天然氣管道增壓工程系統的設計范文

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《遼寧化工雜志》2015年第三期

1天然氣管道增壓擴能工程中站場自控系統的設計方案

依據《天然氣管線工程安全設計標準規范》，新增設的塔榆增壓站等級規模為四級，塔榆始發站、塔榆尾站的規模等級是五級。站場自動控制系統方案的設計是關鍵環節。對塔榆增壓站自動控制系統的方案設計，包括以下調控數據：塔榆管線和相關設施的運行壓力范圍、就地讀出溫度及遠距離測量、傳遞溫度數據；主要配套設備及匯管集液包液位檢測；檢查和測量出過濾分離器差壓、跨距離傳輸數據等。改造優化塔榆首站的自動控制系統，即首站增加一臺過濾分離器。對塔榆末站自控系統進行改造，可燃氣體探測器信號上傳至壁掛式可燃氣體報警器，由壁掛式可燃氣體報警器遠距離把報警信號傳送到站場控制系統，再由手動報警按鈕把信號傳遞到站場自動控制系統。計算機通過數據接口端媒介，把流量數據匯總后，傳送到站場總控制系統。

1.1線路部分與通信的設計中干線越站至增壓站段管線，管道設計直徑為DN500，管線總長度大概為0.7km，初始設計線路壓力大概為6.3MPa；增壓站與塔榆管線連接段管線，管道設計直徑大概為DN700，管線總長度大概0.6km，初始設計線路壓力大概為6.3MPa。中干線越站至增壓站段，管線起自1#閥室預留接頭，出閥室后向南敷設進入塔榆增壓站。增壓站與塔榆管線連接段，塔榆增壓站建設在原有塔榆管線東側偏南，將以前的塔榆管線線路直接剪斷，而后將它直接接入增壓站的內部，增壓后外輸管線接入現有塔榆管線。中干線越站至增壓站段管線：站場上下游200m管道，閥室上下游50m管道，直管段采用Φ508×10mmSAWL，熱煨彎頭采用Φ508×12.5mmSAWL,剩余直管段的相關管線引入Φ508×7.1mmSAWH鋼管，冷彎彎管采用Φ508×7.1mmSAWL鋼管，熱煨彎頭采用Φ508×10mmSAWL鋼管。增壓站與塔榆管線連接

1.2站場內的自動控制方案的研究壓站自動控制系統的方案設計，包括以下調控數據：塔榆管線和相關設施的運行壓力范圍、就地讀出溫度及遠距離測量、傳遞溫度數據；主要配套設備及匯管集液包液位檢測；檢查和測量出過濾分離器差壓、跨距離傳輸數據等，遠程調控開關閥及隨時知道開關閥的情況；檢查清管器是否暢通；實時監測鍋爐房閥位情況等。

1.3站場的自動控制系統標準裝置過濾裝置應建立壓力實時監測器及報警監測裝置；過濾器的報警壓力差的設定范圍應該充分考慮大牛地的工藝條件和過濾器承載壓力的范圍；過濾器如果出現故障，或者壓力報警裝置報警，開關應及時換到備用過濾裝置。調壓的閥門應有選擇性保護功能，把壓力調整和流量控制分開；壓力數值的設定及流量的管控應該由總管控中心來操作；調壓的裝置應該有保護模式。

2天然氣管道增壓擴能工程中站場工藝設計方案

2.1站場工藝系統的設計

2.1.1塔榆增壓站的工藝設計該增壓站位于塔榆首站附近，原塔榆管道東側，負責接收原塔榆管道天然氣及氣田其它干線來氣，經過站內過濾分離及壓縮等流程后再送入原塔榆管道，輸送至塔榆末站。原塔榆管道來氣（氣量為25×108Nm3/a）已經在塔榆首站經過濾分離，進入增壓站后直接經壓縮機組增壓外輸；大牛地中干線、東干線復線和氣田其它來氣（氣量為28×108Nm3/a）進入增壓站后首先進行過濾分離，然后與塔榆首站來氣混合進入壓縮機組增壓（壓縮機進口壓力為2.0～4.5MPa、出口壓力為4.85～5.7MPa），增壓后氣體經過空冷器冷卻，再進入已建塔榆管線外輸至塔榆末站。考慮站場后期將擴建脫水脫烴裝置，本次設計在工藝裝置區預留了與脫水脫烴裝置區的連接口。該站場設計輸氣規模：53×108Nm3/a；進站運行壓力：塔榆首站來氣2.0～4.5MPa；中干線及其它來氣2.0～5.7MPa；出站運行壓力：4.85～5.7MPa；設計壓力：6.3MPa；進站溫度：0～16℃；出站溫度：40～50℃。該站場的功能：接收塔榆首站、中干線、東干線復線及氣田其它來氣；清管器接收、發送；來氣過濾分離；氣體增壓；工藝氣空冷；站場緊急截斷和放空；站場輔助配套，預留脫水脫烴裝置接口。該站場工藝流程：塔榆增壓站主要工藝流程有正常流程、越站流程、緊急切斷流程、放空流程、排污流程等；分離流程：中干線來氣經ESDV102、ROV102、ROV105A/B/C、FS101A/B/C、ROV106A/B/C完成天然氣過濾分離。前期中干線來氣壓力較高，通過ROV110可實現不增壓外輸功能。過濾分離器為2用1備；增壓流程：當來氣壓力低于越站要求時，中干線來氣過濾后經ROV109A/B，首站來氣經ROV108A/B分別進入壓縮機進氣總管NG-126和NG-139，然后經過ROV111A~K、Z101A~K、AC101A~K、BV138A~K完成天然氣增壓流程。天然氣壓縮機橇為10用1備；清管器收發流程：中干線來氣經ESDV102、ROV103、PR101、ROV104完成收球流程。外輸天然氣經ROV113、PL101、ROV114、ESDV103外輸至下游塔榆末站。站內設收球筒1套（PR101）及發球筒1套（PL101）；緊急切斷流程：站內各路進站管線及出站管線均設有緊急切斷閥（ESDV），當遇到緊急狀況，可以迅速將站場與線路切斷，并做事故處理。站場目前設有兩級關斷。一級關斷ESD-1：站場泄壓關斷塔榆增壓站一級關斷：全站泄壓關斷。生產流程及輔助流程均關斷，緊急放空閥打開泄壓，應急電源延時關斷；放空流程：放空流程的設置主要有三種：安全閥放空、站場放空、站外管線放空。第一種，安全閥放空。站內收發球筒、過濾分離器、排污罐、自用氣橇塊、壓縮機組均設置有安全閥，當來氣壓力高于安全閥設定壓力時安全閥起跳，實現緊急放散。同時設備還有手動放空，能夠在檢修時實現放空。第二種，站場放空。在站場發生重大事故時，站內ESDV101、ESDV102、ESDV103緊急關斷，站場內BDV閥立即開啟，緊急放空站場內天然氣。第三種，站外管線放空。通過進出站放空閥能夠放空本站與上、下游截斷閥室或站場之間管道內天然氣；排污流程：在過濾分離器、壓縮機橇塊、收球筒等設備上都裝有排污閥，通過排污管道將收集的污液集中排到站內排污罐，罐內污水集中拉運至處理地點；儀表風流程：空氣經空壓機增壓后進入無熱再生干燥橇塊，經過干燥脫水再進入儀表風儲罐，儀表風經過分配管網為站內氣動閥門供氣，并為壓縮機控制柜及電機提供密封氣。放空系統應該設置在站場的進站和出站的管線上，或者設置在壓縮機等調控裝置的下方；站場的進站或者出站管線上應該是自動放空系統，在其他位置的放空應該為手動放空；自動放空為電動放空閥，必須有自動修護模式；電動放空閥應該引入ESD系統。

2.1.2對塔榆首站進行工藝改造塔榆首站位于陜西省榆林市榆陽區小壕兔鄉東南，設計規模30×108Nm3/a。目前負責接收大牛地東、西、中干線來氣，經站內過濾分離、計量后外輸。即將建設34#集氣站-塔榆首站管線（即：規劃東干線復線前段），將部分集氣站天然氣直接輸送至塔榆首站。由于已建塔榆首站過濾分離器已滿負荷運行（單臺處理量270×104Nm3/d，3臺，無備用），中干線設置越站流程，并與規劃東干線復線匯合，待塔榆增壓站建成后輸送至增壓站進行過濾、增壓。塔榆首站本次改造主要包括：在工藝裝置區預留過濾分離器位置新增400×104Nm3/d過濾分離器1臺，并將站內進氣管線連通，實現所有過濾分離器并聯運行，互為備用，方便操作，同時，在增壓站未投用之前可實現中干線和34#-塔榆首站管線接入天然氣的臨時過濾。現有流程：西干線來氣經收球筒進過濾分離器FS201B、FS201C，過濾后進入匯管1，經出站計量區，計量后外輸。東干線來氣經收球筒與26#、27#集氣站來氣，一同進入過濾前計量區，計量后進入FS201A過濾分離器，過濾后進入匯管2，經出站計量區，計量后外輸。中干線來氣經收球筒后和34#來氣一同直接進入匯管2，經出站計量區，計量后外輸。目前，塔榆首站設有的3臺過濾分離器（無備用），單臺處理量270×104Nm3/d，2臺過濾西干線來氣，1臺過濾東干線及6#、27#集氣站來氣，中干線不進行過濾。為滿足中干線和34#-來氣臨時過濾分離的需要，以及后期過濾分離器的備用，塔榆首站新增過濾分離器1臺（處理量400×104Nm3/d），同時將站內進氣管線連通，實現所有過濾分離器并聯運行，互為備用。改造流程：新建過濾分離器FS-202安裝在站場預留位置，與東干線來氣管道、站內匯管2進口管道預留口連接。同時西干線來氣管道、東干線及26#、27#集氣站來氣管道（過濾分離器前計量區內東干線來氣管道及26#、27#集氣站來氣管道連接的旁通閥BV202應打開）、中干線來氣管道相互連通，實現全部過濾分離器并聯運行。站場擴建后，過濾分離器共4臺，在增壓站未投入使用時，中干線及34#站來氣臨時進入本站過濾分離器進行過濾分離，過濾分離器4臺全部運行，無備用。當增壓站投入使用后，中干線來氣越站反輸至34#站，并由34#站輸送至增壓站過濾分離，此時，站內過濾分離器采用3用1備的模式運行。中干線及34#站來氣臨時過濾流程：打開新增閥門BV119，同時關閉該管路通向匯管2閥門BV201，實現過濾分離器前進氣管網連通，氣體進入過濾分離器進行過濾分離。中干線越站流程：關閉BV119和BV201，同時打開ROV205，以實現中干線越站。

2.1.3對塔榆末站進行工藝改造塔榆末站位于陜西省榆林市榆陽區芹河鄉，設計規模30×108Nm3/a，具有清管器接收、來氣過濾分離、調壓、交接計量等功能。目前站內過濾分離器已滿負荷運行（單臺處理量270×104Nm3/d，3臺，無備用）。本次設計中將整體考慮工藝裝置區擴建，將末站處理規模提高至53×108Nm3/a，相應增加400×104Nm3/d過濾分離器3臺，同時取消原調壓管路，新建4路調壓及1路超聲波計量裝置。現有流程：塔榆管線來氣（氣量為30×108Nm3/a）經收球筒進過濾分離器前總管，過濾分離后的潔凈天然氣經調壓閥穩壓后進計量橇塊，計量后外輸。目前，塔榆末站設有3臺過濾分離器，單臺處理量270×104Nm3/d，已處于滿負荷運行狀態，擴能之后無設備處理。站場輔助流程包括放空和排污系統流程。站內安全閥或手動放空管線匯入放空總管后，輸送到站外放空火炬進行放空。改建流程：將原進站總管延伸，并新增3臺過濾分離器。原調壓區調壓管路取消，原匯管1去調壓區的3路分支管路以及去陜京二線管路直接與過濾分離器后新建總管連接，以實現所有過濾分離器并聯安裝（5用1備）。在過濾分離器后新建總管上重新引出4路調壓管路，經調壓后匯總輸送至計量區。來自過濾分離及調壓區的總管在計量區分別與原匯管2（計量橇前）的3路分支管及新增計量管路連接，形成5路計量并聯運行（4用1備）。新建計量管路出口與出站管線預留閥門連接。

作者：李向榮 梁佩璋單位：中國石油西氣東輸管道公司