天然气进出管道设置截断阀的重要性.pdf

第 2 3卷第 l期 2 0 0 5年 3月 天 然 气 与 石 油 Na t u r a l Ga s An d Oi l VD 1 ． 2 3． No ． 1 Ma r ． 2 0 0 5 天然号进出管厘设置截断阀昀重要性 曾亮泉 ， 傅贺平 中国石油工程设计西南分公司， 四川 成都 6 1 0 0 1 7 摘要 分析 了在天然气处理厂、 站的工程设计 中， 在进 出厂、 站 的天然气管道上设置截断 阀的重要性 ， 介绍 了国内外 一些规 范的相 关规 定和 国内工程设计 的 实际作 法 ， 并对 某些设计的 合 理性进行 了分析 。 关键词 天然 气 ； 集输 ； 处理厂 ； 安全 ； 设计 文章编号 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 0 5 0 1 0 0 2 4 0 4 文献标识码 C 1 天然气进出管道设置截断阀的重要 性 天然气是可燃气体 ， 尽管其组成可能有很大变 化 ， 但主要成分均为甲烷 ， 与空气混合的爆炸下限约 为 5 ％ ， 火灾危险性为甲类 ， 泄漏到空气中极易 引起爆炸和火灾。天然气集输 、 处理厂、 站的防火设 计 ， 最重要的是防止超压、 腐蚀及其他原因引起的设 备、 管道损坏 ， 防止天然气泄漏到空气 中， 同时设置 火灾情况下的扑救设施。对天然气着火的情况， 扑 救或灭火的最重要、 最基本的措施是迅速切断气源。 实际事故中， 如果天然气 已经着火 ， 不可能迅速切断 气源 ， 往往不应该立即灭火 ， 以避免大量天然气在大 范围内扩散 ， 减少对环境的污染 ， 防止再次爆炸、 起 火引起二次灾害。天然气井井 口着火就是最现实、 最明显的例子。对 由于井 口装置损坏后形成的井 口 火灾 ， 若灭火后需要换上新 的井 口装置方能关井， 则 不能急于灭火。而是要在紧急调集物资、 器材 ， 为灭 火后能在最短时间内换上新的井 口装置 、 迅速关 闭 井口作好充分准备后才能进行灭火作业 。此前 ， 只 能用消防水喷淋 ， 形成水幕等措施 ， 保护周围设施和 进行灭火作业准备及换装井 口作业准备的人员。 天然气站、 场中的集气、 处理 净化 、 增压、 输配 等设施， 是用天然气 管道彼此相连 ， 上游连接采气 井 ， 下游直接与用户相通的有机体。在各厂 、 站的天 然气进出口管道上设置截断阀 ， 是某部位发 生天然 气泄漏或火灾等事故时迅速切断气源 、 减少火灾损 失， 缩小灾害影响范围和防止事故扩大的可靠措施。 为确保在事故状态下能迅速有效地关闭截断阀， 首 先要选择能迅速关闭 、 性能可靠 的阀门。可 以根据 工艺要求等条件 ， 设 置具有 自动调节及联锁关闭等 自 动控制功能的阀门系统。但是 ， 该 自动控制功能 并非安全截断阀的必备功能。相反 ， 为确保在包括 停电等自动控制系统失灵 等事故情况下能进行操 作 ， 截断阀必须有手动切断功能。 2 管道截 断阀的设置要求 截断阀安装位置的选择很重要。原则上说， 截 断阀应远离厂、 站内容易发生事故的甲、 乙类设备及 建、 构筑物。以使事故不致波及截断阀， 且在事故情 况下能方便接近并便于操作 。天然气泄漏或爆炸事 故的影响范围， 与天然气压力及发生事故的形式有 关。压力较高的天然气着火时 ， 沿天然气喷出方向 火焰影响范围可达百米 以上。但是 ， 据此要求进出 厂 、 站截断阀与其他甲、 乙类设备等保持 1 0 0 r r l 以上 的安全距离既不现实 ， 也不合理。在 A S ME B 3 1 ． 8 1 9 9 5 输气和配气管道系统 ， 8 4 6 ． 2 2条配气系统上的 阀门中， 对进、 出站截断阀作了如下规定 a 在控制配气系统流量或压力的每个调压站的 进站管线上， 应装一个阀门， 在阀门和一个或数个调 压阀之间， 应有足够的距离 ， 以便 能够在紧急情况 下 ， 例如调压站内大量漏气或失火时， 操作阀门。 收稿 日期 2 0 0 4 0 4 0 7 ； 修回 日期 2 0 0 4 0 6 2 1 作者简介 曾亮泉 1 9 4 0 一 ， 男， 广东梅州市人， 高级工程师， 1 9 6 4年毕业于北京石油学院， 长期从事石油加工和天然 气处理工程设计工作。电话 0 2 8 8 6 0 1 4 5 3 2 。 维普资讯 第2 3 卷第1 期 曾亮泉， 等 天然气进 出管道设置截断阀的重要性 2 5 b 配气总管上的阀门， 不论其作为操作还是应 急之用， 应位于能在紧急情况下易于接近便 于操作 之处 。 现行国家标准 汽车加油加气站设计与施工规 范 G B 5 0 1 5 6 2 0 0 2 第 8 ． 5 ． 1条规定 天然气进站 管道上应设紧急截断阀。手动紧急截断阀的位置应 便于发生事故时能及时切断气源。 石油天然气工 程设计防火规范 G B 5 0 1 8 3 亦对进 出天然气站场 的天然气管道上的截断阀设置作 了具体规定。 天然气厂、 站进 口截断阀关闭后 ， 阀前压力将会 升高。因此 ， 通常需在截断阀前设泄压放空阀。天 然气泄压排放， 也应符合有关 规定 ， 确保安全放空。 关于越站旁路的设置， 应 由工艺需要决定 而非安全 要求所必需， 防火规范不必对此作 出规定。例如长 输管道中的压气站及其他 中间站 ， 可能存在某个 中 间站停止运行而长输管道继续运行 的需要 ， 则在该 站进出口天然气管道上设置截断阀的同时， 应设越 站旁路。不合格天然气是不能进人输气管道的， 因 此 ， 天然气净化厂、 站通常没有旁路。 3 工程设计 实例 3 ． 1 四川白马 1 集气站 四川白马 1 集气站气源为 5口天然气井、 各 井来气经调压、 分离、 计量后用一条 D N 1 5 0管道输 往脱硫厂。来 自井场的进气管道 ， 在绝缘接头与管 天 然 汇间均设有两个截断阀， 第 1 个 阀距管汇约 1 3 r n ， 第 2 个阀紧靠管汇。第 1个截断阀前设有放空阀 双阀 ， 放空阀出口接至放空总管， 进人放空系统。 在出站 的 D N 1 5 0管道上 ， 除设有手动闸阀和 压力调节阀组外 ， 在站外距站边界约 7 r n 设有电动 遥控阀 1 个。 3 ． 2 四川江东压缩天然气汽车加油站 该站 由 D N 8 0天然气管道供气。天然气管道 进压缩机前设有压力调节阀组。进站截断阀为手动 球阀， 设在距压缩机房 7 ． 5 r n的阀井 内。在球阀和 调节阀组间设有安全 阀和放空阀。 3 ． 3 靖边天 然气 净化厂 该厂 由 5套 2 0 01 0 r n 0 ／ d的天然气脱硫、 脱 水联合装置组成。5套装置均为独立系统 ， 可分别 进行停工检修 。在每套联合装置进出口天然气管道 上设有截断阀， 并具有高低压 自动联锁 、 自动保压放 空等 自动控制功能。 在进出厂的 D N 4 0 0总管上 ， 另设有 D N 4 0 0的 截断阀。该阀选用固定球式软密封手动球阀。在进 厂截断阀附件还设有保压 自动放空阀、 安全阀和手 动放空阀， 其流程如图 1 所示。进料总管截断阀、 放 空阀、 安全阀及出厂净化气 总管截断阀均设在装置 区外距装置边界 约 1 3 r n的管架上 ， 并设有操作 平 台。 DN 1 00 图 1 靖边天然气 净化厂进厂天然气 紧急截断与安全放空设施示意流程 3 ． 4 长庆第二天然气净化厂配套产建工程集配气 总站 该集配气总站设计生产能力 2 0 1 0 r n 。 ／ a 。汇 集靖边区、 北六以北 、 乌审旗和苏里格庙四条干管输 来的含硫天然气， 对其分离 、 计量后输至第二天然气 系统总 管 至 5套脱硫 净化厂处理。净化后 的天然气返 回本站 ， 经计量后 分输至内蒙和陕 一京长输管道。因此， 该站既有含 硫天然气进出管道， 又有净化天然气进出管道。 四条含硫天然气进站干管均设有紧急截断及安 全放空设施 ， 示意流程见 图 2 。图 2中仅表示靖边 维普资讯 2 6 天然气与 石油 2 0 0 5 焦 区干线的情况 ， 其余 3 根干线流程图相同， 只是由于 气量不 同， 管道、 阀门等直径可能不同。从 图 2可 见， 在含硫天然气进站管道上 ， 除设有连锁切断、 自 动放空 、 安全阀泄压 、 手动放空设施外 ， 还设有手动 截断阀。该 阀采用抗硫全通径轨道球 阀， 安装在站 内距清管器接收筒约 5 ． 5 r n处。 图 2 进站含硫天然气紧急截断与安全放空设施示意流程 由于该集配气总站距净化厂仅有 2 0 0 m左右 ， 且集气站与净化厂间无围墙相隔 ， 集气站直接由管 汇接出2根 D N 3 5 0的含硫天然气管道， 分别与净 化厂的 2 套脱硫装置相连。在 2 根出站含硫天然气 管道上均设有截断 阀。截断 阀采用碟阀， 安装在紧 邻管汇的位置。 来 自净化厂的净化天然气进站管道公称直径 DN 4 5 0 ， 在站内距管汇约 2 r n处设有截断阀， 该 阀 为手动蝶阀。 输往内蒙和陕 一 京线的出站天然气管道均设有 截断、 放空设施。输往陕 一 京线 的出站管道 ， 其紧急 截断及安全放空流程见图 3 。由图 3可见， 出站净 化天然气管道上设有具有 自动和手动遥控功能的切 断阀， 该阀设在站 内距清管器收发筒 2 m处。此处 还设有 自动放空调节阀和手动放空阀。 图 3 出站净化天然气紧急截断与安全放空设施示意流程 3 ． 5 长庆第二天然气净化二厂 该厂有 2套处理能力为 4 0 01 0 m／ d的天然 气净化装置。由于净化厂距集配气总站较近， 仅为 放 空 至 D C ． ． 2 4 0 1 至陕 一 京管线 2 0 0 r n 左右， 各套装置的含硫进料气 由集气站直接 输人。进厂含硫天然气紧急截断与安全放空流程如 图 4 所示 。图 4为一套 的流程 ， 另一套的流程完全 维普资讯 第2 3 卷第1 期 曾亮泉 ， 等 天然气进 出管道设置截断阀的重要性 2 7 相同。由图 4可见， 在进厂 装置 含硫天然气管道 上除设有 自动联锁功能的截断阀和保压放空 阀、 安 至工 厂放空 含硫天然气自集 全阀外 ， 还设有手动截断阀和放空 阀， 这些截断、 放 空阀均设在装置内干净化天然气分离器旁。 图 4 进厂含硫天然气紧急截断与安全放空流程 每套的干净化天然气产品管道 ， 均设有具连锁 自动控制功能的截断阀和手动蝶阀 见图 5 ， 这些 阀门均设在装置内主管带侧边。2套 的净化天然气 管道汇合为 D N 4 5 0总管输往集配气总站 ， 总管上 未设截断阀。 图 5 出厂干净化天然气管道截断阀流程 以上 5 个站场 ， 进 出站场 的天然气管道都设有 截断阀。较重要或输气能力较大的管道均设有两道 截断阀。其中一个阀具有联锁 自动切断功能 ， 与其 相应设置有联锁 自动放空和保压放空阀。进站场的 天然气管上 ， 大都设有安全阀和手动放空 阀。可见 截断、 放空设施的功能是 比较完备的， 能适应各种事 故情况的需要。对 于截断阀的安装位置 ， 多数工程 设计是合理的， 例如 白马 1 集气站工程、 江东压缩 天然气汽车加气站工程及靖边天然气净化厂等。长 庆第二天然气净化厂与相关 的集配气总站相邻 ， 相 距仅 2 0 0 m左右， 且无围墙相隔， 可以看作一个大的 站场。应统一考虑相关天然气管道截断阀的设置。 配气站 因此 ， 应特别注意选择集配气总站 的含硫天然气进 站管道和外输 出站 净化天然气管道上的截断阀位 置。如前所述 ， 集配气总站含硫天然气进站管道上 的截断阀设在站内距清管器接收筒约 5 ． 5 m处， 从 安全角度考虑 ， 此距离过小。而出站净化天然气管 道上的截断阀则安装在站 内距清管器收发筒约 2 m 处 。 安全距离更小 ， 且安装在清管器收发筒与站内其 他设备之间的管道 上 见图 3 ， 当清管器收发筒发 生事故时， 关闭截断阀不 能切断由输气管道返至清 管器收发筒的天然气 ， 因此 ， 其安装位置值得商榷。 对于长庆第二天然气净化厂， 进出厂天然气管道上 的联销截断阀设在装置内， 便于管理。但是， 既然另 维普资讯 第 2 3卷第 1期 2 0 0 5年 3月 天 然 气 与 石 油 Na t u r a l Ga s An d oi l V0 1 ． 2 3． No ． 1 Ma r ． 2 0 0 5 加氢精制 一临氢降凝 串联工艺的工业应用 樊明喜， 李绥红 永坪炼油厂 ， 陕西 延川 7 1 7 2 0 8 摘要 介绍 了永坪炼油厂 2 0 0 k t ／ a 柴油加氢精制 一临氢降凝装置工艺特点及应用情况。 从试车、 运行及标定结果可看 出该工艺成熟、 可靠， 能充分提升劣质催化柴油的产品质量， 降低 重质 馏分油 的凝 固点 。 关键词 加氢精制； 临氢降凝； 试车； 标定； 质量 文章编号 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 0 5 0 1 0 0 2 8 0 5 文献标识码 B 0 前言 为提高车用燃料的质量 ， 永坪炼油厂采用抚研 院工艺技术 ， 建设 了一套 2 0 0 k t ／ a 的柴油加氢精制 一 临氢降凝装置， 这是 国内第一套精制反应器后直 接串联降凝反应器的工业装置 ， 于 2 0 0 1 年 6月 3 0 日一次试车成功 ， 产出合格的精制降凝柴油 。使柴 油质量完全达到了 G B 1 7 9 3 0 2 0 0 0的指标要求 ， 有 的指标甚至达到了世界柴油规格 3类标准 ， 提高了 市场竞争力 ， 扩大 了市场 占有率。为永坪炼油厂冬 季物料的平衡和整体经济效益的提高产生了积极的 作用。 1 工艺方案 1 ． 1 概述 永坪炼油厂 2 0 0 k t ／ a 柴油加氢精制 一临氢降 凝装置 ， 主要加工劣质催化裂化柴油和常三线馏分 油 ， 可单炼也可混炼生产低凝优质柴油。装置 由反 应部分、 分馏部分和公用工程部分组成。设循环氢 压缩机 2台， 新氢压缩机 2台， 反应器 2座 ，加热炉 1 座及其他辅助设施 。氢源由联合装置的重整装置 供给。可根据季节 ， 确定精制或精制降凝的方案。 1 ． 2工艺特点 精制反应器与降凝反应器 串联 ， 并设降凝反应 器旁线 ， 以增加操作 的灵活性。 氢气和原料在反应流 出物／ 反应进料换热器前 混合， 然后进加热炉， 以提高传热效率和减轻炉管结 焦 。 采用新型双壳程换热器， 提高传热效率 ， 减小加 热炉负荷， 降低能耗。 采用热壁式和新型 内部构件 的反应器 ， 使物流 分配和催化剂床层径向温度分布更加均匀 。 采用油、 气 、 水三相立式高压分离器。 反应产物空冷前注人软化水 ， 以防氨盐析出。 催化剂预硫化采用气相硫化法。 使用 了 F H一 5 A精制催 化剂、 3 8 8 1降凝催化剂 及 F Z C - 2 0 1 、 F Z C - 2 2保护剂。 1 ． 3工艺 流程 工艺流程如图 1 。 外设置了手动截断阀， 该手动阀就应安装在装置外 不易受事故影响、 事故发生时易于接近、 便于操作的 地方， 而且在实践上并不困难 ， 如前所述靖边天然气 净化厂就是例子。这说 明， 有些站场天然气进出管 道上的截断阀安装位置仍有不甚合理 的现象 ， 有待 改进。 参考文献 [ 1 ] G B 5 0 1 5 6 2 0 0 2 ， 汽车加油加气站设计与施工规范[ s ] [ 2 ] G B 5 0 1 8 3 ， 石油天然气工程设计防火规范[ s ] ． [ 3 ] A S ME B 3 1 、 8 - 1 9 9 5 ， 输气和配气管道系统[ s ] ． 收稿 日期 2 0 0 4 ． 0 1 0 6 作者简介 樊明喜 1 9 7 0 一 ， 男， 陕西榆林人， 助理工程师， 长期从事炼油技术管理工作。电话 0 9 1 1 8 5 1 9 7 0 9 。 维普资讯