城市建設(shè)Cheng Shi Jian She燃氣電廠天然氣調(diào)壓站系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計高春艷徐光宇中國機械設(shè)備工程股份有限公司北京100055[摘要]天然氣調(diào)壓站是改善的天然氣品質(zhì)，使之滿足燃氣輪機進氣要求的重要處理系統(tǒng)，它直接關(guān)系到下游的機組和設(shè)備安全平穩(wěn)運行。根據(jù)上游天然氣品質(zhì)特性和現(xiàn)場布置條件，對天然氣調(diào)壓站系統(tǒng)進行合理優(yōu)化設(shè)計，可以提高機組運行的經(jīng)濟性、降低造價、減少能耗。l關(guān)鍵詞]天然氣調(diào)壓站;燃氣輪機，天然氣;單元[文獻標(biāo)識碼] A隨著西氣東輸天然氣輸氣工程的建設(shè)，以及燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組以其整2.5加熱單元。當(dāng)天然氣的來氣溫度較低而不滿足燃氣輪機要求的時候， 就需要對天然氣進統(tǒng)，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(tǒng)設(shè)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(shè)備，由爐穩(wěn)定和安全可靠運行的前提下，合理優(yōu)化配置天然氣調(diào)壓站的系統(tǒng)設(shè)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)，除鹽水吸收火簡中燃燒天高機組運行的經(jīng)濟性、降低造價、減少能耗。然氣產(chǎn)生的熱量，傳遞給盤管或換熱器內(nèi)的天然氣。水浴式加熱器的燃燒器需要天然氣調(diào)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(nèi)燃氣輪機電廠的天然氣的來源主要有兩種:一種為來自國外的液化配置一 套減壓裝置， 以滿足水浴爐對天然氣壓力的需求。天然氣(NG)另一種為國內(nèi)氣源，主要通過西氣東輸管線接人電廠。收站在(2)電加熱器i電加熱器 利用電能直接加熱天然氣。加熱方式簡單，但直接接收站內(nèi)經(jīng)過氣化，然后通過天然氣管道送至各個電廠。在每個電廠供氣方均設(shè)品 ，其控制系統(tǒng)若安裝在現(xiàn)場，需要選用防爆型的控制柜，若安裝在安全區(qū)域內(nèi)置供氣末站，將較高的壓力進行減壓，然后再將氣體送人電廠設(shè)置的天然氣調(diào)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(nèi)的氣源，天然氣的來源為輸氣干線上接出一條支線進入分輸站，分( 3)管殼式換熱器:以燃(輪機系統(tǒng)中產(chǎn)生的過熱水或蒸汽為熱源，通過管輸站進行調(diào)壓后再送人電廠設(shè)置的天然氣調(diào)壓殼式換熱器對天然氣加熱。這種換熱方式運行可靠，系統(tǒng)配置簡單，造價低，運天然氣調(diào)壓站是燃氣輪機電廠對天然氣的主要處理系統(tǒng)，其主要作用如下:行經(jīng)濟。 但對于距離主廠房區(qū)較遠的天然氣調(diào)壓站，就需要鋪設(shè)較長的管道，需(1)降壓、穩(wěn)樂，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)過濾、凝聚和燃料加熱等方調(diào)壓單元是調(diào)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)，使進人燃氣輪機中的氣體燃料負荷規(guī)單 元制調(diào)壓方案中，每臺燃氣輪機配置-用- 備的調(diào)壓支路:在母管制調(diào)壓方案中，兩臺或兩臺以上燃氣輪機共配置多路調(diào)壓支路，各調(diào)壓支路共同配合完成多保護下游管道和設(shè)備。在機組或系統(tǒng)發(fā)生故障時，調(diào)壓站中設(shè)置的安全臺燃氣輪機的供氣。 每條調(diào)壓支路通常串連配置有進出口手動隔離球閥、安全切裝置如緊急切斷閥( ESD)等動作，快速切斷向下游的供氣，避免故障的擴大和斷閥、監(jiān)控調(diào)壓器、工作調(diào)壓器。正常工況下，工作調(diào)壓器調(diào)節(jié)天然氣調(diào)壓站出防止上游高壓的天然氣危害到下游的設(shè)備及管道?？趬毫?，當(dāng)工作調(diào)壓器故障時，工作調(diào)壓器為事故常開狀態(tài)，此時工.作調(diào)壓器下天然氣調(diào)壓站主要包括天然氣人口切斷、計量、粗分離、分離/過濾、加熱、調(diào)壓器的反應(yīng)速度。監(jiān)控調(diào)壓器配警有加速器:如果監(jiān)控調(diào)壓器也發(fā)生故障，監(jiān)壓力調(diào)節(jié)、天然氣分配、排放、排污、在線監(jiān)測、安全監(jiān)測、電氣控制、儀表控控調(diào)壓 器為事故常關(guān)配置，該調(diào)壓支路自動關(guān)閉。當(dāng)工作調(diào)壓支路關(guān)閉后，i制、數(shù)據(jù)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(dāng)壓力降低到備用調(diào)壓支路的工作調(diào)壓器設(shè)定點的時候，備用支路的工作調(diào)壓器自動投入工作。如果下游壓力非正常繼續(xù)上升至放散集中放教單元 I閥設(shè)定壓力，放散閥啟動:如果壓力繼續(xù)上升達到安全切斷閥設(shè)定壓力時，安全調(diào)壓 器的壓力控制型式有自力式和浮動給定值式兩種。自力式調(diào)壓器的壓力.|入口單元一 計量單元一.粗分離單元一 ，分離/過濾單元一 .加熱單元一 ↓調(diào)壓單元反饋信號是在調(diào)壓器出口，即保證調(diào)壓器出口壓力為定值:浮動給定值式調(diào)壓器的壓力反饋信號來自燃氣輪機前，保證燃氣輪機前的壓力是定值燃氣輪機負荷不同時所需要天然氣壓力也不同。調(diào)壓閥選型時，要根據(jù)不同山冷凝收集單元的燃氣輪機要求以及現(xiàn)場布置條件，綜合考慮選擇調(diào)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(diào)壓閥，期初投資低些。如果圖1 調(diào)壓站基本工藝單元示意圖電廠的調(diào)壓站距離豐工房區(qū)域迎且天然氣前互模塊的壓降大，自立式調(diào)節(jié)閥在燃在充分考慮安全的系統(tǒng)配置和設(shè)計方案進行合理優(yōu)化，并且充分有效地進行利用，使其達到最式，精確地控制燃氣輪機錢的壓力穩(wěn)定，這種型式的調(diào)節(jié)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(shè)備包括緊急切斷閥和絕緣接頭。入口處配置絕緣接頭，實設(shè) 備現(xiàn)調(diào)壓站與上游輸氣管線的電絕緣，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(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的球閥，采用氣動裝置，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(zāi)或其他緊急事件時，就地或遠控迅速切斷氣源，保證電廠的安全，ESD閥關(guān)閉要 充分考慮最大放散量和當(dāng)?shù)丨h(huán)境對噪音的要求在選擇放散裝置的時候，時間≤1s,開啟時間< 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候一定要考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度，若環(huán)天然氣經(jīng)過入口單元后進入計量單元進行計量，以便于與上游供氣商貿(mào)易計境溫度低于0C，就需要對冷凝收集裝置進行必要的保溫和伴熱，防止發(fā)生冰凍量進行準(zhǔn)確性校對。站內(nèi)所有天然氣通過超聲波流量計進行計量，超聲波流量計現(xiàn) 象。儲罐 中的冷凝液可通過排污泵排到收集車中，運到垃圾處理廠進行處理。為1x 100%0配置，同時配置流量計算機，并由流量計算機調(diào)校為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的. .調(diào)壓站內(nèi)設(shè)置就地控制室，集中控制室內(nèi)一般配置可編程控制器(PLC)、譜分析儀，實現(xiàn)氣體質(zhì)量的在線監(jiān)控，并與流最計和流量計算機配合實現(xiàn)熱值計監(jiān)控， 調(diào)壓站控制系統(tǒng)具有與全廣DCS的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。算。流量計設(shè)有一個旁路，在流量計進行標(biāo)定時開啟。結(jié)論2.3粗分離單元在燃氣輪機電廠中，天然氣調(diào)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(tǒng)。必須做好天燃氣調(diào)壓站的選型設(shè)計，盡電廠運行初期階段受施工等多種因素影響而存留在管道內(nèi)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(diào)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(shè)備是管風(fēng)分高器，經(jīng)它分出來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(shè)置。期供氣。另外，本單元還配有連鎖控制的自動排污閥和高低液位開關(guān)，自動將雜(2)加熱單元的選配根據(jù)上游天然氣來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(yīng)充分利用電廠的余熱。2.4分離/過濾單元_(3) 調(diào)壓支路的配置方式以及調(diào)壓閥型式的選擇，應(yīng)根據(jù)主設(shè)備要求、機組該單元為精過濾單元。用于將天然氣中固體小顆粒和小液滴分離出來，給燃可 靠性要求和現(xiàn)場布置條件等綜合考慮。參考文獻:濾器的工作原理是根據(jù)篩除效應(yīng)、深層效應(yīng)和靜電效應(yīng)來清除天然氣中的雜質(zhì)中呂小蘭.燃機電廠天然氣調(diào)壓站配置探討J]燃氣輪機技術(shù)。2007, 20(3):型式來分離固體顆粒和液滴:第二段為過濾段，采用濾芯對天然氣進行過濾，經(jīng)[2]李昌忠，李銳，陳良.天然氣過濾器的凈化效果分析和改進措施[] .城市過濾芯過濾的清潔天然氣經(jīng)出口引出。此外，還配置了連鎖控制的自動排污閥和燃氣， 2009(9): 8-10.高低液位開關(guān)，將沉積于過濾段和分離段底部的雜質(zhì)自動排人冷凝儲罐。作者簡介:高春艷(1974-)，女，中級工程師，碩士，從事電廠建設(shè)工作。|商品與質(zhì)量