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1、天然气管道增压工程系统的设计（辽宁化工杂志）2015年第三期1天然气管道增压扩能工程中站场自控系统的设计方案根据（天然气管线工程安全设计标准规范），新增设的塔榆增压站等级规模为四级，塔榆始发站、塔榆尾站的规模等级是五级。站场自动控制系统方案的设计是关键环节。对塔榆增压站自动控制系统的方案设计，包括下面调控数据：塔榆管线和相关设施的运行压力范围、就地读出温度及远距离测量、传递温度数据；主要配套设备及汇管集液包液位检测；检查和测量出过滤分离器差压、跨距离传输数据等。改造优化塔榆首站的自动控制系统，即首站增加一台过滤分离器。对塔榆末站自控系统进行改造，可燃气体探测器信号上传至壁挂式可燃气体报警器，由
2、壁挂式可燃气体报警器远距离把报警信号传送到站场控制系统，再由手动报警按钮把信号传递到站场自动控制系统。计算机通过数据接口端媒介，把流量数据汇总后，传送到站场总控制系统。1.1线路部分与通信的设计中干线越站至增压站段管线，管道设计直径为DN500，管线总长度大概为0.7km，初始设计线路压力大概为6.3MPa；增压站与塔榆管线连接段管线，管道设计直径大概为DN700，管线总长度大概0.6km，初始设计线路压力大概为6.3MPa。中干线越站至增压站段，管线起自1#阀室预留接头，出阀室后向南敷设进入塔榆增压站。增压站与塔榆管线连接段，塔榆增压站建设在原有塔榆管线东侧偏南，将以前的塔榆管线线路直接剪断
3、，而后将它直接接入增压站的内部，增压后外输管线接入现有塔榆管线。中干线越站至增压站段管线：站场上下游200m管道，阀室上下游50m管道，直管段采用50810mmSAWL，热煨弯头采用50812.5mmSAWL,剩余直管段的相关管线引入5087.1mmSAWH钢管，冷弯弯管采用5087.1mmSAWL钢管，热煨弯头采用50810mmSAWL钢管。增压站与塔榆管线连接1.2站场内的自动控制方案的研究压站自动控制系统的方案设计，包括下面调控数据：塔榆管线和相关设施的运行压力范围、就地读出温度及远距离测量、传递温度数据；主要配套设备及汇管集液包液位检测；检查和测量出过滤分离器差压、跨距离传输数据等，远
4、程调控开关阀及随时知道开关阀的情况；检查清管器能否畅通；实时监测锅炉房阀位情况等。1.3站场的自动控制系统标准装置过滤装置应建立压力实时监测器及报警监测装置；过滤器的报警压力差的设定范围应该充分考虑大牛地的工艺条件和过滤器承载压力的范围；过滤器假如出现故障，或者压力报警装置报警，开关应及时换到备用过滤装置。调压的阀门应有选择性保护功能，把压力调整和流量控制分开；压力数值的设定及流量的管控应该由总管控中心来操作；调压的装置应该有保护形式。2天然气管道增压扩能工程中站场工艺设计方案2.1站场工艺系统的设计2.1.1塔榆增压站的工艺设计该增压站位于塔榆首站附近，原塔榆管道东侧，负责接收原塔榆管道天然
5、气及气田其它干线来气，经过站内过滤分离及压缩等流程后再送入原塔榆管道，输送至塔榆末站。原塔榆管道来气气量为25108Nm3/a已经在塔榆首站经过滤分离，进入增压站后直接经压缩机组增压外输；大牛地中干线、东干线复线和气田其它来气气量为28108Nm3/a进入增压站后首先进行过滤分离，然后与塔榆首站来气混合进入压缩机组增压压缩机进口压力为2.04.5MPa、出口压力为4.855.7MPa，增压后气体经过空冷器冷却，再进入已建塔榆管线外输至塔榆末站。考虑站场后期将扩建脱水脱烃装置，本次设计在工艺装置区预留了与脱水脱烃装置区的连接口。该站场设计输气规模：53108Nm3/a；进站运行压力：塔榆首站来气
6、2.04.5MPa；中干线及其它来气2.05.7MPa；出站运行压力：4.855.7MPa；设计压力：6.3MPa；进站温度：016；出站温度：4050。该站场的功能：接收塔榆首站、中干线、东干线复线及气田其它来气；清管器接收、发送；来气过滤分离；气体增压；工艺气空冷；站场紧急截断和放空；站场辅助配套，预留脱水脱烃装置接口。该站场工艺流程：塔榆增压站主要工艺流程有正常流程、越站流程、紧急迫断流程、放空流程、排污流程等；分离流程：中干线来气经ESDV102、ROV102、ROV105A/B/C、FS101A/B/C、ROV106A/B/C完成天然气过滤分离。前期中干线来气压力较高，通过ROV11
7、0可实现不增压外输功能。过滤分离器为2用1备；增压流程：当来气压力低于越站要求时，中干线来气过滤后经ROV109A/B，首站来气经ROV108A/B分别进入压缩机进气总管NG-126和NG-139，然后经过ROV111AK、Z101AK、AC101AK、BV138AK完成天然气增压流程。天然气压缩机橇为10用1备；清管器收发流程：中干线来气经ESDV102、ROV103、PR101、ROV104完成收球流程。外输天然气经ROV113、PL101、ROV114、ESDV103外输至下游塔榆末站。站内设收球筒1套PR101及发球筒1套PL101；紧急迫断流程：站内各路进站管线及出站管线均设有紧急迫
8、断阀ESDV，当碰到紧急状况，能够迅速将站场与线路切断，并做事故处理。站场目前设有两级关断。一级关断ESD-1：站场泄压关断塔榆增压站一级关断：全站泄压关断。生产流程及辅助流程均关断，紧急放空阀打开泄压，应急电源延时关断；放空流程：放空流程的设置主要有三种：安全阀放空、站场放空、站外管线放空。第一种，安全阀放空。站内收发球筒、过滤分离器、排污罐、自用气橇块、压缩机组均设置有安全阀，当来气压力高于安全阀设定压力时安全阀起跳，实现紧急放散。同时设备还有手动放空，能够在检修时实现放空。第二种，站场放空。在站场发生重大事故时，站内ESDV101、ESDV102、ESDV103紧急关断，站场内BDV阀立
9、即开启，紧急放空站场内天然气。第三种，站外管线放空。通过进出站放空阀能够放空本站与上、下游截断阀室或站场之间管道内天然气；排污流程：在过滤分离器、压缩机橇块、收球筒等设备上都装有排污阀，通过排污管道将收集的污液集中排到站内排污罐，罐内污水集中拉运至处理地点；仪表风流程：空气经空压机增压后进入无热再生枯燥橇块，经过枯燥脱水再进入仪表风储罐，仪表风经过分配管网为站内气动阀门供气，并为压缩机控制柜及电机提供密封气。放空系统应该设置在站场的进站和出站的管线上，或者设置在压缩机等调控装置的下方；站场的进站或者出站管线上应该是自动放空系统，在其他位置的放空应该为手动放空；自动放空为电动放空阀，必须有自动修
10、护形式；电动放空阀应该引入ESD系统。2.1.2对塔榆首站进行工艺改造塔榆首站位于陕西省榆林市榆阳区小壕兔乡东南，设计规模30108Nm3/a。目前负责接收大牛地东、西、中干线来气，经站内过滤分离、计量后外输。即将建设34#集气站-塔榆首站管线即：规划东干线复线前段，将部分集气站天然气直接输送至塔榆首站。由于已建塔榆首站过滤分离器已满负荷运行单台处理量270104Nm3/d，3台，无备用，中干线设置越站流程，并与规划东干线复线汇合，待塔榆增压站建成后输送至增压站进行过滤、增压。塔榆首站本次改造主要包括：在工艺装置区预留过滤分离器位置新增400104Nm3/d过滤分离器1台，并将站内进气管线连通
11、，实现所有过滤分离器并联运行，互为备用，方便操作，同时，在增压站未投用之前可实现中干线和34#-塔榆首站管线接入天然气的临时过滤。现有流程：西干线来气经收球筒进过滤分离器FS201B、FS201C，过滤后进入汇管1，经出站计量区，计量后外输。东干线来气经收球筒与26#、27#集气站来气，一同进入过滤前计量区，计量后进入FS201A过滤分离器，过滤后进入汇管2，经出站计量区，计量后外输。中干线来气经收球筒后和34#来气一同直接进入汇管2，经出站计量区，计量后外输。目前，塔榆首站设有的3台过滤分离器无备用，单台处理量270104Nm3/d，2台过滤西干线来气，1台过滤东干线及6#、27#集气站来气
12、，中干线不进行过滤。为知足中干线和34#-来气临时过滤分离的需要，以及后期过滤分离器的备用，塔榆首站新增过滤分离器1台处理量400104Nm3/d，同时将站内进气管线连通，实现所有过滤分离器并联运行，互为备用。改造流程：新建过滤分离器FS-202安装在站场预留位置，与东干线来气管道、站内汇管2进口管道预留口连接。同时西干线来气管道、东干线及26#、27#集气站来气管道过滤分离器前计量区内东干线来气管道及26#、27#集气站来气管道连接的旁通阀BV202应打开、中干线来气管道互相连通，实现全部过滤分离器并联运行。站场扩建后，过滤分离器共4台，在增压站未投入使用时，中干线及34#站来气临时进入本站
13、过滤分离器进行过滤分离，过滤分离器4台全部运行，无备用。当增压站投入使用后，中干线来气越站反输至34#站，并由34#站输送至增压站过滤分离，此时，站内过滤分离器采用3用1备的形式运行。中干线及34#站来气临时过滤流程：打开新增阀门BV119，同时关闭该管路通向汇管2阀门BV201，实现过滤分离器前进气管网连通，气体进入过滤分离器进行过滤分离。中干线越站流程：关闭BV119和BV201，同时打开ROV205，以实现中干线越站。2.1.3对塔榆末站进行工艺改造塔榆末站位于陕西省榆林市榆阳区芹河乡，设计规模30108Nm3/a，具有清管器接收、来气过滤分离、调压、交接计量等功能。目前站内过滤分离器已
14、满负荷运行单台处理量270104Nm3/d，3台，无备用。本次设计中将整体考虑工艺装置区扩建，将末站处理规模提高至53108Nm3/a，相应增加400104Nm3/d过滤分离器3台，同时取消原调压管路，新建4路调压及1路超声波计量装置。现有流程：塔榆管线来气气量为30108Nm3/a经收球筒进过滤分离器前总管，过滤分离后的干净天然气经调压阀稳压后进计量橇块，计量后外输。目前，塔榆末站设有3台过滤分离器，单台处理量270104Nm3/d，已处于满负荷运行状态，扩能之后无设备处理。站场辅助流程包括放空和排污系统流程。站内安全阀或手动放空管线汇入放空总管后，输送到站外放空火炬进行放空。改建流程：将原进站总管延伸，并新增3台过滤分离器。原调压区调压管路取消，原汇管1去调压区的3路分支管路以及去陕京二线管路直接与过滤分离器后新建总管连接，以实现所有过滤分离器并联安装5用1备。在过滤分离器后新建总管上重新引出4路调压管路，经调压后汇总输送至计量区。来自过滤分离及调压区的总管在计量区分别与原汇管2计量橇前的3路分支管及新增计量管路连接，构成5路计量并联运行4用1备。新建计量管路出口与出站管线预留阀门连接。