天然气调压站工艺方案设计实践研究
天然气调压站工艺方案设计实践

天然气调压站工艺方案设计实践
卢祥林
【期刊名称】《上海煤气》
【年(卷),期】2002(000)005
【摘要】文章记叙了吴淞煤气制气有限公司所用的天然气调压站的工艺方案设计,该设计在实际应用中证明,调压、供气、安全保护等功能稳定可靠,值得借鉴.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】卢祥林
【作者单位】上海吴淞煤气制气有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE974
【相关文献】
1.天然气高-中压计量调压站工艺流程的标准化 [J], 李剑军
2.天然气液化装置工艺方案设计 [J], 蒋洪;朱聪;雷利
3.燃气电厂天然气调压站工艺的优化设置 [J], 刘建生
4.无人值守天然气调压站方案设计 [J], 夏月星;李朝;陈玉银
5.天然气调压站工艺方案设计实践研究 [J], 张立改;李西伟
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天然气站场的计量调压设计分析

天然气站场的计量调压设计分析天然气作为一种城市生产生活重要的能源,在进入用户终端前需要经过城市门站的调压、计量等功能操作。
要提高天然气管网运行的经济收益和能源利用效率,科学配置天然气门站的计量和调压系统极为关键。
分别从天然气门站计量、调压及流量控制方面提出了工艺设计要点。
标签:天然气计量;调压系统;流量控制随着城市天然气需求的不断增长,天然气站场调压计量的稳定性和可靠性越来越受到人们的关注。
城市天然气供应的气源点通常要具备天然气过滤、调压、计量、安全切断、运行路和备用路自动切换等功能,而调压与计量系统是气源稳定、安全运行的关键,同时也是保证天然气管理部门经济效益的重要环节。
1 计量系统天然气流量的计量是保证天然气供应管理的经济效益和流量输配稳定的关键,因此,科学地设计和配置天然气城市门站计量系统,尽量提高其准确性和可靠性是计量系统设计的关键。
在进站高压流量计之间设计对比流程,在两个并联流量计之间增加串联回路。
在流量计标定门站调压计量系统工艺流程时,将其中任一路的流量计临时更换为标准气体流量计,即可对另一路流量计进行标定。
此设计方案的优点是可使标准气体流量计和被检测的流量计均在相同的压力条件下运行;缺点是由于标准气体流量计的某一组仪表常数是在与之相应的操作条件不变的情况下测得的,在对串联的被检测流量计进行标定时,运行工况会因天然气门站对外供气而发生变化,因此需对标准气体流量计本身在不同压力条件下进行检定,以保证其仪表常数的准确性和有效性。
调压单元每一调压路均采用两台调压器串联连接而成。
监控调压器给定出口压力略高于工作调压器的出口压力,正常情况下,监控调压器的阀口全开,当工作调压器失灵,出口压力上升到监控调压器的出口压力设定值时,监控调压器投入运行。
当运行路发生事故,出口压力仍然上升,运行路上的超压切断阀发生作用,将运行路关断,备用路能自动运行供气。
运行路和备用路的工作调压器和监控调压器的出口压力应为不同的设置。
毕业设计任务书-调压站.

中国石油大学毕业设计(论文任务书一、题目某市基地燃气管网改造可行性研究与调压站工艺设计。
二、本课题研究的目的、现状、工作任务和预期目标某市住宅小区天然气管网经过几十年运行,部分管网管线老化、腐蚀穿孔现象频繁,维修工作量大;跑漏气严重,工期损耗率高。
油田民用气管网建设时间早,管网布局没有整体规划,随着某市城区的发展,许多管网管线被建构筑物或道路等占压,不仅无法维护,且存在严重安全隐患。
部分管网布局不合理,管线运行压力不均衡,严重影响了居民生活用气需要。
近几年,随着城市公共基础设施的建设,因老化的民用气管网跑、冒、漏、盗气等造成的安全事故,逐年递增。
随着居民住户的增加、住宅小区建设及城市的发展,日益老化的民用气管网无法满足不断增长的生活用气提升压力的要求。
因此需要对某油田民用气管网进行改造规划,以保障油田居民安全平稳使用天然气。
同时,为了避免重复建设,减少新建及改在工程量, 节省投资。
针对以上问题本课题的研究内容:1、用户用气量统计统计居民用户、公共建筑用户、 CNG 加气站用户和工业企业用户的用气量。
2、提出管网改造方案根据供气对象分布情况,同时考虑目前城区天然气管网管线建设情况及运行状况,提出规划设计管网方案。
3、设计基地管网计算管网的计算流量,确定调压站的管线路由方案,计算管线管径,并进行管线校核。
4、调压站设计设计调压站工艺流程,对调压站中每个系统进行设计。
三、论文撰写、外文翻译和中外文献查阅等要求1、按规定格式撰写“某油田基地燃气管网改造可行性研究与 CNG 加气站工艺设计”论文,字数不少于 2万字:2、写出 300字左右的中文论文摘要和相应的英文摘要。
3、查阅燃气管网方面的中外文文献, 并翻译一篇英文文献, 译文不少于 5000汉字。
四、毕业设计(论文进度安排3月 12日~3月 20日查阅有关文献资料, 再次学习《燃气输配》课程; 3月 23日~3月 27日调查调压站服务范围;3月 30日~4月 3日计算调压站用户用气量;4月 6日~5月 15日管网方案设计;5月 18日 ~5月 29日调压站设计;6月 1日~6月 12日整理资料,撰写毕业论文,准备毕业答辩; 6月 15日~6月 19日毕业答辩。
工程燃气调压方案设计(3篇)

第1篇一、项目背景随着城市化进程的加快,燃气作为一种清洁、高效的能源,在居民生活、工业生产和商业服务等领域得到了广泛应用。
燃气调压站作为燃气输配系统的重要组成部分,其设计合理与否直接关系到燃气系统的安全、稳定运行。
本文针对某工程燃气调压站的设计,提出一套科学、合理的燃气调压方案。
二、工程概况1. 工程名称:某市燃气调压站2. 工程地点:某市某区3. 燃气种类:天然气4. 燃气压力:高压A燃气,设计压力为2.5MPa5. 设计流量:Qmax=5000Nm³/h6. 服务对象:居民生活、商业服务、工业生产等三、设计原则1. 安全可靠:确保燃气系统运行安全,防止燃气泄漏、火灾、爆炸等事故发生。
2. 经济合理:在满足安全、可靠的前提下,优化设计方案,降低工程造价。
3. 节能环保:采用节能、环保的技术和设备,降低能耗,减少污染。
4. 操作方便:便于操作维护,提高工作效率。
5. 满足需求:满足不同用户的需求,实现燃气资源的合理分配。
四、设计内容1. 燃气调压站布置根据工程概况,燃气调压站采用地上式布置,占地面积约1000平方米。
站内主要设施包括:燃气入口、调压器、过滤器、安全阀、压力表、放空阀、排污阀、储气柜等。
2. 燃气调压系统设计(1)燃气入口燃气入口采用DN300的钢管,从市政燃气管道引入,管道应采用防腐处理,入口处设置安全阀,用于防止超压。
(2)调压器调压器选用高压A燃气调压器,其设计压力为2.5MPa,出口压力为0.8MPa。
调压器应选用质量可靠、性能稳定的产品,并具备过载保护、自动复位功能。
(3)过滤器过滤器选用不锈钢滤网,用于过滤燃气中的杂质,保证燃气质量。
过滤器应设置在调压器前,便于定期更换。
(4)安全阀安全阀选用弹簧式安全阀,其设定压力为1.2MPa,用于防止系统超压。
安全阀应设置在调压器后,便于观察和操作。
(5)压力表压力表选用耐高温、耐腐蚀的压力表,用于实时监测系统压力。
压力表应设置在调压器前后,便于观察和记录。
天然气站场设计规范及工艺设计分析

天然气站场设计规范及工艺设计分析天然气是一种清洁、高效的能源,其在我国能源结构中的比重越来越大。
天然气站场作为天然气的重要分布和储存基地,其设计规范和工艺设计对天然气的安全、高效运行起着至关重要的作用。
本文将从天然气站场设计规范和工艺设计两方面进行分析,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、天然气站场设计规范1.设计原则天然气站场的设计应遵循以下原则:第一是满足供应气体的需要,包括正常工况和异常工况下的需要;第二是确保设备安全可靠,保证人员和设备的安全;第三是尽量减少对环境的污染,包括空气、水体和土壤等;第四是提高能源利用效率,包括在天然气输送过程中尽量减少能源损耗;第五是充分考虑设备的维护和维修便利性,保证设备长期有效运行。
2.设计依据天然气站场的设计应遵循相关的国家标准和规范,比如《天然气输配气设施设计规范》(GB 50028-2006)、《危险化学品企业安全标准技术规范》(GB 18218-2008)等。
还应考虑当地的地质、气候、环境等因素,确保设计方案符合当地的实际情况。
3.设计内容天然气站场的设计内容包括站场选址、站场布局、建筑物设计、设备选型和安装、管道设计等。
站场选址要尽量远离人口密集区、易燃易爆区和水源地,以减少可能的安全风险。
站场布局要合理,保证设备之间的通风、通道等条件,并考虑将来的扩建和改造。
建筑物设计要考虑防火、防爆、防雷等要求,确保人员和设备的安全。
设备选型和安装要满足供气量、压力等要求,并考虑设备的可靠性和维护便利性。
管道设计要考虑管道的敷设、支吊架的设置、管道的维护等因素,确保管道的安全可靠。
1.储气设备天然气站场的主要设备包括储气罐、压缩机、冷却器、除水器等。
储气设备的工艺设计要充分考虑储气罐的容量和压力,保证供气的稳定性和连续性;压缩机的选型和布置要考虑到供气量和压力的变化,确保压缩机的高效运行;冷却器和除水器的选型和布置要考虑到气体的纯度和干燥度要求,确保气体的质量符合要求。
合理选择压缩天然气加气母站工艺设计方案

合理选择压缩天然气加气母站工艺设计方案摘要:天然气作为公认的清洁能源,与燃油汽车相比,其尾气排放少,环境污染少,排放物降低,无疑是未来能源的首选。
未来天然气有可能成为全球一次能源中比重最大的能源种类。
本文对压缩天然气加气母站的设备仪表以及整个工艺设计流程进行了探讨,拟有一定的参考作用。
关键词:天然气;加气母站;设计;设备;仪表一、工艺流程(1)主工艺流程原料天然气依次经过一些列工艺加工后可以有效的达到脱水干燥的效果,可以去除天然气中的水分,一般加气站会根据水分析仪器进行水分析,脱水装置会加装在管道口上,当水露点>-60℃时,水分析仪信号报警并作记录,然后再进入压缩机组,经过升压后经过加气柱装入拖车车载储气瓶中,当气瓶里的压缩天然气压力达到20MPa时,充气工作就完成了。
(2)安全泄压保护流程安全泄压保护包括高压部分和中低压部分,中低压安全泄压保护流程为:主物料系统中的天然气压力若超过系统中(压缩机进口前主物料管道、前置脱水装置、压缩机缓冲罐及压缩机低压放散等处)的安全阀定压,安全阀开启,释放的天然气通过中低压放散总管在站区安全部位排入大气中;高压安全泄压保护流程为:主物料系统中的天然气压力若超过系统中(压缩机出口后主物料管道、压缩机高压放散及加气柱等处)的安全阀定压,安全阀开启,释放的天然气通过高压放散总管在站区安全部位排入大气中。
(3)加臭流程天然气是无色无味、易燃易爆的气体,在输送和使用的过程中,一旦泄漏很难被发现,必须加入燃气泄漏示警的臭味剂。
配置1台双泵单路输出(一开一备)的自动加臭装置,通过采集4~20mA的燃气流量信号,由控制系统把流量传感器的电流信号变换为数字信号送入转换器,实现根据燃气流量变化自动控制加臭量。
通过频率设置保证燃气流量在最大和最小范围内,都能保持加臭剂浓度均匀稳定。
二、主要设备(1)压缩机CNG压缩机是CNG加气母站的心脏,为保障加气站的安全运行,选择技术先进、性能可靠、经济合理的设备十分必要。
浅谈城市天然气门站的调压计量工艺设计
浅谈城市天然气门站的调压计量工艺设计摘要:本文结合实例,阐述了城市天然气门站中调压计量系统的工艺流程和设备选型设计。
关键词:门站工艺调压计量天然气通过长输管道输送,首先进入城市门站,由门站降压、计量后进入城市燃气管网。
门站是上、下游气源的联接点,设计应考虑多方面的因素。
结合实例(城市天然气厂站如城市天然气门站、调压站的运行和供气特点), 在设计时其调压计量系统采取不同的配置和选型, 本文对此进行探讨。
1、天然气门站工艺流程天然气门站工艺流程简述:采用DN400/L245从一级配气站取气引至拟建门站,门站设计压力为2.5MPa。
来气进站设电动球阀,设定压力值为2.5MPa,同时在电动球阀后预留调压阀安装位置,电动球阀能够超压自动切断来气,并能实现远控和就地控制,来气经此阀后,分两路进入过滤分离器、聚结分离器,分离器设计压力2.5MPa,工作压力1.2~1.6 MPa,单座处理量7×104Nm3/h。
气体经分离后分两路调压、计量,调压装置采用监控保护形式,每一调压回路设置两个串联调节阀,一个为主调节阀,一个为监控调节阀,监控调节阀的设定值比主调节阀略高,正常情况下,主调节阀起调节作用,监控调节阀为常开阀;当主调节阀发生故障时,主调节阀全开,由监控调节阀起调节作用,为对压力、流量进行调节,主调节阀选用电动调节阀,正常工作以压力为主调对象。
为保证管道安全生产,当进站来气管道、站内管道设备、下游供气线路管道出现爆管、泄漏失压、失火等紧急事故时,切断进气管道或向下游供气管道,截断阀设为电动。
其中一路去住宅区,另外一路去农业开发区。
其中去住宅区供气管线考虑冬季夏季供气波峰较大,夏季主要为民用灶具用气,冬季用气主要为住宅壁挂炉用气,故本次设计分别计量。
两路气量分别为5000Nm3/h和4.5×104Nm3/h, 当用气量较小时(小于5000 Nm3/h),关闭DN450电动球阀,打开管径为DN150电动球阀,使DN150气路畅通;当用气量较大时(0.5~4.5×104Nm3/h,)关闭DN150电动球阀,打开管径为DN450的电动球阀,使DN450气路畅通。
天然气场站的调压方法研究
天然气场站的调压方法研究发布时间:2021-07-06T05:34:34.108Z 来源:《中国科技人才》2021年第10期作者:吴新春[导读] 长输天然气管道大部分设计为高压、大口径、大流量,在分配用户的系统中压力较小,因此在交接时需要对天然气进行降压处理,使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配。
中冀石化工程设计股份有限公司河北保定 071000摘要:与其他化石类相比,气体具有多种优点。
长距离天然气管道运输大多采用大口径、高压管道方式。
在天然气站,为了安全有效地更换天然气,必须确保天然气压力稳定、安全、清洁。
调压器作为场站天然气压力控制、紧急切断的关键装置的作用非常重要。
目前,对国内天然气管道调压器的理论分析及设计研究不足。
基于此,文章总结了经常使用的天然气调压器结构,分析了工作原理,比较了性能。
关键词:天然气;调压方法;调压器1调压器作用长输天然气管道大部分设计为高压、大口径、大流量,在分配用户的系统中压力较小,因此在交接时需要对天然气进行降压处理,使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配。
有的天然气场站利用球阀节流对天然气进行调压,但球阀节流时,阀芯球面作为节流的主要部件,极易因气流冲刷磨损导致故障。
调压器是一种能根据上游压力和流量变化,通过调节气流保持出口压力稳定在设定范围的设备。
调压器利用气体本身的压力差作为工作能源控制气体的通断和节流。
调压器可以控制下游气体压力,还具有紧急情况下的安全关断功能。
调压器选用合理能够使天然气场站系统保持安全稳定和经济高效运行。
天然气调压器根据工作原理分为直接作用式和间接作用式。
2直接作用式调压器2.1单皮膜直接作用式调压器单皮膜直接作用式调压器只有1个主调皮膜。
当用户气量需求增大或上游压力减小,此时皮膜下方受到的力小于上方受到的力,阀瓣下降,阀门开度增加,气体流速增大,下游压力稳定到设定的初始值。
反之,当用户气量需求降低或上游压力增大,阀门开度减小,流速减小,下游压力稳定。
天然气场站的调压方法研究
㊀2021年㊀第2期Pipeline㊀Technique㊀and㊀Equipment2021㊀No 2㊀收稿日期:2020-12-18天然气场站的调压方法研究李㊀宁(国家管网集团天津天然气管道有限责任公司,天津㊀300450)㊀㊀摘要:为研究目前常用天然气调压器的优缺点和选用原则,分析了直接作用式调压器和间接作用式调压器的结构特点,总结了国内天然气场站常用的一种调压系统的结构和功能,并选取某天然气样本参数,对调压过程中的热值变化做了计算,最后预测智能化㊁多功能天然气调压器是发展方向㊂关键词:天然气;调压方法;调压器中图分类号:TE8㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1004-9614(2021)02-0042-05PressureRegulationMethodResearchofNaturalGasStationLINing(PipeChinaTianjinGasPipelineCo.,Ltd.,Tianjin300450,China)Abstract:Inordertodiscusstheadvantagesanddisadvantagesandselectionprinciplesofnaturalgaspressureregulatorscommonlyusedatpresent,thestructuralcharacteristicsofdirectactingvoltageregulatorandindirectactingvoltageregulatorwereanalyzed,thestructureandfunctionofapressureregulatingsystemcommonlyusedindomesticnaturalgasstationsweresummarized,takinganaturalgasparametersasasample,thecalorificvaluechangeintheprocessofregulatingthepressurewascalculated.Finally,itispredictedthatintelligentandmultifunctionalnaturalgaspressureregulatoristhefuturedevelopmentdi⁃rection.Keywords:naturalgas;voltageregulationmethods;voltageregulator0㊀引言相对于其他化石类能源,天然气具有多方面优点㊂陆地长距离天然气输送多采用大口径㊁高压力管道方式[1]㊂在天然气场站,为安全有效进行天然气交接,须保证天然气压力平稳㊁安全纯净㊂调压器作为场站天然气压力控制㊁紧急切断的关键装置,作用十分重要㊂目前,国内关于天然气调压器的理论分析及设计研究不深入,相关资料较少㊂本文总结了常用的天然气调压器结构,分析了工作原理,并对比了性能㊂1㊀调压器作用由于长输天然气管道大部分设计为高压力㊁大口径㊁大流量,而分输用户的系统中压力较低,所以在向用户交接时需要对天然气做降压处理,使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配[2]㊂有的天然气场站利用球阀节流对天然气进行调压,但球阀节流时,阀芯球面作为节流的主要部件,极易因气流冲刷磨损导致故障㊂调压器是一种能根据上游压力和流量变化,通过调节气流保持出口压力稳定在设定范围的设备[3]㊂调压器利用气体本身的压力差作为工作能源控制气体的通断和节流㊂调压器可以控制下游气体压力,还具有紧急情况下的安全关断功能㊂调压器选用合理能够使天然气场站系统保持安全稳定和经济高效运行[4]㊂天然气调压器根据工作原理分为直接作用式和间接作用式[5]㊂2㊀直接作用式调压器直接作用式调压器由皮膜和阀体等部件组成,通过作用在皮膜上的压力变化,来控制阀门进行调节[6]㊂调压器除调节系统压力,还须控制出口流量㊂下游气量需求较小,调压器阀瓣收缩,开度变小降低流速;下游气量需求增大,阀瓣开度增加,气体流速升高㊂如图1所示,当下游压力的设定值升高或降低,皮㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究43㊀㊀膜发出的信号与给定值的差值使传动装置发出位移信号,阀门根据位移信号进行启闭动作㊂图1㊀直接作用式调压器工作原理图直接作用式调压器的调压方程见式(1):p2=FA(1)式中:p2为调压器下游压力,Pa;F为设定的弹簧力,N;A为皮膜有效面积,m3㊂由式(1)可知,下游压力与弹簧力成正比,所以可通过调节弹簧力对调压器进行设定㊂直接作用式调压器具有结构简单㊁反应迅速㊁成本较低等优点,但调压精度较低㊁压力控制范围窄㊁流通能力较小,目前多用于城市燃气用户压力调节㊂按照阀体结构不同,直接作用式调压器可分为单皮膜式和双皮膜式㊂2.1㊀单皮膜直接作用式调压器单皮膜直接作用式调压器只有1个主调皮膜,结构如图2所示㊂当用户气量需求增大或上游压力减小,此时皮膜下方受到的力小于上方受到的力,阀瓣下降,阀门开度增加,气体流速增大,下游压力稳定到设定的初始值㊂反之,当用户气量需求降低或上游压力增大,阀门开度减小,流速减小,下游压力稳定㊂图2㊀单皮膜直接作用式调压器结构简图单皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(2):p0A0+p1A1+G+Fr=piA1+p1A0(2)式中:p0为皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为皮膜的有效面积,m3;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr为活动组件运动产生的摩擦力,N;pi为调压器上游的气体压力,Pa㊂2.2㊀双皮膜直接作用式调压器双皮膜直接作用式调压器设有主调皮膜和平衡皮膜,结构如图3所示㊂平衡皮膜能平衡阀口垫片上受到的力,控制下游压力㊂当上游压力升高时,阀口垫片受到的力增加,平衡皮膜受到向上的气体介质压力升高㊂因为平衡皮膜的有效面积与阀口近似相等,皮膜受到的力和阀口垫片上的力相互平衡,上游压力的波动对下游压力没有影响,下游压力保持稳定㊂图3㊀双皮膜直接作用式调压器结构简图主调皮膜主要起监控下游压力的作用㊂当下游压力增大,主调皮膜下方受到的力减小,皮膜下降,使调压器开度增加,过气量升高,下游压力稳定在设定值㊂反之,当下游压力减小,主调皮膜下方受到的力增大,皮膜向上升,使调压器开度降低,过气量下降㊂双皮膜直接作用式调压器使用安全性好,体积小,质量轻[7]㊂双皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(3):p0A0+piA1+G+Fr+p1A2=p1A1+p1A0+piA2(3)式中:p0为主调皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为主调皮膜的有效面积,m3;pi为调压器上游的气体压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr㊀㊀㊀㊀㊀44㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀为活动组件运动产生的摩擦力,N;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A2为平衡皮膜的有效面积,m3㊂3㊀间接作用式调压器间接作用式调压器也称为指挥器控制式调压器,多用于大流量或需要精确控制压力的情况㊂当调压器下游压力升高或降低时,经过指挥器的调节,主调压器皮膜下方受到的力发生变化,同时主调压器开度发生变化,下游压力逐渐恢复直至稳定㊂间接作用式调压器操作简单,压力控制精度高,广泛应用于大型天然气场站[8]㊂间接作用式调压器根据结构不同分为双向控制式和卸载式,按流道不同分为轴流式和曲流式㊂3.1㊀双向控制式调压器和卸载式调压器双向控制式调压器是一种较典型的指挥器控制系统㊂当下游压力发生变化时,调压器皮膜产生位移,气体介质经过指挥器皮膜后进入调压器皮膜后方㊂调压器预先设定一个负载压力,当出口压力下降较小时,在指挥器控制下,负载压力增大,阀芯开始运动,保持出口压力在设定的范围㊂双向控制指挥器调压器下游压力的变化同时对指挥器皮膜和调压器皮膜产生影响,具有阀芯反应灵敏㊁压力控制精度高㊁压力设置范围大㊁流通能力强等优点㊂卸载式间接作用调压器压力控制范围大,流通能力较大,但压力控制精度较低㊂当调压器下游压力下降,下游压力降低将通过指挥器使负载压力减小,从而导致调压器皮膜开启,调压器前㊁后部气体压力逐渐平衡,下游压力升高直至稳定㊂当负载压力下降时,调压器前部的气体通过固定节流器补充负载压力㊂阀瓣的运动由入口压力和负载压力的相对大小决定,当调压器终止调压时,负载压力与入口压力相等,阀门全关㊂3.2㊀轴流式调压器与曲流式调压器3.2.1㊀轴流式调压器轴流式调压器上游高压端流道与下游低压端流道在同一轴线上,气体介质在阀腔内流态稳定,流向均匀㊂与传统的S型流道结构调压器不同,气体在阀腔内轴向流动,基本没有流动死角,流向变化较小,阀体结构承压性能好㊂相比其他调压器,轴流式调压器可实现低压差㊁大流量调节,具有密封性好㊁流通能力大㊁调压稳定㊁使用寿命长等优点,广泛应用于天然气场站㊁区域调压站和燃气轮机供气系统等㊂常见的轴流式调压器有AFV型和FL型㊂3.2.1.1㊀AFV型轴流式调压器AFV型轴流式调压器由笼罩㊁阀体㊁O型环等构成,主要控制元件为柔性筒㊂没有应力作用时,柔性筒包裹在笼罩上,此时阀体处于关闭状态㊂当柔性筒外侧压力降低至低于进口压力,此时进口压力作用于柔性筒内表面使其膨胀离开笼罩,阀体开启㊂通过控制柔性筒外侧的压力可实现控制阀体的开度㊂气体经过节流进入阀腔,提供一个负载压力,通过指挥器的调节,负载压力与皮膜前方受到的压力逐渐平衡㊂皮膜后方压力升高或降低时,通过指挥器的调节,负载压力逐渐与皮膜后方压力相平衡,使调压器下游压力保持在稳定范围㊂通过指挥器可实现调压器出口压力设置㊂当针型阀关闭时,柔性筒外侧压力与调压器进口压力相等,调压器处于关闭状态㊂当针型阀打开时,在节流元件两侧产生压力差,柔性筒随压差增大开始膨胀,针型阀开度越大,套筒膨胀越大㊂节流元件处于最小设定开度时,压差较大,阀体开启较快,此时气体完全充满控制室的时间较长㊂节流元件处于最大设定开度时,作用相反㊂AFV型调压器在实际应用中多为两台串联同时使用,一台作为工作调压器,另一台作为备用或监控调压器㊂AFV型调压器皮膜较易损坏,不支持在线维修,但具有体积小㊁流通能力大㊁噪声低㊁操作方便等优点㊂3.2.1.2㊀FL型轴流式调压器FL型轴流式调压器是双向控制调压器,使用指挥器二级调压降低进口压力不稳定带来的扰动,第一级调压不可调节,主要作用为使进口压力降低保持稳定,实际通过设定第二级调压来设定出口压力㊂进口压力通过指挥器第一级调压后压力相对稳定,经过指挥器第二级调压转换为负载压力,使调压器皮膜一端关闭,皮膜另一端的出口压力与主阀弹簧相平衡㊂FL型轴流式调压器可在线维修㊁皮膜穿孔仍能继续供气㊁安全性好㊂㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究45㊀㊀3.2.2㊀曲流式调压器曲流式调压器反应灵敏度不高㊁阀体厚重㊁动力要求较高㊂受流道结构影响,气体介质在曲流式调压器的流道内多次改变流向,流态不稳定,且阀瓣或阀口的行程随调压器口径的增大而变长㊂4㊀直接作用式调压器与间接作用式调压器的对比通过分析总结,对直接作用式调压器和间接作用式调压器的特点做如下对比,见表1㊂表1㊀两种调压器的对比设备指标直接作用式调压器间接作用式调压器稳压精度等级高低关闭压力等级高低阀系数低高反应速度快慢最大工作压力低高流量调节范围小大出口压力低高㊀㊀由表1可知,直接作用式调压器和间接作用式调压器的各项性能指标不同,在实际生产中,不同环境条件适用的设备类型不同,调压器的选用要充分考虑实际生产对各项指标的具体要求㊂5㊀天然气场站调压系统的设置大型天然气场站对设备精密程度和生产安全性能要求较高,在调压设备的选用上多采用具有压力调节和紧急关断功能的撬装设备㊂GB50251 2003对天然气场站压力控制和安全设施提出了详细的技术要求,国内天然气场站的调压设施都参照GB50251 2003设置㊂工作调压阀㊁监控调压阀和安全切断阀串联组成的调压系统在国内大型天然气场站已得到实际应用[9]㊂工作调压阀采用电动控制,可实现远程操作,具有压力调节和流量控制功能㊂正常情况下监控调压阀全开,在工作调压阀发生故障时监控调压阀自动启动,将气体介质压力调节至正常范围㊂安全切断阀正常情况下全开,压力升高至预先设定的数值时该阀自动关闭,以防止紧急情况的发生㊂监控调压器和紧急切断阀采用自力式调压器,设备压力出现异常时均可自动启动,保障系统的可靠性和安全性[10]㊂6㊀调压过程中的热力学分析天然气调压过程中会发生热量损失,由于高压气体流经调压器发生节流效应,一般情况下产生冷效应㊂在此利用某天然气样本参数,通过计算对调压过程中的热力学变化进行简要的分析㊂环境温度T0=293K,天然气样本定压比热cp=2.223kJ/(kg∙K),调压器进口压力pi=7MPa,出口压力po=2.5MPa,调压器进口流速vi=1m/s[11]㊂当不考虑宏观动能和位移时,稳流天然气的焓见式(4):Ex,h=(H-H0)-T0(S-S0)(4)式中:Ex,h为焓,kJ;H为焓,kJ;H0为环境状态下气体的焓值,kJ;S为熵,kJ/K;S0为环境状态下气体的熵值,kJ/K㊂对于稳流气体,系统变化可近似为0,平衡方程为Ex,h,i=Ex,h,o+ExL(5)式中:ExL为损失,kJ;i表示调压器进口;o表示调压器出口㊂效率为ηex=1-ExL/Ex,h,i(6)式中ηex为效率,%㊂平衡方程为Ex,h,i,TV=Ex,h,o,TV+ExL,TV(7)式中TV表示调压器㊂由于调压前后气体焓值近似相等,损失为ExL,TV=Ex,h,i,TV-Ex,h,o,TV㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀=(Hi,TV-Ho,TV)-T0(Si,TV-So,TV)㊀㊀=T0(So,TV-Si,TV)(8)计算结果如表2所示㊂表2㊀不同调压器入口温度下的计算结果入口温度/K出口温度/K熵值/(kJ㊃(kg∙K)-1)焓值/(kJ㊃kg-1)损失/kJ效率/%283261.235.29592957.33140.1331177.56687303284.535.499871012.94144.2526976.906737㊀结论天然气场站调压设施的设备性能和工作状态直接影响是否能为用户提供压力稳定㊁安全可靠的天然㊀㊀㊀㊀㊀46㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀气,常用的调压器型号较多,设备特点不同㊂在选用调压器时须根据实际气质㊁压力要求㊁工作状态㊁应用环境等条件选择,同时须考虑不同种类调压器工作时介质的热力学变化,不断调试找出设备最合适的设定值,保证调压设施的正常运行㊂通过对常用的调压器进行总结对比,可以预测:未来的天然气场站调压设施将向着更加智能化㊁安全化发展,单一结构的调压器将逐渐被功能更全的调压设备取代;调压设备将向着生产成本更低㊁应用环境更广的方向发展,未来的设备可选范围将增大㊂参考文献:[1]㊀杨鹏博.天然气管道输送与管理[J].化学工程与装备,2018(4):69-70.[2]㊀王树立,赵会军.输气管道设计与管理[M].北京:化学工业出版社,2004:58-69.[3]㊀段常贵.燃气输配[M].北京:中国建筑工业出版社,2001:158-159.[4]㊀刘瑶,位亚鹏,邢琳琳,等.基于声发射技术的燃气调压器故障诊断[J].管道技术与设备,2018(6):25-28.[5]㊀郑安涛.燃气调压工艺学[M].上海:上海科学技术出版社,1994.[6]㊀国家质量监督检验检疫总局.城镇燃气调压器:GB27790 2011[S].北京:中国标准出版社,2012.[7]㊀周粉兰,沈卫东,宋亚东,等.双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计[J].煤气与热力,2007,27(2):13-16.[8]㊀金永功.指挥器控制式调压器的压力遥控[J].上海煤气,2007(3):14-15.[9]㊀尹凌霄,郑萍萍,董伟.天然气调压站调压器失效实例分析[J].管道技术与设备,2016(1):58-60.[10]㊀王建国.橇装式调压装置在天然气管道站场的应用[J].管道技术与设备,2009(2):38-40.[11]㊀MISCHNERJ,BESPALOVVI.ZurEntropieproduktionimRanque⁃Hilsch⁃Rohr[J].ForschungImIngenieurwesen,2002,67(1):1-10.作者简介:李宁(1986 ),工程师,主要研究方向为天然气管道运行管理与工程建设㊂E⁃mail:nickllee@126.com(上接第36页)(1)原油中的杂质和腐蚀性气体是钢质管道产生腐蚀的主要因素,所以对原油的前期处理至关重要,对于进入库站区油罐㊁管道运输或储存的油品,应进行油品化验分析,增加腐蚀性杂质含量等检测项目,尽可能降低腐蚀介质对管道的影响㊂(2)在站内管道工艺流程中要尽量减少和避免管内原油长期静置㊁不流动㊂定期活动静置管道,保证其与相同工艺管道的运行频率一致,至少每个月都有足够的运行时间,避免管内沉积物和沉积水的产生㊂(3)在生产运行中,加强对管线的检测,完成年度检查各项检测项目,定期完成对高风险段的检测,确保管线正常运行㊂4 结论某输油站内原油管道的腐蚀失效主要原因为静置管道在原油沉积水环境下造成的电化学腐蚀㊂针对该类腐蚀行为,运行单位需要定期检查,提高相关管道运行频率,避免管内原油长期静置,还要加强对管输原油的腐蚀性介质成分及含量进行前期化验检测,从腐蚀源头减小腐蚀发生的可能性㊂参考文献:[1]㊀杨涛,寇子健.国内油气管道腐蚀检测技术研究进展[J].当代化工研究,2020(14):158-160.[2]㊀艾志久,范钰玮,赵乾坤.H2S对油气管材的腐蚀及防护研究综述[J].表面技术,2015,44(9):108-115.[3]㊀胡丽华,常炜,余晓毅,等.CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响[J].表面技术,2016,45(5):56-61.[4]㊀王金刚,李新义,高英.长输管线氯离子腐蚀行为研究[J].石油机械,2014,42(6):113-118.[5]㊀孔韦海,艾志斌,胡盼,等.L320原油输送管道静置段的腐蚀机理[J].腐蚀与防护,2019,40(7):502-506.[6]㊀黄贤滨,倪广地,张艳玲,等.原油输送管道内腐蚀现状及最新研究进展[J].材料保护,2017,50(10):70-72;81.作者简介:刘保余(1969 ),教授级高级工程师,博士,研究方向为油气储运设备设施检验检测㊂。
天然气调压站改造工程方案
天然气调压站改造工程方案一、工程概述天然气是一种清洁、高效的能源,广泛应用于化工、冶金、建材、玻璃等行业,而且能够满足工业、民用、商业等多种需求。
天然气调压站是天然气输配系统的重要组成部分,它主要用于将高压输送管道中的天然气通过减压装置减压为用户需要的低压天然气。
为了满足不同用户对天然气的不同需求,调压站需要具备一定的灵活性和稳定性。
为了保障天然气输配系统正常运行和用户安全使用天然气,需要对现有天然气调压站进行维护和改造。
本工程位于XX省XX市,是负责该地区天然气输配系统的一座主要调压站。
目前,该调压站已经运行多年,设备老化,维护困难,工艺性能有待提高,运行稳定性有待提高。
为了提升该天然气调压站的运行效率和安全性,我们打算对其进行全面的改造工程。
改造后的调压站将具备更加灵活的运行模式、更高负载能力和更稳定的运行性能,以满足不同用户的需求。
二、工程内容1. 调压站主要设备和管网的检修和更换通过对现有管道、阀门、减压装置等设备的检修和更换,以及对老化设备的升级更新,优化调压站的设备配置。
在液化天然气(LNG)的使用和处理方面,提供更高效、更安全的设施,以适应天然气市场的不断变化。
2. 控制系统的改造通过对现有的调压站控制系统进行全面的升级,将原先的手动操作改为自动控制,以提高控制精度和运行的稳定性。
同时,增加监控系统,实现对调压站各项参数的实时监控,提高管理和应急处理的能力。
3. 能耗管理系统的改造通过对能源管理系统的升级改造,实现调压站设备的动态调节,最大程度降低能耗,提高资源利用效率。
在保证系统运行安全的前提下,不断优化调压站的运行方式,提高能源利用效率。
4. 安全防护设施的增加对现有的安全防护设施进行检查和更新,以确保调压站的运行安全。
同时,增加监测装置,对气体泄漏、高温等突发情况进行实时监测和报警,提高调压站的应急处理能力。
5. 管网改造在调压站改造的同时,对入口管道和出口管道进行检修和改造,以确保输送系统的稳定和安全。
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张立改 李西伟 z ( 1 、 安瑞科( 廊坊 ) 能源装备 集成有 限公 司, 河北 廊坊 0 6 5 0 0 0 2 、 廊坊 市东方 国立机械制造有 限公 司, 河北 廊坊 0 6 5 0 0 0 ) 摘 要: 在城 市基础设施建设 中, 天然气输送在其 中占据着重要 的位 置。天然气调压站在位置 的设置上主要会在城 市的管 网之间 , 此 时调压站 的主要职能是对 气体的压力进 行调 节上 的处理 ,并使用相应的功能将天 然气作为输送 的介质输送发到千 家万户中,工居 民使 用。文章针 对天然气调压站的工艺方案设计进行 了简要的分析 , 并在 分析 中得 出结论 , 仅供相关人 员的参考 与借鉴 。 关键词 : 水合 物 ; 二级调压 ; S C A D A; 节流阀; 计量精度 ; 安全可靠 天然气进入到输送的管道之前会先经过杂质去除装置 ,通过装置 1 . 6 控 制 和通讯 的过滤 , 天然气中的杂质等混合物会被直接去除 , 此时可 以采取的步骤 1 . 6 . 1 独立的气动控制回路。 为了 避免系统操作过程 中S C A D A控制 是将管道上的压力进行调节至合适 的刻度 , 调节的过程 中还应对气流 失灵情况的发生, 控制回路单独使用天然气作为操作流体。 量的输出进行计算 ,一般 情况下会使用二级调压上 的处理技术对控制 1 . 6 . 2 S C A D A系统。 调压站出口 气体温、 压力、 加热炉燃气压力和加 上的系统进行调节 ,这样可以使系统运行的稳定性得到很大限度的提 热炉水位等信号进入 S C A D A监控系统 , 同时通过该系统从中控室接收 升。 命令 , 比如 : 控制阀位“ 开、 关” 等命令。 1调压站{ 殳 计参数和工艺方案 2生产设备防腐蚀案例应用分析 1 . 1 调压站供气规模 对 于钛白粉上的处理一般 隋 况下进行研究的 工作人员会采用水解 天然气输送能力为: 5 0 0 0 0 0 m 3 / d ; 天然气输送压力 : l O M p a 。 技术进行处理, 常见的 施工工具是水解锅 , 对钛 白 粉实施工序上的处理 1 . 2 过 滤 时, 由于施工的环境与条, f  ̄ - _ I 2 的要求相对较低 , 所以生产的温度高达至 为 了防止天然气管路中的杂质损伤到调压站进 口 计量路上 的 孔板 1 2 0 。左右时 , 生产上使用的原料偏钛酸中含有 3 0 % 硫酸就会在此时产 型气体流量计设备 , 在天然气在进入加热器前 , 需在调压站进 口 处设置 生酸 胜物质 , 这种物质的产生会对水解锅进行腐蚀上的处理 , 为了减少 此时应对材料进行选择 , 可以考虑的材质是 过滤分离设备。 本工艺设计采用两路旋风分离和筒式过滤分离设备( 一 腐蚀对于水解锅上的伤害 , 用一备 , 以防过滤分离设备检修时, 仍可连续供气 ) 来滤除天然气中夹 将钢衬预硫化丁基橡胶涂抹在锅的周围 , 然后再加花岗岩衬里。 将处理 带的杂质, 以确保孔板气体流量计的正常使用。 过的水解锅投 ^ 使 用之前 , 要先将电火花针孔进行进行检测上的处理 , 1 . 3 天然气预热温度 这个步骤的实施可以有效的保障使用的产品是否是合格的。 当天然气的压力通过节流从 I O M P a 降到 3 . 4 M p a , 由于焦耳 一 汤姆 使用超过半年时间的 搅拌浆胶层由于长时间的摩擦 , 可能会 出现 腐蚀程度可能会更大 , 可 逊效应, 如果不对天然气进行加热, 那么温度可能降到天然气露点, 造 破裂或是鼓泡的现象。而半年后的无缝钢管 , 成部分天然气凝结形成水合物 , 所以天然气通过预热补偿在压降过程 能会 出现无法使用的情况。而此时应实验上的要求 , 搅拌浆的长度可能 中的 温度降低 , 可以避免管线和设备外部结冰造成材料的破坏和节流 需要超过 4 米, 宽3 . 3 米, 并且施工上的要求是需要对整体进行硫化 的 阀堵塞。 处理 , 此时实际的施工条件根本没有办法将这些要求进行满足, 所以在 1 . 4 调 压 实际的规划的过程中需要将设备进行简单的处理 ,实施改造后再投入 1 . 4 . 1 进 出口压力 。生产工艺操作指标要求 , 天然气进 口 压力为 到实际的生产过程中去 , 为了将设备 的使用期限进行延长的处理 , 并让 I O M P a , 根据城市管网和调压站的输送距离 2 o 0 米左右 , 在进入城市天 生产上的成本得到降低 ,此时可 以采取的方式是对搅拌上的防腐材料 然气管 网 前调节压力为 3 A M p a , 因此 在进 入 城市管网前需要通过调压 , 进行技术上的改造,比较常用的改造工艺是使用乙烯基酯树脂将橡胶 将I O MP a 降到合适压力, 才能满足工艺要求。 整体硫化进行替代的处理 。 1 . 4 . 2 一级调压路的设计方案。天然气经过进口 计量路后进入一级 乙 烯基酯树脂是一种较为环保的材料 , 具有较好 的适应 l 生, 在自 身 调压路 。 天然气的减压过程为一级减压方式。 一级调压路的 作用是将进 具备的优势上 , 除了具备环氧树脂所带有 的特陛以外 , 还将环氧树脂 的 口压力为 1 0 MP a 天然气 , 通过调压器减压至 3 . 4 M P a , 以满 足工艺流程 耐热 I 生与施工l 生进行了相应 的增加处理 ,其中最为突出的优势是耐热 要求 , 同时为二级调压路提供恒定 、 低压的天然气 。一级调压路由两条 性 ,树脂在分子的结构上具备的侧羟基对玻璃纤维具有异常突出的粘 配置相同的调压路构成 , 每路的设计流量为 5 0 0 0 0 0 m 3 / d , 每路可以承受 结性与渗透性。这种优势可以有效的将玻璃纤维上的优势 陛能进行激 最大气流 , 每路设置在高压下 自动关断的截断阀, 该阀用于限制最大压 发 , 并在激发的过程中提供 了良 好的保护, 因其树脂在延展性上具有异 力。 本工艺设 汁采用进口压力 1 0 M P a , 出口压力 3 . 4 M P a , 设计温度 2 0  ̄ C 常突出的作用 ,所 以在运输的过程中可 以将路程上的承受的颠簸损伤 6 O ℃, 出口管径选择 6 i n c h , 压 力等级 3 0 0 #, 壁厚 S c h 4 0 。 降到最小。 在众多的树脂材料中乙烯基酯树脂占有一个极其重要的位 1 . 4 . 3 二级调压路的设计方案。 天然气经过一级调压路从 I O MP a 减 置 , 所以这也奠定 了乙烯基酯树脂在应用 的范围上的突出优势, 在使用 压至 3 . 6 MP a , 进入二级调压路。 二级调压路是将 3 . 6 M P a 天然气 , 通过调 的用途上可 以 制造化工用储罐 、 管道等等许多的器械或是工具 , 经过实 压器减压至 3 . 4 MP a , 以满足天然气进 ^ 城市管网压力要求。 与一级调压 践上的证明可以知道树脂上的耐酸与耐碱性能者 E 常的高,在生产 的 路系统要求相 同, 二级调压路由两条配置相 同的调压路构成 , 每路的设 过程中也表现出了突出的优势。 3 结论 计流量为 5 0 0 0 0 0 m 3 / d , 每路可以承受最大气流 , 每路设置在高压下 自动 关断的截断 阀, 该阀用于限制最大压力 , 以防止 由于意外原 因( 压力控 经过严格实践上的检验 , 我们可以从实验的现象与结果上观察 出 制 阀不能正常工作 ) 所导致的调压器下游压力的非正常升高。 另外与一 化工设备上的防腐性在设 备实际的工作 的过程中具有异常重要的位 级调压系统不同的是 , 每一路包括两个压力调节阀。 本工艺设计采用二 置 , 也是保障施工人员的可以进行安全生产重要保障。在实际的生产过 级 调压 ,第一级将压力从 l O Mp a 调到 3 . 6 Mp a ,第二级从 3 . 6 Mp a 调到 程 中想要让设备上受到的腐蚀面积得到源头上的控制 ,就需要在设备 3 . 4 M p a , 进行微调 , 精度小于 1 %。设计温度 2 O ℃~ 6 O ℃, 出口管线尺寸 购进的过程中对生产的厂家进行相应的选择 ,保障质量上的大关可以 6 i n c h , 压力等级 3 0 0 # , 二级调压路 中的调压器也能够在进 口压力和流 通 过 。 量波动的情况下保证出口压力恒定在 3 A M P a 。 参考文献 1 . 5出口计量路 的设计方案 [ 1 调 燕. 建筑供暖与制冷能量系统( 火用) 分析及应用研究咧 . 长沙: 湖南 根据二级调压路流量 、 压力等级 , 选择 6 ” R F 6 0 0 #孔板和 E ME R — 大学, 2 0 1 3 . S O N公 司生产的流量计算机测量天然气流量 , 计量精度<0 . 0 7 5 %。 二级 [ 2 ] 边海军. 液化天然气冷能利用技 术研究及其过程分析 . 广州: �