燃氣電廠(chǎng)天然氣調壓站系統的優(yōu)化設計

城市建設Cheng Shi Jian She燃氣電廠(chǎng)天然氣調壓站系統的優(yōu)化設計高春艷徐光宇中國機械設備工程股份有限公司北京100055[摘要]天然氣調壓站是改善的天然氣品質(zhì)，使之滿(mǎn)足燃氣輪機進(jìn)氣要求的重要處理系統，它直接關(guān)系到下游的機組和設備安全平穩運行。根據上游天然氣品質(zhì)特性和現場(chǎng)布置條件，對天然氣調壓站系統進(jìn)行合理優(yōu)化設計，可以提高機組運行的經(jīng)濟性、降低造價(jià)、減少能耗。l關(guān)鍵詞]天然氣調壓站;燃氣輪機，天然氣;單元[文獻標識碼] A隨著(zhù)西氣東輸天然氣輸氣工程的建設，以及燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組以其整2.5加熱單元。當天然氣的來(lái)氣溫度較低而不滿(mǎn)足燃氣輪機要求的時(shí)候， 就需要對天然氣進(jìn)統，直接影響到燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組的運行可靠性和經(jīng)濟性。在保證系統設備(1)水浴式加熱器: 水浴加熱器是集熱水鍋爐和換熱器為-體的設備，由爐穩定和安全可靠運行的前提下，合理優(yōu)化配置天然氣調壓站的系統設備，可以提本體及燃燒器等組成。它利用除鹽水為中間傳熱介質(zhì)，除鹽水吸收火簡(jiǎn)中燃燒天高機組運行的經(jīng)濟性、降低造價(jià)、減少能耗。然氣產(chǎn)生的熱量，傳遞給盤(pán)管或換熱器內的天然氣。水浴式加熱器的燃燒器需要天然氣調壓站的作用的天然氣壓力- -般在0.2MPa左右，因此，直接取自天然氣主管道的天然氣需要目前國內燃氣輪機電廠(chǎng)的天然氣的來(lái)源主要有兩種:一種為來(lái)自國外的液化配置一 套減壓裝置， 以滿(mǎn)足水浴爐對天然氣壓力的需求。天然氣(NG)另一種為國內氣源，主要通過(guò)西氣東輸管線(xiàn)接人電廠(chǎng)。收站在(2)電加熱器i電加熱器 利用電能直接加熱天然氣。加熱方式簡(jiǎn)單，但直接接收站內經(jīng)過(guò)氣化，然后通過(guò)天然氣管道送至各個(gè)電廠(chǎng)。在每個(gè)電廠(chǎng)供氣方均設品 ，其控制系統若安裝在現場(chǎng)，需要選用防爆型的控制柜，若安裝在安全區域內置供氣末站，將較高的壓力進(jìn)行減壓，然后再將氣體送人電廠(chǎng)設置的天然氣調壓則不必選擇防爆 型的控制柜。電加熱器可以選用立式和臥式型式。站。對于國內的氣源，天然氣的來(lái)源為輸氣干線(xiàn)上接出一條支線(xiàn)進(jìn)入分輸站，分( 3)管殼式換熱器:以燃(輪機系統中產(chǎn)生的過(guò)熱水或蒸汽為熱源，通過(guò)管輸站進(jìn)行調壓后再送人電廠(chǎng)設置的天然氣調壓殼式換熱器對天然氣加熱。這種換熱方式運行可靠，系統配置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，運天然氣調壓站是燃氣輪機電廠(chǎng)對天然氣的主要處理系統，其主要作用如下:行經(jīng)濟。 但對于距離主廠(chǎng)房區較遠的天然氣調壓站，就需要鋪設較長(cháng)的管道，需(1)降壓、穩樂(lè )，將上游供氣末站提供的壓力較高的天然氣降至下游燃氣輪要綜合考慮其可靠性和經(jīng)濟性。(2) 清除天然氣的雜質(zhì)。采用慣性分離、介質(zhì)過(guò)濾、凝聚和燃料加熱等方調壓?jiǎn)卧钦{壓站的主要壓力控制裝置.分為單元制配置與母管制配置。在法，清除天然氣中固體顆粒及液滴等雜質(zhì)，使進(jìn)人燃氣輪機中的氣體燃料負荷規單 元制調壓方案中，每臺燃氣輪機配置-用- 備的調壓支路:在母管制調壓方案中，兩臺或兩臺以上燃氣輪機共配置多路調壓支路，各調壓支路共同配合完成多保護下游管道和設備。在機組或系統發(fā)生故障時(shí)，調壓站中設置的安全臺燃氣輪機的供氣。 每條調壓支路通常串連配置有進(jìn)出口手動(dòng)隔離球閥、安全切裝置如緊急切斷閥( ESD)等動(dòng)作，快速切斷向下游的供氣，避免故障的擴大和斷閥、監控調壓器、工作調壓器。正常工況下，工作調壓器調節天然氣調壓站出防止上游高壓的天然氣危害到下游的設備及管道?？趬毫?，當工作調壓器故障時(shí)，工作調壓器為事故常開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)工.作調壓器下天然氣調壓站主要包括天然氣人口切斷、計量、粗分離、分離/過(guò)濾、加熱、調壓器的反應速度。監控調壓器配警有加速器:如果監控調壓器也發(fā)生故障，監壓力調節、天然氣分配、排放、排污、在線(xiàn)監測、安全監測、電氣控制、儀表控控調壓 器為事故常關(guān)配置，該調壓支路自動(dòng)關(guān)閉。當工作調壓支路關(guān)閉后，i制、數據通信等裝置。其基本工藝單元示意圖如圖I所示。壓站出口壓力將逐步降低，當壓力降低到備用調壓支路的工作調壓器設定點(diǎn)的時(shí)候，備用支路的工作調壓器自動(dòng)投入工作。如果下游壓力非正常繼續上升至放散集中放教單元 I閥設定壓力，放散閥啟動(dòng):如果壓力繼續上升達到安全切斷閥設定壓力時(shí)，安全調壓 器的壓力控制型式有自力式和浮動(dòng)給定值式兩種。自力式調壓器的壓力.|入口單元一 計量單元一.粗分離單元一 ，分離/過(guò)濾單元一 .加熱單元一 ↓調壓?jiǎn)卧答佇盘柺窃谡{壓器出口，即保證調壓器出口壓力為定值:浮動(dòng)給定值式調壓器的壓力反饋信號來(lái)自燃氣輪機前，保證燃氣輪機前的壓力是定值燃氣輪機負荷不同時(shí)所需要天然氣壓力也不同。調壓閥選型時(shí)，要根據不同山冷凝收集單元的燃氣輪機要求以及現場(chǎng)布置條件，綜合考慮選擇調壓閥的型式。如果燃氣輪機給定的人口天然氣壓力范圍較大，可以配置自立式調壓閥，期初投資低些。如果圖1 調壓站基本工藝單元示意圖電廠(chǎng)的調壓站距離豐工房區域迎且天然氣前互模塊的壓降大，自立式調節閥在燃在充分考慮安全的系統配置和設計方案進(jìn)行合理優(yōu)化，并且充分有效地進(jìn)行利用，使其達到最式，精確地控制燃氣輪機錢(qián)的壓力穩定，這種型式的調節閥投資高些。佳的運行效果。2.1人口單元除上述單元之外,天然氣的集中放散及凝析波收集單元也是非常重要的輔助人口單元主要設備包括緊急切斷閥和絕緣接頭。入口處配置絕緣接頭，實(shí)設 備現調壓站與上游輸氣管線(xiàn)的電絕緣，確保入口安全。絕緣接頭后配置急切斷閥(1)集中放散單元:集中放散裝置主要包括各個(gè)單元的安全放散閥及放散管( ESD),緊急切斷閥-一般選擇失效關(guān)閉型執行機構驅動(dòng)的球閥，采用氣動(dòng)裝置，道、 集中放散塔等。目前集中放散塔主要有直排式放散商、直接火炬和封閉式火災或其他緊急事件時(shí)，就地或遠控迅速切斷氣源，保證電廠(chǎng)的安全，ESD閥關(guān)閉要 充分考慮最大放散量和當地環(huán)境對噪音的要求在選擇放散裝置的時(shí)候，時(shí)間≤1s,開(kāi)啟時(shí)間< 3e。(2)冷凝收集單元:冷凝收集裝置主要包括粗分離器和過(guò)濾器的排污裝置、22計量單元排污管道和冷凝儲罐。在選配冷凝儲罐的時(shí)候一定要考慮當地的環(huán)境溫度，若環(huán)天然氣經(jīng)過(guò)入口單元后進(jìn)入計量單元進(jìn)行計量，以便于與上游供氣商貿易計境溫度低于0C，就需要對冷凝收集裝置進(jìn)行必要的保溫和伴熱，防止發(fā)生冰凍量進(jìn)行準確性校對。站內所有天然氣通過(guò)超聲波流量計進(jìn)行計量，超聲波流量計現 象。儲罐 中的冷凝液可通過(guò)排污泵排到收集車(chē)中，運到垃圾處理廠(chǎng)進(jìn)行處理。為1x 100%0配置，同時(shí)配置流量計算機，并由流量計算機調校為標準狀態(tài)下的. .調壓站內設置就地控制室，集中控制室內一般配置可編程控制器(PLC)、譜分析儀，實(shí)現氣體質(zhì)量的在線(xiàn)監控，并與流最計和流量計算機配合實(shí)現熱值計監控， 調壓站控制系統具有與全廣DCS的標準通訊接口。算。流量計設有一個(gè)旁路，在流量計進(jìn)行標定時(shí)開(kāi)啟。結論2.3粗分離單元在燃氣輪機電廠(chǎng)中，天然氣調壓站是把好天然氣“人口”質(zhì)量關(guān)并使其符合粗分離單元的主要功能為清除天然氣中的大的固體顆粒和游離液滴，以及在燃氣輪機對天 然氣要求的重要處理系統。必須做好天燃氣調壓站的選型設計，盡電廠(chǎng)運行初期階段受施工等多種因素影響而存留在管道內部的雜質(zhì)等污物。粗分可 能地利用自身資源，合理優(yōu)化調壓站的配置，降低投資，提高機組運行的經(jīng)濟離單元擊要設備是管風(fēng)分高器，經(jīng)它分出來(lái)的污物沉落到分離器的底部，天效性。 達到最大程度的能降托社分析。判斷相分離單元是否有必更設置。期供氣。另外，本單元還配有連鎖控制的自動(dòng)排污閥和高低液位開(kāi)關(guān)，自動(dòng)將雜(2)加熱單元的選配根據上游天然氣來(lái)氣溫度和燃氣輪機的需求決定，采用質(zhì)從排污母管排入冷凝儲罐。的加熱方式應充分利用電廠(chǎng)的余熱。2.4分離/過(guò)濾單元_(3) 調壓支路的配置方式以及調壓閥型式的選擇，應根據主設備要求、機組該單元為精過(guò)濾單元。用于將天然氣中固體小顆粒和小液滴分離出來(lái)，給燃可 靠性要求和現場(chǎng)布置條件等綜合考慮。參考文獻:濾器的工作原理是根據篩除效應、深層效應和靜電效應來(lái)清除天然氣中的雜質(zhì)中呂小蘭.燃機電廠(chǎng)天然氣調壓站配置探討J]燃氣輪機技術(shù)。2007, 20(3):型式來(lái)分離固體顆粒和液滴:第二段為過(guò)濾段，采用濾芯對天然氣進(jìn)行過(guò)濾，經(jīng)[2]李昌忠，李銳，陳良.天然氣過(guò)濾器的凈化效果分析和改進(jìn)措施[] .城市過(guò)濾芯過(guò)濾的清潔天然氣經(jīng)出口引出。此外，還配置了連鎖控制的自動(dòng)排污閥和燃氣， 2009(9): 8-10.高低液位開(kāi)關(guān)，將沉積于過(guò)濾段和分離段底部的雜質(zhì)自動(dòng)排人冷凝儲罐。作者簡(jiǎn)介:高春艷(1974-)，女，中級工程師，碩士，從事電廠(chǎng)建設工作。|商品與質(zhì)量