负荷 2 调压站的上下游和设计压差取上下游的最小差压 即 调压站的下游压力 下游管网的设计压力 调压站的 上游压力 下游管网的设计压力 调压器的最小启动压差 调压器 工作压差的裕度 多数调压器的最小启动压差为 0 05mpa 视调压器的类型 而不同 调压器工作差压的裕度要尽量小一些 根椐实际情 况可以取 0 05 0 10mpa 应该指出 这样做 调压器的规模必须加大或