天然氣調(diào)壓與安全的探討

1、天然氣調(diào)壓與安全的探討 有些中小城鎮(zhèn)的天然氣工程由于缺少技術(shù)支持和管理經(jīng)驗，資金短缺，不能像大型城鎮(zhèn)的天然氣工程那樣，進(jìn)行充分論證和精心設(shè)計，而往往是在沒有合理統(tǒng)籌規(guī)劃和工程設(shè)計的情況下匆匆上馬，工藝過程不理想，設(shè)備配置比較簡化，更沒有能力步建設(shè)耗資巨大的用于專門儲氣調(diào)峰的設(shè)施，以至于不可避免地在運行*作和設(shè)備安全等方成存在這樣或那樣的弊端和隱患。本文對有關(guān)問題進(jìn)行探討。 1 分輸站、門站的布局和工藝設(shè)計 1.1方案確定天然氣分輸站和門站功能的確定、設(shè)備配置以及分輸管道的設(shè)計壓力等技術(shù)方案，一定要結(jié)合門站選址以及兩站間的地理環(huán)境和距離等實際情況進(jìn)行。中小城鎮(zhèn)天然氣工程分輸站和門站的布局和工藝設(shè)

2、計，基本上有以下兩種方案。（1）門站*近分輸站，相對遠(yuǎn)離市區(qū)，基本上沒有分輸管道，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較長。這種情況下，通常采用的方案為：分輸站不需要壓力控制，僅設(shè)關(guān)斷和管道超壓保護。分輸管道可按輸氣管道的要求設(shè)計，多采用與長輸管道相同的壓力等級。在城鎮(zhèn)門站中，要求具備壓力調(diào)節(jié)、安全切斷和安全放散等功能，門站中調(diào)壓設(shè)備承壓能力必須與長輸管道選取相同的壓力等級，調(diào)壓器的工作能力要保證在長輸管道的最低運行壓力下，能夠滿足城鎮(zhèn)高峰用氣的需求，儲氣調(diào)峰可以完全由上游承擔(dān)。（2）門站遠(yuǎn)離分輸站，盡量*近市區(qū)，分輸管道較長，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較短。這種情況下多采用以下方案：分輸站設(shè)壓力控制，

3、并配備相應(yīng)的安全切斷和安全放散等裝置。分輸管道按城市燃?xì)夤艿赖囊筮M(jìn)行設(shè)計，其設(shè)計壓力采用城市燃?xì)夤艿涝试S的等級（盡可能高一些為好）.但是，城鎮(zhèn)燃?xì)獠块T上出于安全考慮，在門站同樣也要配備壓力調(diào)節(jié)及相應(yīng)的安全切斷和安全放散等裝置。這種情況下，確定調(diào)壓器工作能力的進(jìn)口壓力盡力盡可能低一些，這樣，可利用的分輸管道和上游長輸管道的儲氣調(diào)峰能力就越大。 1.2方案比較與第二種方案相比，第一種方案工程的總投資少，并且可以充分地利用長輸管道的儲氣功能，城市管網(wǎng)設(shè)計壓力等級可選范圍也更大些，這對下游城市管網(wǎng)工程的實施更為有利，因此盡可能優(yōu)先選用。但是，有的中小城鎮(zhèn)天然氣工程不是按以上的方案進(jìn)行實施，常常出現(xiàn)以

4、下幾種不合理的狀況：分輸站和門站雖然相鄰，但各自都配置了調(diào)壓設(shè)備，形成二級調(diào)壓系統(tǒng)；分輸站沒有調(diào)壓功能，門站調(diào)壓系統(tǒng)的前端（進(jìn)氣端）壓力等級卻低于長輸管道壓力等級，門站調(diào)壓進(jìn)口有可能出現(xiàn)超壓的危險，形成了事故隱患；兩站調(diào)壓設(shè)備選型時，用于調(diào)壓能力計算的進(jìn)口壓力取值不合理，有的為了減小調(diào)壓器和配套設(shè)備的規(guī)格，取值過高，造成調(diào)壓器配置過小。 2 調(diào)壓系統(tǒng)安全裝置 2.1 調(diào)壓系統(tǒng)安全裝置的要求由于安全裝置的合理配置對城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有至關(guān)重要的意義，不僅選用的安全裝置本身必須性能可*，而且配置方案也要功能齊全，只有如此，才能確保系統(tǒng)的運行安全和事故的零概率。由于我國現(xiàn)行的城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)

5、計規(guī)范（以下規(guī)范）對調(diào)壓站安全裝置的配置只作了一些原則性的要求，對安全裝置的配置數(shù)量、性能和關(guān)閉泄漏量沒有明確的規(guī)定，我們建議在規(guī)范沒有做出明確具體規(guī)定的情況下，安全裝置的選型和配置可以參照國外標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實際情況，適當(dāng)?shù)靥岣邫n次，并在工程的驗收中嚴(yán)格把關(guān)。 2.2 德國調(diào)壓系統(tǒng)安全裝置配置的有關(guān)規(guī)定 2.2.1 調(diào)壓器進(jìn)口壓力p1為0.010.4mpa時 （1）主安全裝置配備同時具有在規(guī)定的超壓p0和欠壓pu值下動作的安全切斷閥，或者配備具有在最大進(jìn)口壓力p1下放散量達(dá)到調(diào)壓系統(tǒng)能通過的最大流量qmax的安全放散閥。 （2）輔助安全裝置配備滿足調(diào)壓器系統(tǒng)本身可能的泄漏流量的放散量的安全放散閥

6、，或者配備滿足調(diào)壓設(shè)備因溫度變化，造成系統(tǒng)氣體膨脹時需求進(jìn)行泄壓的放散量的安全放散閥。 2.2.2 調(diào)壓器進(jìn)口壓力p1為0.410mpa時 （1）主安全裝置包括絕對必要的和必要的主安全裝置 絕對必要的主安全裝置：配備在規(guī)定的超壓po和欠壓pu下都能動作的安全切斷閥； 必備、要的主安全裝置（視進(jìn)出口壓差而異）。配備只在規(guī)定的超壓po下動作的安全切斷閥（見圖1a）?；蛘?，配備調(diào)壓器（見圖1b）?；蛘?，配備滿足調(diào)壓器在最大時口壓力p1下放散量通過能力qmax的的安全放散閥（見圖1c）。 （2）輔助安全裝置配備滿足保證調(diào)壓站加熱系統(tǒng)安全要求的安全切斷閥，或者配備滿足調(diào)壓產(chǎn)系統(tǒng)因溫度變化導(dǎo)致介質(zhì)膨脹時進(jìn)

7、行泄壓需求的放散量的安全放散閥，或者配備滿足調(diào)壓器關(guān)閉過程中出現(xiàn)超壓現(xiàn)象時進(jìn)行放散要求的安全放散閥。 3調(diào)壓器對管道儲氣調(diào)峰的影響 按照城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范要求，對來氣壓力較高的天然氣系統(tǒng)宜采用管道儲氣方式，這對用管道儲氣調(diào)峰能力有很大關(guān)系，因此，管道儲氣調(diào)峰不是單純加大輸氣管道管徑就能解決問題。管道儲氣是壓氣儲氣的一種，調(diào)用管道儲氣的過程是使上游管道降壓過程，允許的壓力降越大，可用的調(diào)峰氣量就越多；另一方面，隨著上游管道壓力的下降，調(diào)壓器的通過能力能否滿足調(diào)峰時的用氣負(fù)荷。這就在調(diào)壓站設(shè)計中，進(jìn)行調(diào)壓器選型時提出了一個重要的課題-調(diào)壓器進(jìn)出口的設(shè)計壓力和調(diào)壓站的最大工作能力如何確定。如果簡單地按

8、上游工藝提供壓力參數(shù)、下游的高峰用氣負(fù)荷以及下游管網(wǎng)的允許運行壓力進(jìn)行調(diào)壓器選型，忽略了用氣高峰對管道調(diào)峰的需求以及管網(wǎng)工況可能的變化，就不能充分發(fā)揮管道調(diào)峰的功能。因此，我們提出一個有利于管道調(diào)峰能力的設(shè)計思路， （1）調(diào)壓站的設(shè)計流通能力不低于下游用氣高峰負(fù)荷。 （2）調(diào)壓站的上下游和設(shè)計壓差取上下游的最小差壓，即：調(diào)壓站的下游壓力=下游管網(wǎng)的設(shè)計壓力；調(diào)壓站的上游壓力=下游管網(wǎng)的設(shè)計壓力+調(diào)壓器的最小啟動壓差+調(diào)壓器工作壓差的裕度。多數(shù)調(diào)壓器的最小啟動壓差為0.05mpa（視調(diào)壓器的類型而不同），調(diào)壓器工作差壓的裕度要盡量小一些，根椐實際情況可以取0.050.10mpa。應(yīng)該指出，這樣做，調(diào)壓器的規(guī)模必須加大或?qū)?/p>