南山熱電廠油改氣機(jī)外培訓(xùn)資料

PAGE42南山熱電廠油改氣機(jī)外培訓(xùn)資料1．1南山熱電廠天然氣項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目情況深圳市LNG管道系統(tǒng)的坪山——前灣支干線經(jīng)過(guò)廠區(qū)附近，設(shè)計(jì)中預(yù)留了“南山熱電廠分輸閥井”，該閥井專(zhuān)門(mén)考慮向南山熱電廠供氣，閥井位于南山熱電廠大門(mén)的右側(cè)，月亮灣大道西側(cè)、協(xié)浮油庫(kù)附近，見(jiàn)圖3－1。從分輸閥井來(lái)氣，通過(guò)管道直接輸送到南山熱電廠末站，在電廠末站設(shè)有天然氣過(guò)濾器、加熱器、計(jì)量?jī)x表、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)等工藝設(shè)備，以保證滿足電廠燃機(jī)的用氣要求。從末站出來(lái)后，天然氣還要經(jīng)過(guò)加熱、過(guò)濾等廠內(nèi)前置系統(tǒng)處理，最終進(jìn)入燃機(jī)。所以，南山熱電廠“油改氣”項(xiàng)目的機(jī)外部分主要由廠外末站和廠內(nèi)前置系統(tǒng)兩部分以及相關(guān)管道組成?？傮w系統(tǒng)布置附圖1：電廠調(diào)壓站附圖2：天然氣末站、調(diào)壓站和管線布置圖附圖3：燃?xì)馇爸媚K1．2廠外LNG末站模塊1．2．1線路工程本工程干線管道為Ф323.9×8.7，管道材質(zhì)采用API5LX65（L450），線路走向在規(guī)劃道路邊敷設(shè)，管道埋深約為1.2米。圖3－1南山熱電廠LNG管道走向圖1．2．2輸氣工藝管線輸氣量及設(shè)計(jì)壓力：1）輸氣量：管道的最大輸氣量22×104Nm3/h（5臺(tái)9E機(jī)組用氣量）,最小輸氣量0.12×104Sm3/h（燃機(jī)點(diǎn)火用氣量）；2）設(shè)計(jì)壓力：廣東LNG給南山熱電廠最大分輸壓力為8.99MPa，故管道全線采用與廣東LNG同一設(shè)計(jì)壓力9.2MPa。3）年設(shè)計(jì)計(jì)算天數(shù)：350天；4）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB17820-99）為101.325kPa，15℃；5）供氣壓力：向電廠的供氣壓力為2.3±0.3MPa。1．2．3工藝流程南山熱電廠末站接收廣東LNG來(lái)氣，天然氣經(jīng)過(guò)濾分離器、計(jì)量、加熱和壓力調(diào)節(jié)后，向電廠供氣，站內(nèi)設(shè)有緊急截?cái)?、安全放空、排污等流程，其流程圖見(jiàn)附圖2。（1）氣體過(guò)濾分離天過(guò)濾分離器的工作原理是利用濾芯攔截功能有效除去天然氣中大于設(shè)計(jì)要求的固體顆粒。過(guò)濾分離器的過(guò)濾效率高，可以除去固體和液體顆粒。但是如果進(jìn)入過(guò)濾分離器的天然氣中雜質(zhì)過(guò)多時(shí)，濾芯更換會(huì)比較頻繁。末站設(shè)置2臺(tái)天然氣分離過(guò)濾器，處理精度為5μm。過(guò)濾分離器采用臥式結(jié)構(gòu)，1用1備。過(guò)濾分離器前后裝有差壓變送器，當(dāng)過(guò)濾分離器兩端壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，報(bào)警并發(fā)出連鎖信號(hào)，開(kāi)啟備用路閥門(mén)，關(guān)閉出現(xiàn)故障1路的過(guò)濾分離器后的氣動(dòng)球閥。（2）氣體計(jì)量來(lái)氣計(jì)量采用超聲波流量計(jì)，該流量計(jì)具有計(jì)量準(zhǔn)確、精確度高（≤±0.5％）、穩(wěn)定性好、適用流量范圍廣、要求直管段較短、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。1用1備,當(dāng)1路出現(xiàn)故障時(shí)，切換到備用路，關(guān)閉故障回路。為保證流量計(jì)計(jì)量精度，2臺(tái)流量計(jì)之間通過(guò)閥門(mén)的切換，可實(shí)現(xiàn)工作流量計(jì)和備用流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)的比對(duì)。（3）氣體加熱為防止溫降給調(diào)壓閥等設(shè)備帶來(lái)冰堵，在調(diào)壓前對(duì)天然氣進(jìn)行加熱。氣體加熱采用管式換熱器，1用1備，熱媒為電廠提供35－42℃熱水或180℃飽和蒸汽，其中熱水來(lái)自于南山熱電廠12?；?4＃冷卻風(fēng)塔的進(jìn)口循環(huán)水，蒸汽來(lái)自于3＃爐或10＃爐向重油車(chē)間供汽的部分蒸汽。（4）壓力調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥用來(lái)調(diào)節(jié)來(lái)自主干線的天然氣壓力，以滿足機(jī)組燃?xì)庑枨?。同時(shí)，通過(guò)引入流量監(jiān)控信號(hào)，保證供氣量不超過(guò)合同規(guī)定的最大值。站場(chǎng)設(shè)置2個(gè)壓力調(diào)節(jié)橇，一用一備。（5）排污站內(nèi)臥式過(guò)濾分離器和匯氣管排污采用雙閥設(shè)置，前端為手動(dòng)球閥，后端為排污閥。所有排污通過(guò)排污匯管排至排污池。（6）放空進(jìn)、出站管線和各管段上都設(shè)有手動(dòng)放空，手動(dòng)放空采用雙閥設(shè)置，前端為常開(kāi)的球閥，后端為節(jié)流截止放空閥。在設(shè)備維護(hù)和檢修時(shí)，通過(guò)手動(dòng)放空，排入各自放空系統(tǒng)。在干線出現(xiàn)事故時(shí)，通過(guò)手動(dòng)放空，排入高壓放空系統(tǒng)。過(guò)濾分離器出口管線上設(shè)有超壓安全泄放閥，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，將自動(dòng)安全泄壓，天然氣排入放空系統(tǒng)。在去電廠的出站管道上設(shè)有超壓安全泄放閥，當(dāng)管道出口的壓力高于設(shè)定值時(shí)，將自動(dòng)安全泄壓。由于受電廠場(chǎng)地限制，本工程檢修時(shí)放空量應(yīng)控制在1.2×104m/h，符合《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50251-2003）的要求。（7）緊急截?cái)嘣谡緝?nèi)發(fā)生緊急情況或重大事故的情況下，進(jìn)站緊急截?cái)嚅y（ESD）將立即關(guān)斷，使干線與站場(chǎng)分隔開(kāi)，由SCADA系統(tǒng)控制，人工干預(yù)決定是否將站內(nèi)的天然氣放空，以保證站場(chǎng)、干線和用戶的安全。1．2．4自動(dòng)控制由于該管道是與廣東LNG輸氣干線相連，由廣東LNG統(tǒng)一供氣，其用氣由廣東LNG輸氣干線SCADA系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度。根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，為了方便調(diào)度管理，并考慮到將來(lái)備品備件的問(wèn)題，該站的控制水平、控制系統(tǒng)的設(shè)置及設(shè)備的選型均與廣東LNG輸氣干線上的電廠末站一致。本工程在電廠內(nèi)設(shè)輸氣末站1座，站內(nèi)設(shè)有站控制系統(tǒng)對(duì)該站的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理，并通過(guò)通信系統(tǒng)將相關(guān)的信息傳送到廣東LNG輸氣干線工程調(diào)度控制中心（位于深圳市大鵬鎮(zhèn)坪頭角首站）的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)里，由廣東LNG站線項(xiàng)目的SCADA系統(tǒng)對(duì)該站進(jìn)行輸氣工藝的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、操作預(yù)測(cè)、優(yōu)化運(yùn)行、調(diào)度和管理等任務(wù)，并納入整個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，以達(dá)到最優(yōu)化的運(yùn)行效果。同時(shí)，將一些重要參數(shù)傳至電廠中控室的DCS中，并在中控室的操作員工作站進(jìn)行顯示、監(jiān)視。1．2．5通信南山熱電廠末站為無(wú)人職守，有警衛(wèi)人員巡視。末站的控制信號(hào)上傳至廣東LNG站線項(xiàng)目輸氣干線工程調(diào)度控制中心，因此末站通信系統(tǒng)將納入廣東LNG通信系統(tǒng)中。1．2．6供配電根據(jù)負(fù)荷等級(jí)要求，本站由南山熱電廠提供2路不同母線段的380V低壓電作為電源。站內(nèi)的儀表自動(dòng)化及通信的供電采用冗余并聯(lián)型UPS供電，后備時(shí)間2小時(shí)，以滿足其不間斷供電的要求。1．3.廠內(nèi)前置站模塊1．1．1概述燃?xì)鈴哪┱境鰜?lái)后就進(jìn)入了南山熱電廠，經(jīng)過(guò)電廠內(nèi)的天然氣管線和前置模塊后就進(jìn)入了燃機(jī)機(jī)組。整個(gè)電廠的管線布置圖見(jiàn)附圖2所示。燃機(jī)前置系統(tǒng)包含燃油和燃?xì)夤?yīng)兩部分，原有的燃油供應(yīng)系統(tǒng)保留，新增的燃?xì)庀到y(tǒng)以模塊化方式供應(yīng)。為了滿足燃機(jī)要求，每臺(tái)系統(tǒng)中設(shè)有天然氣加熱器，雙聯(lián)過(guò)濾器，計(jì)量?jī)x表及燃料控制閥門(mén)組。燃?xì)馇爸孟到y(tǒng)的供氣參數(shù)為：工作壓力2.5MPa(G)，工作溫度約1℃，流量為4×104Sm3/h。加熱器的熱媒為40℃熱水，來(lái)自燃機(jī)的內(nèi)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，并以串聯(lián)方式連接。過(guò)濾器后的天然氣管道材質(zhì)選用不銹鋼。南山熱電廠廠內(nèi)天然氣前置模塊分為兩種型號(hào)：大連派思的設(shè)備（1＃機(jī)和10＃機(jī)）與上海飛奧的設(shè)備（3＃機(jī)）。其基本組成是一樣的，包括過(guò)濾、計(jì)量、出口安全切斷及放散等裝置。表3－1前置模塊的基本數(shù)據(jù)資料描述單位數(shù)值壓力范圍MPa2.0-2.6天然氣溫度℃-5-60系統(tǒng)流量Nm3/hr40000天然氣流速m/s15.0-20.01．1．2支管加熱器支管加熱器位于各臺(tái)燃機(jī)的前置模塊，為管殼式的換熱器結(jié)構(gòu)。管程介質(zhì)為天然氣：流量：0.4×105Sm3/h，進(jìn)/出口溫度：-5/25℃，進(jìn)口壓力：2.5Mpa（G）設(shè)計(jì)壓力/溫度：3.2MPa/-35～100℃殼程介質(zhì)為相應(yīng)燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)循環(huán)水：流量：330T/h進(jìn)口溫度：35-40℃壓力：0.45-0.55Mpa設(shè)計(jì)壓力/溫度：1.0MPa/0～100℃在殼程的上部和下部各有1個(gè)溫度計(jì)、管程出口1個(gè)溫度計(jì)，在殼程上部和下部各有1支熱電阻、管程出口有1個(gè)熱電阻。在殼程頂部有1個(gè)量程0.8Mpa的壓力表。此外，在殼程頂部設(shè)置有安全閥以及排氣閥，在天然氣的入口和出口設(shè)有進(jìn)口閥門(mén)、出口閥門(mén)以及旁通閥門(mén)。圖3－2前置模塊加熱器系統(tǒng)圖1．1．3過(guò)濾模塊由于天然氣中會(huì)存在少量的水及重?zé)N類(lèi)，這些組分將嚴(yán)重影響流量計(jì)、儀表和機(jī)組的正常工作，所以必須要將水及重?zé)N除去。同時(shí)，為確保過(guò)濾系統(tǒng)本身的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)入過(guò)濾器中的天然氣不能含有過(guò)多的水，過(guò)多的水將在天然氣的帶動(dòng)下對(duì)濾芯產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，同時(shí)，更多的水還將改變?yōu)V芯的結(jié)構(gòu)，急劇增加濾芯內(nèi)外壁的差壓，這將影響濾芯的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)立即將濾芯損壞。系統(tǒng)中的過(guò)濾器均是按照設(shè)計(jì)的氣質(zhì)條件確定的，所以一定要保證進(jìn)入系統(tǒng)的氣質(zhì)條件安全、可靠。另外，每次起機(jī)前一定要保證管道內(nèi)所存的水及雜質(zhì)被清理干凈。選用的派思設(shè)備：圖3－3前置模塊過(guò)濾器系統(tǒng)圖天然氣經(jīng)過(guò)入口主球閥（HV201/HV221）或入口球閥旁路（HV202/HV222）后便進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾器為一主一備的型式，每臺(tái)過(guò)濾器均有如下組成部分：安全放散閥（PSV253/PSV273）：用于在過(guò)濾器超壓時(shí)自動(dòng)泄壓；手動(dòng)放空閥：泄壓時(shí)緩慢打開(kāi)球閥（HV203/HV223）、截至閥（HV204/HV224）、止回閥（NV201/NV221）放散；吹掃接口（N2）：由0.5〞球閥（HV205/HV225）和沖氮接頭（NV202/NV222）組成，用于維修時(shí)或設(shè)備投運(yùn)前的天然氣置換；排污系統(tǒng)：分離出來(lái)的液體可通過(guò)球閥（HV206HV216/HV226HV236）、截止閥（HV208HV218/HV228HV238）、止回閥（NV203NV213/NV223NV233）排出；磁性液位計(jì)：上液位計(jì)（LSH255LS257LG255LSHH256/LSH275LS277LG275LSHH276）、下液位計(jì)（LG254LSH254/LG274LSH274）：用于現(xiàn)場(chǎng)液位的指示。每臺(tái)上液位計(jì)各配有高高、高液位開(kāi)關(guān)（LSHH256、LSHH276、LSH255、LSH275），高高、高液位信號(hào)送到MARKVI，高液位信號(hào)通知系統(tǒng)上過(guò)濾器應(yīng)手動(dòng)排污；如果排污異?；驔](méi)有進(jìn)行手動(dòng)排污，高高液位信號(hào)將報(bào)警，提醒運(yùn)行人員處理；如果高高液位開(kāi)關(guān)有故障，則獨(dú)立液位開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。每臺(tái)下液位計(jì)配有一個(gè)高液位開(kāi)關(guān)（LSH254、LSH274），當(dāng)高液位有信號(hào)時(shí)通知MARKVI，進(jìn)行手動(dòng)排污。差壓變送器（HV258C/HV278C）：用于顯示過(guò)濾器進(jìn)出口的差壓，該壓差值可以遠(yuǎn)傳至MARKVI，表示濾芯的污染程度。在正常運(yùn)行過(guò)程中，該壓差值應(yīng)在150－600mbar，當(dāng)壓差大于600mbar時(shí)，應(yīng)考慮及時(shí)更換濾芯。更換濾芯時(shí)。先關(guān)閉該路出入口球閥，然后打開(kāi)手動(dòng)放空閥，將過(guò)濾器內(nèi)的天然氣放散至常壓，然后進(jìn)行N2置換，再打開(kāi)過(guò)濾器頂部法蘭蓋，準(zhǔn)備更換濾芯。2臺(tái)過(guò)濾器采用一用一備，當(dāng)運(yùn)行的過(guò)濾器更換濾芯時(shí)，先切換到備用的過(guò)濾器。過(guò)濾效率：3－5um以上的顆粒，過(guò)濾效率為100％，2－3um的顆粒過(guò)濾效率為99.9％，0.5－2um的顆粒過(guò)濾效率為99.8％。過(guò)濾單元還配有壓力表（PI251、PI271）、溫度表（TI252、TI272），用來(lái)就地顯示壓力、溫度。1．1．4計(jì)量模塊計(jì)量模塊設(shè)計(jì)為1×100％流量及其旁路球閥，系統(tǒng)圖見(jiàn)圖3－4：圖3－4計(jì)量模塊系統(tǒng)圖天然氣經(jīng)計(jì)量單元進(jìn)入入口球閥（HV273/HV283），通過(guò)渦流流量計(jì)（MEKG10AA006）進(jìn)行流量測(cè)量，檢測(cè)瞬時(shí)流量，通過(guò)溫度、壓力補(bǔ)償在體積修正儀上自動(dòng)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)流量，可顯示實(shí)際流量，標(biāo)準(zhǔn)流量，溫度壓力修正系數(shù)，狀態(tài)報(bào)警信息等數(shù)據(jù)。當(dāng)維修或重新標(biāo)定渦輪流量計(jì)時(shí)，同時(shí)隔斷入口球閥及出口球閥，天然氣可由旁路（HV283）通過(guò)，實(shí)現(xiàn)在線標(biāo)定。1．1．5出口單元（截止閥與放散閥）出口部分由切斷球閥（HV451）和旁路球閥（HV401）；放散球閥（HV403）、放散切斷球閥（HV452）、放散止回閥（NV401）組成。圖3－5截至放散系統(tǒng)圖該切斷閥的開(kāi)關(guān)決定后續(xù)用氣系統(tǒng)能否通氣，同時(shí)還承擔(dān)著前置模塊特殊情況下，保證能夠緊急切斷天然氣，確保整個(gè)供氣系統(tǒng)乃至整個(gè)電廠的安全。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)閉緊急切斷命令后，電磁閥（FY451）失電，緊急切斷閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（氣開(kāi)彈簧型）失去氣源，從而使緊急切斷閥關(guān)閉；當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出緊急放散命令后，電磁閥（FY452）失電，緊急放散閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（氣關(guān)彈簧型）失去氣源，從而使緊急放散閥打開(kāi)放散。緊急切斷閥及緊急放散閥均配有閥位開(kāi)關(guān)（ZSC451、ZSO451、ZSC452、ZSO452），信號(hào)遠(yuǎn)傳給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)顯示其相應(yīng)的開(kāi)與關(guān)位置。開(kāi)啟切斷球閥時(shí)，先緩慢打開(kāi)旁路閥門(mén)（HV401），當(dāng)切斷球閥兩側(cè)壓力相等后，再打開(kāi)切斷球閥（HV451）。此外，在系統(tǒng)中還裝有3個(gè)出口溫度信號(hào)（TE353A、TE353B、TE353C）送給MARKVI系統(tǒng)，系統(tǒng)再進(jìn)行相應(yīng)的處理。1．1．6前置模塊維護(hù)給前置模塊更換濾網(wǎng)，或者對(duì)前置模塊設(shè)備進(jìn)行故障檢修后，都必須先進(jìn)行N2氣的置換，然后才能往系統(tǒng)中充入天然氣，這樣做的目的是防止天然氣中混有空氣中的氧氣，從而引起事故。（1）氮?dú)庵脫Q氮?dú)庵脫Q就是用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)中的空氣置換出去，為系統(tǒng)充天然氣做好準(zhǔn)備，因?yàn)?，空氣與天然氣混合會(huì)形成爆炸條件。置換時(shí)，將氮?dú)庀到y(tǒng)的接口與系統(tǒng)的充氮接頭連接（有N2標(biāo)記），整個(gè)系統(tǒng)可以一次完成置換或者分部進(jìn)行。在置換過(guò)程中應(yīng)保持N2的壓力在1.5～2.0bar。氮?dú)庵脫Q的步驟為：把要進(jìn)行置換的部分與其他系統(tǒng)完全隔離；全開(kāi)放散系統(tǒng)閥門(mén)；充氮?dú)庵?.5～2.0bar；緩慢關(guān)閉系統(tǒng)放空截止閥（基本半開(kāi)狀態(tài)），調(diào)節(jié)充氮系統(tǒng)調(diào)壓閥門(mén)，保持壓力在1.5～2.0bar；在放空處檢測(cè)氧氣含量，直至氧氣的體積含量小于1％，關(guān)閉放空閥，關(guān)閉充氮系統(tǒng)。（2）充壓充壓操作就是在充氮之后將天然氣進(jìn)入系統(tǒng)的過(guò)程，該操作要與上游系統(tǒng)一起配合，緩慢向系統(tǒng)供氣，否則高壓的天然氣將會(huì)對(duì)分輸站造成嚴(yán)重沖擊，容易損壞設(shè)備。充壓步驟為：檢查前置模塊系統(tǒng)中除液位計(jì)系統(tǒng)閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)外，其他所有閥門(mén)確保處于關(guān)閉狀態(tài)，待分系統(tǒng)上游閥門(mén)全開(kāi)且壓力穩(wěn)定后，緩慢打開(kāi)過(guò)濾器入口主球閥的旁路閥，向過(guò)濾器充氣，當(dāng)壓力穩(wěn)定后關(guān)閉上述閥門(mén)，打開(kāi)主球閥，完成過(guò)濾系統(tǒng)的引氣。注意：在充壓過(guò)程中，壓力的升高應(yīng)該是緩慢的，否則將嚴(yán)重沖擊下游設(shè)備?。?）運(yùn)行維護(hù)在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，需要操作人員在現(xiàn)場(chǎng)定期巡檢，主要注意：前置模塊系統(tǒng)的巡檢點(diǎn)、過(guò)濾器液位、過(guò)濾器壓差、系統(tǒng)是否有泄漏。此外定期的檢查可以參照下表3-1：表3－1運(yùn)行維護(hù)定期檢查表檢查頻率檢查項(xiàng)目檢查內(nèi)容每日差壓表檢查讀數(shù)液位計(jì)檢查過(guò)濾器的液位溫度表檢查讀數(shù)壓力表檢查讀數(shù)每月油漆檢查全套裝置的油漆是否損傷法蘭和螺紋連接檢查是否有氣