橇装式调压装置在天然气管道站场的应用.pdf

2 0 0 9钲 第 2期 管 道 技 术 P i p e l i ne Te c h n i q u e 5 设 备 a n d Eq u i p me n t NO ． 2 橇装式调压装置在天然气管道站场的应用 王建 国 中海广 东天然气有限责任公 司 ， 广东珠海5 1 9 0 1 5 摘要 压力控制是保证管道输送安全的重要环节。调压装置的性能对管道企业和下游用户的生产 和安全都起着重要作用。介绍了橇装式调压装置实现高精度和高可靠性调压的原理、 流程和设备。应 用结果表明方案具有可行性。 关键词 调压器； 监控； 橇装 中图分类号 T E 9 7 8 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 9 6 1 4 2 0 0 9 0 2 0 0 3 5 0 3 App l i c a t i o n o f a S k i d m o un t e d Pr e s s u r e A d j u s t me n t De v i c e t o Ga s P i p e l i n e S t a t i o n s WAN G J i a n g u o Gu a n g d o n g N a t u r a l Ga s C o ． ， L t d ． ， C N OO C， Z h u h a i 5 1 9 0 1 5 ， C h i n a Ab s t r a c t P r e s s u r e a d j u s t m e n t i s t h e c r i t i c a l p o i n t f o r t r a n s p o r t i n g n a t u r a l g a s s a f e l y ． T h e p r o p e r t y o f t h e p r e s s u r e a a j u s t m e n t e q u i p me n t p l a y s a v e r y i mpo r t r o l e i n t h e p r o d u c t i o n b y， a n d s a f e t y f o r， t h e p i p e l i n e e nt e r pr i s e s a nd t he i r c o n s u me r s d o wns t r e a m． I t i n t r o d u c e d t h e p r i n c i p l e ． fl o w c h a r t a n d e q u i p m e n t t o a c h i e v e h i g h s e n s i t i v i t y擅d r e l i a b i l i t y b y s k i d mo u n t e d p res s u r e a d j u s t - m e n t ． U s i n g r e s u l t i n d i c a t e s t h e p r o j e c t i s f e asi b i l i t y ． Ke y w o r d s p r e s s u r e a d j u s t m e n t d e v i c e s ； m o n i t o r ； s k i d - m o u n t e d 0引言 珠海 一中山天然气管道始建于 2 0 0 5年 1 月 ， 2 0 0 6 年 2月 1 2日投产。它的气源是珠江 口的番 禺、 惠州海 上气田。整个管道工程包括一条干线和两条支线 ， 将 天然气输送到珠海 、 中山两市 ， 向电厂和两个城市用 户提供天然气。 管道干线起点是位 于珠海市横琴岛西北端 的珠 海终端处理厂 ， 终点是位于中山市南朗镇 的南朗分输 站。全长4 1 ． 2 k m， 管径 q 6 6 0 ， 设计压力 7 ． 8 MP a ， 最 高运行压力 7 ． 1 MP a ． 另有两条支线向下游用户供 气一条是横 门支 线，起点是干线 的南 朗分输 站 ，终 点是横 门末 站 ， 管径及设计 压力与干线相同；一条是洪湾支线 ，起 点是干线的洪湾分输阀室 ，终点是 洪湾末站，向深 能集团洪湾 电厂供气 ，设计压力与干线相同，管径 3 2 3 ． 9。 1 洪湾末站流程简介 白干线洪湾分输阀室来 的天然气 ， 进站后经过过 滤分离器 S一 0 5 0 1 A ／ B， 一用一备 过滤 ， 然后经超声 收稿 13 期 2 0 0 8 0 32 1 收修改稿 13期 2 0 0 81 0 0 7 波流量计计量 采用计量橇 ， 两路计 量， 一用一备 ， 可 实现 比对 计 量 和现 场 标定 ， 然后 经 调 压橇 Y 一 0 5 0 2 A ／ B， 一用一备 调压至 2 ． 5 MP a 左右 ， 输往至洪 湾电厂 ， 流程示意图见图 1 。 图 1 洪湾末站流程简图 2 调压橇组成及主要设备性能 2 ． 1 调压橇组成 洪湾末站调压装置采用橇装结构 ， 两路配置 ， 一 用一备 ， 见 图2 。 调 压 外 输 图 2 调压装置 图 调压橇主要 由电动球 阀、 紧急 切断阀、 监控 调压 器 、 工作调压器 、 放散阀、 手动球 阀、 压力变送器和温 度变送器及其他 附件组成。调压橇 的流程 图如 图 3 所示 。 36 Pi p e l i n e Te c hn i q ue a nd Eq u i p me n t Ma r ． 2 0 0 9 2 ． 2 调压橇的特点 1 选用一用一备的结构形式 ， 工作调压撬与备 用调压撬的结构组成和设备性能是完全一样 的， 并且 在每个调压路上均设有监控调压器。 图 3 A路调 压橇 流 程 图 2 为了方便将来对天然气的出口压力和温度进 行远距离实时监控 ， 在每路调压 撬的下游 均设有压 力、 温度传感器， 并且调压橇进 口还设有一电动球 阀， 方便对每个调压路进行远程开断， 设置了调压器远程 遥控系统 ， 该系统实现 了对调压器的远距离调压 ， 使 调压撬做到了相对的无人值守 。 3 调压器具有 阀位的远传功能， 实现远程对调 压器开度的监控。 4 每个调压路 的调压器均按进、 出 口压差最小 而单路达到最大流量时选择。 5 在正常情况下 ， 主调压路向下游用户供气 ， 备 用调压路处于热备份状态。一旦该调压路 由于例行 维护的需要被关闭 ， 或者因为发生了故障而 自动切断 时， 第二条调压路即可 自动启动， 保证系统满负荷、 不 问断的供气。 6 为防止备用调压路的设备长期不用而影响其 性能， 可以在线设置参数 ， 将主调压路和备用调压路 对换。 7 工作调压器的阀座采用软密封 ，当阀门出现 故障时，应处于开启位置 ，而监控调压器在故障情 况下处于关闭位置，在阀门关闭时阀座处 为零泄漏 。 该调压器符合欧洲调压器标准 E N 3 3 4 关于进 口压力 不大于 1 0 MP a的燃气调压器 的结构 、功 能、尺寸、 测试和制造规范 。正常运行时，调压器安装处无气 体泄漏，由于工作膜片损坏而导致故 障时，亦无 泄 漏 。 8 调压器采用该输气管道中输送的天然气作为 其动力 ， 取源位置为调压器下游。为了保证调节精度 和指挥器的寿命 ， 在指挥器之前加装精细过滤器和预 调器 。 2 ． 3主要设备选型及特点 2 ． 3 ． 1 电动球 阀 A 1 ／ B 1 采用全通径法兰连接式球阀 ， 电动执行机构是罗 托克产品。它的启闭件为球体 ， 绕垂直于通路的轴线 转动 ， 为部分 回转型手动球 阀。球阀的设计及制造符 合 A P I s p e c 6 D标准的规定。手动球阀 A 5 ／ B 5 也采 用此型号。 2 ． 3 ． 2 紧急切断阀 A 2 ／ B 2 采用独立阀体式 ， 型号为 S B C 7 8 2 。可设置为超压 和／ 或欠压切断。切断压力范围为 0 ． 0 1～ 8 ． 5 M P a ， 利 用手柄人工复位 ， 并设有 内旁通。精度 A G为设定值 的 1 ％ ； 切断响应时间小于 1 s ． 安全切断阀作为燃气调压 系统 中的安全装置 ， 当 调压器出现故障 ， 不能控制下游压力时， 安全切断阀 则会 自动切断气源 ， 以保证下游管道和设备 的安全。 为防止遥控操作引起 的误操作 ， 安全切断阀 自动切断 后只能现场手动打开。安全切断 阀为 自力式阀门， 即 采用该输气管道中输送的天然气作为其动力 ， 取源位 置为调压器的下游管线 J 。 2 ． 3 ． 3 监控 调压 器 A 3 ／ B 3 选用轴流式调压器， 自动调节 ， 不需要外部动力。 型号为 R e fl u x 8 1 9 失效常闭 ， 模块化设计 ， 结构紧凑 合理， 可方便地进行在线维修。调压器的调压精度为 R G 1 ， 设置精度为 S G 1～ 3， 可调。 2 ． 3 ． 4工作调压器 A 4 ／ t M 选用轴流式调压器， 自动调节， 不需要外部动力。 型号为 R e fl u x 8 1 9 F O 即失效常开 ， 模块化设计， 结 构紧凑合理 ， 可方便地进行在线维修。调压器的调压 精度为 R G 1 ， 设置精度为 S G 1 3 ， 可调。 2 ． 3 ． 5 放散 阀 A 6 ／ B 6 采用 V S ／ A M5 8系列安全放散阀， 这是一种微量 放散 阀， 可 以将非 故障引起 出 口压力升高 的气 体排 出， 以避免紧急切断阀因误动作而切断 ， 导致该调压 路切断。但当真正的故障发生时 ， 超压 的气体来不及 放散时 ， 紧急切断阀就会按正常方法切断。 3工作原 理 以洪湾末站调压装置为例， 介绍调压橇压力参数 设置和工作原理。其中 A路为工作调压回路、 B路为 备用调压回路， 外输压力 2 ． 42 ． 6 M P a ． 具体参数如 表 1所示。 第 2期 王建国 橇装式调压装置在天然气管道站场的应用 3 7 表 1 参数设置表 MP a 3 ． 1 监控调压器与主调压器的切换 在正常情况下 ， 工作调压器 向下游管路供气 ， 由 于监控调压器的设定值较高， 因此监控调压路一直处 于完全开启状态。一旦工作调压器发生了故障 ， 整站 的出口压力升 高， 待升 高至监控调压 器压力设定值 时， 监控调压器接替工作调压器进行调压， 此时的下 游压力比客户给定的压力稍微高些， 一般监控调压器 不易长时间工作。需要立即对工作调压器进行检修。 3 ． 2 调压路 自动切换基本原理 在正常情况下 ， 主调压路的调压器 向下游管路供 气， 备用调压路处于热备份状态。一旦主调压路的工 作调压器和监控器均发生 了故障 ， 整站 的出 口压力升 高， 一直升高至紧急切断 阀的压力设定值时， 主凋压 路紧急切断阀切断； 之后 ， 出口压力降低， 当降低至备 用调压路的主调压器设定压力值时， 备用调压路的调 压器正常工作， 向下游管路供 气， 需要立 即对主调压 路的设备进行维修。 需要说明的是 由于主调压路的调压器故 障而引 起的出口压力升高， 不会导致备用调压路紧急切断阀 切断 。 3 ． 3 调压系统出口压力遥控原理 出口压力电气遥控系统可实现远程控制功能， 出 口压力变送器把调压器后 的调压压力 三表平均值 变送至控制中心， 主控中心可设置 自动／ 手动按钮 ， 如 在 自动状态 ， 可设定一个压力调节范 围进行 自动的调 节 ， 控制中心主控计算机根据压力信号与设定 的压力 比较， 计算 出需要调节指挥器 的调节驱动压力 ， 再 由 主控计算机给现场 R T U发送指令 ， 由 R T U输出相对 应的4～ 2 0 m A的控制信号给现场伺服电机 ， 现场伺 服 电机得到信号动作 ， 调节调压阀上指挥器的压力调 节杆， 并有伺服系统的2～1 0 V的反馈信号给主控计 算机 ， 当调压系统压力 达到设定值时， 伺服电机停止， 这样可以实现全 自动的压力调节 。 3 ． 4 调压后压力超高或超低远控保护 为实现调压后压力超高的进一步保护， 防止因调压 后压力变送器故障产生误动作， 在调压后设置 3块压力 变送器， 设置压力高报及高高报、 低报及低低报报警功 能， 当有 1 块仪表发生高报或低报时， 主控计算机发出 声光报警并作报警事件打印输出。当有两块及以上的 压力变送器产生高高报或低低报时， 主控计算机启动 E S D程序 ， 关闭进出站 E S D阀及调压橇进 口电动球阀 A1 ／ B 1 ， 以保护洪湾末站和下游用户安全 。 4 结束语 洪湾末站调压橇具有 自力式调压器和 电动调压 器的双重优点 。一般情况下采用 自力式调压 ， 具有调 压平稳 、 相应快等优点。 工作调压器和监控调压器的设置， 提 高了单路调 压的高可靠性。设置两路配置 一用一备 调压橇 ， 即 保证了供气的平稳性和可靠性 ， 又可以实现不停输进 行设备维修和更换 ， 为洪湾末站实现无人值守提供 了 保证。 参考文献 [ 1 ] 吴麒． 自动控制原理． 北京 清华大学出版社， 1 9 9 0 ． [ 2 ] 陆培文． 调压阀实用技术． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 3 ] 王宏如． 阀门国内外最新标准及其工程应用技术丛书． 北 京 银色音像出版社， 2 0 0 4 ． [ 4 ] 吴明， 孙万富， 周诗岽． 油气储运自动化． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 5 ] 孙豫龙， 朱瑞苗， 张少仲， 等． 小型 S C A D A系统在联合站 应用 的技术方案． 管道技术与设备 ， 2 0 0 3 4 2 9 3 1 ． 作者简介 王建国 1 9 7 0 一 ， 工程师， 从事管道运行管理和技术 管理工作。 上接 第 l 8页 研制开发适合国内管道实际状况的油气管道智 能检测系统装置 ， 对国内在役天然气管道进行全面检 测和安全评价工作具有至关重要的意义。 参考文献 [ 1 ] 罗敏， 马雪峰， 刘军， 等． 川渝天然气管道工程建设发展情 况及建议． 天然气工业， 2 0 0 6 3 2 6 2 7 ． [ 2 ] 王福胜 译 ． 输气管道如何提高管道的完整性和预 防事故． 1 9 9 5年国际管道技术会议， 北京， 1 9 9 5 ． [ 3 ] G a s P i p e l i n e I n c i d e n t 1 9 7 0 2 0 0 1 5 t h R e p o r t o f T h e E u r o - p e a n Ga s Pi p e l i ne I nc i d e n t Da t e Gr o u p，2 0 02． [ 4 ] 王玉梅， 郭书平． 国外天然气管道事故分析． 油气储运 ， 2 0 0 0 1 51 0 ． [ 5 ] 杨筱蘅， 严大凡． 逐步实施我国油气管道的完整性管理． 天然气工业 ， 2 0 0 4 2 1 2 01 2 3 ． 作者简介 杜艳 1 9 8 2 一 ， 硕士研究生， 主要研究方向为油气管 道腐蚀与防腐。