天然气站场的计量调压设计分析
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全性和稳定性,并进行准确的测量。
天然气门站有很多监测点,生产现场条件复杂多变。
为了满足天然气门站流量测量和生产监控的实时高精度要求,天然气门站流量监控系统的开发具有重要的现实意义。
为了有效设计和管理天然气门站的站点控制系统,工作人员必须对天然气门站设计的常见问题进行深入分析,然后确定有效的天然气门站应用策略。
2.1 流量计和压力调节器的选择和配置不当在设计下游市场的长期和短期天然气消费差异较大的城市门站时,如果仅以下游市场的长期天然气消费作为选择流量计的标准,则可能在压力调节器中出现问题。
首先是流量计不能满足设计测量精度要求。
在常用的涡轮流量计中,当通过流量Q 在Q min <Q ≤0.2Q max 时,涡轮流量计的计量精度不低于2%,当通过流量Q 在0.4Q max <Q <0.8Q max 时,涡轮流量计的测量精度最高。
当通过的流量较低时,流量计涡轮不会旋转,并且无法测量到超过涡轮流量计的最小启动流速的水平。
其次,在使用负载间接操作式调节器时,以下游市场的长期用气量为选择标准,由于短期的用气量小于调压器的最大压力。
在允许的通量下,调节器的阀芯开度很小。
当调节器的阀芯开度小于10%时,天然气在高温下会在很短的时间内高速通过调节器的阀座,并产生噪音,而且调节阀座也会出现磨损,并且调节阀芯会不断振动,打开的高度也不稳定,从而使调节器隔膜和密封结构由于磨损和劣化而缩短使用寿命[1]。
2.2 天然气预热单元的位置不合理城市天然气门站与上游燃气管道中的天然气相连,由于下游城市燃气管网在中等压力下运行,而上游压力较高,因此调节器前后的压力差较大。
在通过压力调节器调节天然气之后,在汤姆森-焦耳效应的作用下,天然气的温度下降约0.4~0.5 ℃。
如果调压器前的天然气未充分预热,则减压后天然气的温度会降低,导致调压器后段管道的外表面会发生冷凝和冻结,容易在管道内形成液态或固态混合物,从而出现“冰堵”现象,影响0 引言随着天然气管道分支项目的深入建设,我国天然气管道正逐步向各个中小型城市扩展。
天然气站场主要输送易燃易爆的气体,属于危险的环境场所,要运用科学先进的天然气站场计量和调压设备及自动控制系统,保证天然气站场现场环境的安全。
天然气站场的流程包括有:过滤、计量、压力(流量)控制,要考虑上游自身供气能力、下游的最大需求量,建构天然气站场的压力流量控制系统,进行合理的压力调节和流量控制。
1 天然气站场的特点及压力流量控制的意义分析压力流量控制对于天然气站场而言至关重要,通过对于压力流量的控制不仅能够保障天然气站场安全作业并保障工作效率。
由于管道内天然气压力与流量间近似正比的关系,所以压力流量控制技术可以通过流量与压力的比例来测定天然气流量状态。
进而可以控制管道中流体的压力、流速等具体留存情况。
压力流量对于天然气站场的重要意义在于:1.1 安全性要求高。
天然气站场主要输送易燃易爆的气体,面对外部各种不确定的危险源,要配置可靠的智能安防监控系统,选取先进的计量和调压设备,确保天然气站场的安全。
1.2 扩容性广天然气站场的压力流量控制系统要具有一定的可扩容性,如:调压设备、计量系统等,保证天然气站场工艺控制设施的安全可靠性。
1.3 控制通信系统的兼容性与可靠性在天然气站场之中,主要通过主用信道和备用信道实现对相关数据流的通信,要求通信系统具有良好的兼容性和可靠性,能够采用有线传输和无线传输等不同形式,确保数据及图像的安全调度管理和控制。
1.4 先进性天然气站场系统利用自身的关键设备,对站内工艺及其他数据进行动态、远程监控,以设定的输气工况、用户压力流量需求为依据,确保按需供应、节能运行。
天然气站场的压力流量控制主要是通过调节阀门的开度,实现对流量的控制,使管道内的流体压力、流速等参数符合要求,合理地实现上游气量的调度配置,确保下游压力的稳定性,使之与管道、设备的设计压力相一致,避免流量过大对涡轮流量计设备造成损坏。
2 天然气站场的压力流量控制系统分析天然气站场的压力流量控制系统由各自独立的设备构成,采用串联监控的方式,进行对压力流量的控制和配置。
对天然气气站计量的认识和理解1.引言1.1 概述天然气是一种重要的能源资源,其在我们的生活中扮演着至关重要的角色。
为了确保天然气的使用安全和计量准确,天然气气站计量显得尤为重要。
本文将对天然气气站计量进行深入认识和理解,并探讨其在能源行业中的重要性和挑战。
天然气气站计量是指对通过管道运输的天然气进行测量、记录和核实的过程。
这些气站通常位于供应和分配网络的关键节点,在天然气行业中具有极其重要的作用。
通过对天然气的计量,我们可以准确了解天然气的产量、消耗量和流动情况,从而提供有效的管理和监控手段。
在天然气气站计量中,关键的技术包括气量测量、流量测量和压力测量等。
通过合理选择和配置计量设备,可以确保天然气的计量结果准确可靠。
同时,为了提高计量的精度和可信度,还需要进行定期的校准和检验。
这些技术手段的应用不仅可以保证天然气的计量准确,还可以提高能源行业的运行效率和资源利用率。
然而,天然气气站计量也面临一些挑战和问题。
首先,天然气的计量过程可能受到环境条件的影响,例如温度、压力和湿度等因素。
因此,需要对计量设备进行相应的修正和校准,以确保计量结果的准确性。
其次,天然气的计量还面临一些技术和管理上的挑战,如设备老化、数据采集和处理等问题。
为了解决这些问题,需要采取有效的技术手段和管理措施,保证天然气计量的可靠性和准确性。
综上所述,天然气气站计量在能源行业中具有重要的意义和作用。
通过合理运用计量技术和管理手段,可以确保天然气的计量结果准确可信,提高能源行业的运行效率和资源利用率。
然而,我们也需要认识到天然气气站计量中存在的挑战和问题,积极采取有效措施进行解决。
只有不断提升计量技术水平和管理水平,才能更好地促进能源行业的可持续发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构的设计对于一篇长文的撰写非常重要,它能够为读者提供清晰的思路和逻辑,使文章更易于理解和阅读。
本文将按照以下结构展开讨论:第一部分是引言,主要包括概述、文章结构和目的。
99天然气站场接收上游管道来气,经过过滤、加热等过程为下游供气,其设计将会直接影响到下游用户的用气安全性[1]。
在油气工程设计领域中,标准化设计是必然发展趋势,文章在分析天然气站场设计规范基础上,分析工艺设计。
1 天然气站场设计规范天然气站场设计中需要能够满足天然气输送、分配需求,能够根据线路走向进行合理设计,保证工艺设计合理性和经济性。
在选址方面,要求地形和地质有利,避免建立在软土、地面下沉的不良地段中。
同时要求地理和社会环境优越,供电、给水等条件优越,与周边公用建筑设施的距离符合国家标准。
在作业通道设计中要求能够满足检修需求,能够与周边公路连接。
天然气站场设计规范涉及到多个方面,在与其他公共建筑设施的安全距离方面,要求满足GB50183标准,同时符合地方规定[2]。
依照GB50251中的标准,天然气站场设计中应设置线路截断阀室避免出现灾害,提高抢修率,具体而言,一级地区管段最大距离在32km以上,二级地区在24km以上,三级地区在16km以上,四级地区在8km以上。
要求截断阀门选择全焊接球阀,能够通过清管器,如果发生管道破裂情况,截断阀门能够迅速发现工作状态变化,并采取相应的措施。
2 工艺设计依照天然气站场功能的不同,一般天然气站场可以分为三类,分别是分输站、分输清管站和末站,虽然功能有所不同,但是工艺流程基本类似。
分输站上游来气通过过滤分离器、计量、调节压力,然后到达下游站场。
分输清管站上游来气则是进入收球筒,然后经过分离器、过滤、计量、调节压力,然后到达下游站场。
天然气站场涵盖的工艺流程基本都会涵盖过滤、调压、计量等。
过滤器设计中,根据需求可以选择立式和卧式两种,立式过滤器配置了法兰式头部装置,这种设计方式启动更加快速,也能够保证密封性。
对于固体小于3μm的颗粒过滤效率要求能够达到99.9%,雾状颗粒过滤效率要求达到99.8%以上,3μm以上的固体和液体颗粒过滤效率应能够达到100%。
卧式过滤分离器配置了卧式结构,由叶片和滤芯式过滤两级设备组成,闭锁时间一般在1min以内,对于固体颗粒和夜啼颗粒的过滤效率标准与立式过滤器相一致。
㊀2021年㊀第2期Pipeline㊀Technique㊀and㊀Equipment2021㊀No 2㊀收稿日期:2020-12-18天然气场站的调压方法研究李㊀宁(国家管网集团天津天然气管道有限责任公司,天津㊀300450)㊀㊀摘要:为研究目前常用天然气调压器的优缺点和选用原则,分析了直接作用式调压器和间接作用式调压器的结构特点,总结了国内天然气场站常用的一种调压系统的结构和功能,并选取某天然气样本参数,对调压过程中的热值变化做了计算,最后预测智能化㊁多功能天然气调压器是发展方向㊂关键词:天然气;调压方法;调压器中图分类号:TE8㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1004-9614(2021)02-0042-05PressureRegulationMethodResearchofNaturalGasStationLINing(PipeChinaTianjinGasPipelineCo.,Ltd.,Tianjin300450,China)Abstract:Inordertodiscusstheadvantagesanddisadvantagesandselectionprinciplesofnaturalgaspressureregulatorscommonlyusedatpresent,thestructuralcharacteristicsofdirectactingvoltageregulatorandindirectactingvoltageregulatorwereanalyzed,thestructureandfunctionofapressureregulatingsystemcommonlyusedindomesticnaturalgasstationsweresummarized,takinganaturalgasparametersasasample,thecalorificvaluechangeintheprocessofregulatingthepressurewascalculated.Finally,itispredictedthatintelligentandmultifunctionalnaturalgaspressureregulatoristhefuturedevelopmentdi⁃rection.Keywords:naturalgas;voltageregulationmethods;voltageregulator0㊀引言相对于其他化石类能源,天然气具有多方面优点㊂陆地长距离天然气输送多采用大口径㊁高压力管道方式[1]㊂在天然气场站,为安全有效进行天然气交接,须保证天然气压力平稳㊁安全纯净㊂调压器作为场站天然气压力控制㊁紧急切断的关键装置,作用十分重要㊂目前,国内关于天然气调压器的理论分析及设计研究不深入,相关资料较少㊂本文总结了常用的天然气调压器结构,分析了工作原理,并对比了性能㊂1㊀调压器作用由于长输天然气管道大部分设计为高压力㊁大口径㊁大流量,而分输用户的系统中压力较低,所以在向用户交接时需要对天然气做降压处理,使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配[2]㊂有的天然气场站利用球阀节流对天然气进行调压,但球阀节流时,阀芯球面作为节流的主要部件,极易因气流冲刷磨损导致故障㊂调压器是一种能根据上游压力和流量变化,通过调节气流保持出口压力稳定在设定范围的设备[3]㊂调压器利用气体本身的压力差作为工作能源控制气体的通断和节流㊂调压器可以控制下游气体压力,还具有紧急情况下的安全关断功能㊂调压器选用合理能够使天然气场站系统保持安全稳定和经济高效运行[4]㊂天然气调压器根据工作原理分为直接作用式和间接作用式[5]㊂2㊀直接作用式调压器直接作用式调压器由皮膜和阀体等部件组成,通过作用在皮膜上的压力变化,来控制阀门进行调节[6]㊂调压器除调节系统压力,还须控制出口流量㊂下游气量需求较小,调压器阀瓣收缩,开度变小降低流速;下游气量需求增大,阀瓣开度增加,气体流速升高㊂如图1所示,当下游压力的设定值升高或降低,皮㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究43㊀㊀膜发出的信号与给定值的差值使传动装置发出位移信号,阀门根据位移信号进行启闭动作㊂图1㊀直接作用式调压器工作原理图直接作用式调压器的调压方程见式(1):p2=FA(1)式中:p2为调压器下游压力,Pa;F为设定的弹簧力,N;A为皮膜有效面积,m3㊂由式(1)可知,下游压力与弹簧力成正比,所以可通过调节弹簧力对调压器进行设定㊂直接作用式调压器具有结构简单㊁反应迅速㊁成本较低等优点,但调压精度较低㊁压力控制范围窄㊁流通能力较小,目前多用于城市燃气用户压力调节㊂按照阀体结构不同,直接作用式调压器可分为单皮膜式和双皮膜式㊂2.1㊀单皮膜直接作用式调压器单皮膜直接作用式调压器只有1个主调皮膜,结构如图2所示㊂当用户气量需求增大或上游压力减小,此时皮膜下方受到的力小于上方受到的力,阀瓣下降,阀门开度增加,气体流速增大,下游压力稳定到设定的初始值㊂反之,当用户气量需求降低或上游压力增大,阀门开度减小,流速减小,下游压力稳定㊂图2㊀单皮膜直接作用式调压器结构简图单皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(2):p0A0+p1A1+G+Fr=piA1+p1A0(2)式中:p0为皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为皮膜的有效面积,m3;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr为活动组件运动产生的摩擦力,N;pi为调压器上游的气体压力,Pa㊂2.2㊀双皮膜直接作用式调压器双皮膜直接作用式调压器设有主调皮膜和平衡皮膜,结构如图3所示㊂平衡皮膜能平衡阀口垫片上受到的力,控制下游压力㊂当上游压力升高时,阀口垫片受到的力增加,平衡皮膜受到向上的气体介质压力升高㊂因为平衡皮膜的有效面积与阀口近似相等,皮膜受到的力和阀口垫片上的力相互平衡,上游压力的波动对下游压力没有影响,下游压力保持稳定㊂图3㊀双皮膜直接作用式调压器结构简图主调皮膜主要起监控下游压力的作用㊂当下游压力增大,主调皮膜下方受到的力减小,皮膜下降,使调压器开度增加,过气量升高,下游压力稳定在设定值㊂反之,当下游压力减小,主调皮膜下方受到的力增大,皮膜向上升,使调压器开度降低,过气量下降㊂双皮膜直接作用式调压器使用安全性好,体积小,质量轻[7]㊂双皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(3):p0A0+piA1+G+Fr+p1A2=p1A1+p1A0+piA2(3)式中:p0为主调皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为主调皮膜的有效面积,m3;pi为调压器上游的气体压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr㊀㊀㊀㊀㊀44㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀为活动组件运动产生的摩擦力,N;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A2为平衡皮膜的有效面积,m3㊂3㊀间接作用式调压器间接作用式调压器也称为指挥器控制式调压器,多用于大流量或需要精确控制压力的情况㊂当调压器下游压力升高或降低时,经过指挥器的调节,主调压器皮膜下方受到的力发生变化,同时主调压器开度发生变化,下游压力逐渐恢复直至稳定㊂间接作用式调压器操作简单,压力控制精度高,广泛应用于大型天然气场站[8]㊂间接作用式调压器根据结构不同分为双向控制式和卸载式,按流道不同分为轴流式和曲流式㊂3.1㊀双向控制式调压器和卸载式调压器双向控制式调压器是一种较典型的指挥器控制系统㊂当下游压力发生变化时,调压器皮膜产生位移,气体介质经过指挥器皮膜后进入调压器皮膜后方㊂调压器预先设定一个负载压力,当出口压力下降较小时,在指挥器控制下,负载压力增大,阀芯开始运动,保持出口压力在设定的范围㊂双向控制指挥器调压器下游压力的变化同时对指挥器皮膜和调压器皮膜产生影响,具有阀芯反应灵敏㊁压力控制精度高㊁压力设置范围大㊁流通能力强等优点㊂卸载式间接作用调压器压力控制范围大,流通能力较大,但压力控制精度较低㊂当调压器下游压力下降,下游压力降低将通过指挥器使负载压力减小,从而导致调压器皮膜开启,调压器前㊁后部气体压力逐渐平衡,下游压力升高直至稳定㊂当负载压力下降时,调压器前部的气体通过固定节流器补充负载压力㊂阀瓣的运动由入口压力和负载压力的相对大小决定,当调压器终止调压时,负载压力与入口压力相等,阀门全关㊂3.2㊀轴流式调压器与曲流式调压器3.2.1㊀轴流式调压器轴流式调压器上游高压端流道与下游低压端流道在同一轴线上,气体介质在阀腔内流态稳定,流向均匀㊂与传统的S型流道结构调压器不同,气体在阀腔内轴向流动,基本没有流动死角,流向变化较小,阀体结构承压性能好㊂相比其他调压器,轴流式调压器可实现低压差㊁大流量调节,具有密封性好㊁流通能力大㊁调压稳定㊁使用寿命长等优点,广泛应用于天然气场站㊁区域调压站和燃气轮机供气系统等㊂常见的轴流式调压器有AFV型和FL型㊂3.2.1.1㊀AFV型轴流式调压器AFV型轴流式调压器由笼罩㊁阀体㊁O型环等构成,主要控制元件为柔性筒㊂没有应力作用时,柔性筒包裹在笼罩上,此时阀体处于关闭状态㊂当柔性筒外侧压力降低至低于进口压力,此时进口压力作用于柔性筒内表面使其膨胀离开笼罩,阀体开启㊂通过控制柔性筒外侧的压力可实现控制阀体的开度㊂气体经过节流进入阀腔,提供一个负载压力,通过指挥器的调节,负载压力与皮膜前方受到的压力逐渐平衡㊂皮膜后方压力升高或降低时,通过指挥器的调节,负载压力逐渐与皮膜后方压力相平衡,使调压器下游压力保持在稳定范围㊂通过指挥器可实现调压器出口压力设置㊂当针型阀关闭时,柔性筒外侧压力与调压器进口压力相等,调压器处于关闭状态㊂当针型阀打开时,在节流元件两侧产生压力差,柔性筒随压差增大开始膨胀,针型阀开度越大,套筒膨胀越大㊂节流元件处于最小设定开度时,压差较大,阀体开启较快,此时气体完全充满控制室的时间较长㊂节流元件处于最大设定开度时,作用相反㊂AFV型调压器在实际应用中多为两台串联同时使用,一台作为工作调压器,另一台作为备用或监控调压器㊂AFV型调压器皮膜较易损坏,不支持在线维修,但具有体积小㊁流通能力大㊁噪声低㊁操作方便等优点㊂3.2.1.2㊀FL型轴流式调压器FL型轴流式调压器是双向控制调压器,使用指挥器二级调压降低进口压力不稳定带来的扰动,第一级调压不可调节,主要作用为使进口压力降低保持稳定,实际通过设定第二级调压来设定出口压力㊂进口压力通过指挥器第一级调压后压力相对稳定,经过指挥器第二级调压转换为负载压力,使调压器皮膜一端关闭,皮膜另一端的出口压力与主阀弹簧相平衡㊂FL型轴流式调压器可在线维修㊁皮膜穿孔仍能继续供气㊁安全性好㊂㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究45㊀㊀3.2.2㊀曲流式调压器曲流式调压器反应灵敏度不高㊁阀体厚重㊁动力要求较高㊂受流道结构影响,气体介质在曲流式调压器的流道内多次改变流向,流态不稳定,且阀瓣或阀口的行程随调压器口径的增大而变长㊂4㊀直接作用式调压器与间接作用式调压器的对比通过分析总结,对直接作用式调压器和间接作用式调压器的特点做如下对比,见表1㊂表1㊀两种调压器的对比设备指标直接作用式调压器间接作用式调压器稳压精度等级高低关闭压力等级高低阀系数低高反应速度快慢最大工作压力低高流量调节范围小大出口压力低高㊀㊀由表1可知,直接作用式调压器和间接作用式调压器的各项性能指标不同,在实际生产中,不同环境条件适用的设备类型不同,调压器的选用要充分考虑实际生产对各项指标的具体要求㊂5㊀天然气场站调压系统的设置大型天然气场站对设备精密程度和生产安全性能要求较高,在调压设备的选用上多采用具有压力调节和紧急关断功能的撬装设备㊂GB50251 2003对天然气场站压力控制和安全设施提出了详细的技术要求,国内天然气场站的调压设施都参照GB50251 2003设置㊂工作调压阀㊁监控调压阀和安全切断阀串联组成的调压系统在国内大型天然气场站已得到实际应用[9]㊂工作调压阀采用电动控制,可实现远程操作,具有压力调节和流量控制功能㊂正常情况下监控调压阀全开,在工作调压阀发生故障时监控调压阀自动启动,将气体介质压力调节至正常范围㊂安全切断阀正常情况下全开,压力升高至预先设定的数值时该阀自动关闭,以防止紧急情况的发生㊂监控调压器和紧急切断阀采用自力式调压器,设备压力出现异常时均可自动启动,保障系统的可靠性和安全性[10]㊂6㊀调压过程中的热力学分析天然气调压过程中会发生热量损失,由于高压气体流经调压器发生节流效应,一般情况下产生冷效应㊂在此利用某天然气样本参数,通过计算对调压过程中的热力学变化进行简要的分析㊂环境温度T0=293K,天然气样本定压比热cp=2.223kJ/(kg∙K),调压器进口压力pi=7MPa,出口压力po=2.5MPa,调压器进口流速vi=1m/s[11]㊂当不考虑宏观动能和位移时,稳流天然气的焓见式(4):Ex,h=(H-H0)-T0(S-S0)(4)式中:Ex,h为焓,kJ;H为焓,kJ;H0为环境状态下气体的焓值,kJ;S为熵,kJ/K;S0为环境状态下气体的熵值,kJ/K㊂对于稳流气体,系统变化可近似为0,平衡方程为Ex,h,i=Ex,h,o+ExL(5)式中:ExL为损失,kJ;i表示调压器进口;o表示调压器出口㊂效率为ηex=1-ExL/Ex,h,i(6)式中ηex为效率,%㊂平衡方程为Ex,h,i,TV=Ex,h,o,TV+ExL,TV(7)式中TV表示调压器㊂由于调压前后气体焓值近似相等,损失为ExL,TV=Ex,h,i,TV-Ex,h,o,TV㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀=(Hi,TV-Ho,TV)-T0(Si,TV-So,TV)㊀㊀=T0(So,TV-Si,TV)(8)计算结果如表2所示㊂表2㊀不同调压器入口温度下的计算结果入口温度/K出口温度/K熵值/(kJ㊃(kg∙K)-1)焓值/(kJ㊃kg-1)损失/kJ效率/%283261.235.29592957.33140.1331177.56687303284.535.499871012.94144.2526976.906737㊀结论天然气场站调压设施的设备性能和工作状态直接影响是否能为用户提供压力稳定㊁安全可靠的天然㊀㊀㊀㊀㊀46㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀气,常用的调压器型号较多,设备特点不同㊂在选用调压器时须根据实际气质㊁压力要求㊁工作状态㊁应用环境等条件选择,同时须考虑不同种类调压器工作时介质的热力学变化,不断调试找出设备最合适的设定值,保证调压设施的正常运行㊂通过对常用的调压器进行总结对比,可以预测:未来的天然气场站调压设施将向着更加智能化㊁安全化发展,单一结构的调压器将逐渐被功能更全的调压设备取代;调压设备将向着生产成本更低㊁应用环境更广的方向发展,未来的设备可选范围将增大㊂参考文献:[1]㊀杨鹏博.天然气管道输送与管理[J].化学工程与装备,2018(4):69-70.[2]㊀王树立,赵会军.输气管道设计与管理[M].北京:化学工业出版社,2004:58-69.[3]㊀段常贵.燃气输配[M].北京:中国建筑工业出版社,2001:158-159.[4]㊀刘瑶,位亚鹏,邢琳琳,等.基于声发射技术的燃气调压器故障诊断[J].管道技术与设备,2018(6):25-28.[5]㊀郑安涛.燃气调压工艺学[M].上海:上海科学技术出版社,1994.[6]㊀国家质量监督检验检疫总局.城镇燃气调压器:GB27790 2011[S].北京:中国标准出版社,2012.[7]㊀周粉兰,沈卫东,宋亚东,等.双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计[J].煤气与热力,2007,27(2):13-16.[8]㊀金永功.指挥器控制式调压器的压力遥控[J].上海煤气,2007(3):14-15.[9]㊀尹凌霄,郑萍萍,董伟.天然气调压站调压器失效实例分析[J].管道技术与设备,2016(1):58-60.[10]㊀王建国.橇装式调压装置在天然气管道站场的应用[J].管道技术与设备,2009(2):38-40.[11]㊀MISCHNERJ,BESPALOVVI.ZurEntropieproduktionimRanque⁃Hilsch⁃Rohr[J].ForschungImIngenieurwesen,2002,67(1):1-10.作者简介:李宁(1986 ),工程师,主要研究方向为天然气管道运行管理与工程建设㊂E⁃mail:nickllee@126.com(上接第36页)(1)原油中的杂质和腐蚀性气体是钢质管道产生腐蚀的主要因素,所以对原油的前期处理至关重要,对于进入库站区油罐㊁管道运输或储存的油品,应进行油品化验分析,增加腐蚀性杂质含量等检测项目,尽可能降低腐蚀介质对管道的影响㊂(2)在站内管道工艺流程中要尽量减少和避免管内原油长期静置㊁不流动㊂定期活动静置管道,保证其与相同工艺管道的运行频率一致,至少每个月都有足够的运行时间,避免管内沉积物和沉积水的产生㊂(3)在生产运行中,加强对管线的检测,完成年度检查各项检测项目,定期完成对高风险段的检测,确保管线正常运行㊂4 结论某输油站内原油管道的腐蚀失效主要原因为静置管道在原油沉积水环境下造成的电化学腐蚀㊂针对该类腐蚀行为,运行单位需要定期检查,提高相关管道运行频率,避免管内原油长期静置,还要加强对管输原油的腐蚀性介质成分及含量进行前期化验检测,从腐蚀源头减小腐蚀发生的可能性㊂参考文献:[1]㊀杨涛,寇子健.国内油气管道腐蚀检测技术研究进展[J].当代化工研究,2020(14):158-160.[2]㊀艾志久,范钰玮,赵乾坤.H2S对油气管材的腐蚀及防护研究综述[J].表面技术,2015,44(9):108-115.[3]㊀胡丽华,常炜,余晓毅,等.CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响[J].表面技术,2016,45(5):56-61.[4]㊀王金刚,李新义,高英.长输管线氯离子腐蚀行为研究[J].石油机械,2014,42(6):113-118.[5]㊀孔韦海,艾志斌,胡盼,等.L320原油输送管道静置段的腐蚀机理[J].腐蚀与防护,2019,40(7):502-506.[6]㊀黄贤滨,倪广地,张艳玲,等.原油输送管道内腐蚀现状及最新研究进展[J].材料保护,2017,50(10):70-72;81.作者简介:刘保余(1969 ),教授级高级工程师,博士,研究方向为油气储运设备设施检验检测㊂。
浅谈天然气场站计量检定和管理发布时间:2021-04-09T07:54:25.658Z 来源:《防护工程》2021年2期作者:纪玫妤[导读] 本文从计量误差管理方面出发,介绍了声速核查这一重要在线检定原理和方法,使用专业的AGA10算法进行声速测试,判断超声波流量计工作状态,提高整个计量系统(压力、温度、气相色谱仪等)的可用性和准确性,为生产节省成本和提高效率。
同时对流量计在现场使用中产生计量误差的原因进行分析,提出计量管理方面切实可靠的意见和建议。
国家管网集团新疆煤制天然气外输管道有限责任公司湖广分公司湖南省长沙市 410000摘要:本文从计量误差管理方面出发,介绍了声速核查这一重要在线检定原理和方法,使用专业的AGA10算法进行声速测试,判断超声波流量计工作状态,提高整个计量系统(压力、温度、气相色谱仪等)的可用性和准确性,为生产节省成本和提高效率。
同时对流量计在现场使用中产生计量误差的原因进行分析,提出计量管理方面切实可靠的意见和建议。
为确保天然气输量的准确、可靠和统一,同时对提高经济效益有着积极作用。
关键词:超声波流量计;声速核查;AGA10声速测试;现场计量管理前言天然气作为主要的清洁能源之一,其计量相关的工作已经越来越多的受到重视,“计量就是计钱”。
随着科技的进步和发展,气体超声波流量计凭借其特有的优势在天然气传输计量领域得到大量应用,成为输气场站最重要的计量装置。
如何加强超声波流量计的计量管理,有效利用并优化流量计,从而减少计量误差的产生,实现精确计量成为关键。
1气体超声波流量计的工作原理时差法原理:气体超声波流量计是利用超声波在流体中沿顺流传播的时候和沿逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的,即时差越大流量越大原理。
由于顺向和逆向的传播时间差与气体的轴向平均流速有关,从而可以使用数值计算技术计算出在工况条件下通过的气体流量。
2声速核查2.1声速核查的内容声速核查的主体是对被检装置进行声速测试同时进行流量计的状态检查、机械检查、目测检查和零流量测试。
天然气分输站场调压系统设置探讨孙金玲;雷凌【摘要】Gas pressure control system is one of the most important technologies in natural gas pipeline project. The purpose on configuring pressure regulating system correctly is to maintain the pressure in downstream pipeline within the required limits, ensure that this pressure does not exceed the permitted level and shutdown timely when the pressure control device is fault. The combined form of gas pressure control system is various. For different combined form of gas pressure control system, Pressure set value of the safety shut-off device, monitor and working regulating device and control logic is different Many factors, including security, reliability and economy shall be considered in configuring gas control system.%天然气输气管道工程中,压力控制是关键的技术之一,调压系统除了正确配置压力控制设备之外,还要保证当调压设备出现故障时,下游管道不超压,并能进行安全切断。
天然气站场调压装置故障分析与处理摘要:随着社会的进步及企业的快速发展,人们对企业标准化管理的重视程度也在提高。
对于油气长输管道运营管理来说,安全管理已经成为各项工作的前提之一,如果不能抓好安全管理工作,其余各项工作也无法正常开展。
为了有效推进基层安全管理标准化,中哈天然气气管道根据股东的要求,推行了标准化站场建设,取得了一些成绩。
关键词:天然气;调压装置;安全管理引言在进行枢纽站间干线连通的设计时,经常出现两条输气干线压力等级存在差异的情况,互相连通的正反输流程需要通过各种压力调节工艺,使得正反输流程切换在流量计的流量方向上产生的影响一直是正输计量,流量计只会出现正输方向的计量信息,而实际上我们需要掌握的是正输和反输两方面的计量信息。
在正反输工艺流程切换完成以后,需要人工进行计量数据的计算,造成了人力资源的浪费,假如一天进行多次的流程切换,就无法保证人工计算计量数据的准确性,可能会造成计量纠纷问题的出现。
1天然气调压装置(1)介绍安全阀的工作原理。
安全分离阀具有关闭过载功能,当工作压力阀的出口压力超过设定值时自动关闭安全分离开关,并保护下游用户的管道;(2)压力控制阀工作原理的说明。
压力控制阀作为备用,在操作压力装置故障时可以继续工作,而不会影响下游消费者;(3)工作压力阀简介。
工作压力控制阀主要用于通过阀门开口调节高压气体,主要为下游用户提供稳定的压力和恒定的流量。
(4)自我维持操作手册的操作说明。
自给式压力调节装置主要是一种压力释放控制装置,通过采集预压,通过过滤、挤压、降低反馈和内部弹簧重量来控制压力控制阀的开口,从而控制稳定出口力的压力和流量,这是压力控制的核心;(5)介绍电动调压器PLC控制外壳的工作原理。
机电压力控制面板主要由现场压力采集、现场电流互感器阀门开口的流量信号控制通过PLC编程进行精细控制。
总而言之,压力控制器装置是通过控制压力控制器阀门的开口来控制压力和流量。
2天然气站场调压装置故障分析目前高度重视煤气印刷设备的安全性,引进生产许可证管理制度,提高印刷机的安全性。
天然气站场设计规范及工艺设计分析发布时间:2021-06-25T09:50:44.688Z 来源:《新型城镇化》2021年5期作者:王国舜[导读] 保护人民、社会的财产安全。
文章在分析天然气站场设计规范基础上, 分析工艺设计。
中石化江汉石油工程设计有限公司湖北武汉 430000摘要:天然气站场在天然气输送以及供应过程中发挥着至关重要的作用 , 它是一个非常重要的过渡场所 , 在接收到上游管道的来气之后, 经过截断阀、过滤、计量、调压等一系列过程后再出站截断给下游供气。
只有天然气站场安全稳定运行 , 才能够确保下游用户的用气安全 ,因此在对于天然气站场进行设计的过程中 , 必须要确保设计的合理 , 使得天然气站场各个部分都能够满足相关的要求 , 因此本文主要就天然气站场设计规范及工艺设计的相关问题进行了相应的探讨。
关键词:天然气站场;工艺设计;自动化控制天然气站场接收上游管道来气, 经过过滤、加热等过程为下游供气, 其设计将会直接影响到下游用户的用气安全性。
一旦疏忽,引入明火,就会点燃天然气的站场,从而引起火灾甚至爆炸,不仅会危害到相关人员的生命财产安全,也会为社会带来巨大的损失,所以对于天然气站场,需要重视天然气站场的设计和工艺,方便及时处理相关突发事件,降低危险系数,在一定程度上能够有效地保证天然气站场的安全性,保护人民、社会的财产安全。
文章在分析天然气站场设计规范基础上, 分析工艺设计。
1天然气站场设计规范天然气站场设计中需要能够满足天然气输送、分配需求 , 能够根据线路走向进行合理设计 , 保证工艺设计合理性和经济性。
在选址方面,要求地形和地质有利, 避免建立在软土、地面下沉的不良地段中。
同时要求地理和社会环境优越, 供电、给水等条件优越, 与周边公用建筑设施的距离符合国家标准。
在作业通道设计中要求能够满足检修需求, 能够与周边公路连接。
需要遵循一定的选址原则。
具体而言, 站场的选择首先需要根据设计图纸进行计划, 与线路的走向要达成统一, 并且能够满足工艺流程设计的要求。
天然气站场的计量调压设计分析在人们生活质量不断提高的背景下,对天然气的使用次数也逐渐增加,如,烧水、炒菜、焖肉等,为人们生活提供了诸多便利。
但是天然气战场在供应过程中,经常出现天然气供应不稳定的问题,究其原因就是天然气战场调压设计不合理。
基于此,本文就展开天然气战场计量调压设计要点的探究工作,以期提供参考依据。
标签:天然气战场;天然气计量;调压系统;设计分析在城市化建设脚步不断加快的今天,人们在使用天然气过程中更加注重安全性、稳定性以及可靠性,力求不会出现诸多安全问题,影响人们生命安全。
但是目前,我国天然气管理部门在展开天然气调压系统设计工作时,还缺乏安全性等诸多因素的考虑,导致天然气系统使用过程中出现不稳定供气的情况。
因此,加强天然气战场计量调压设计工作至关重要,本文就探究调压系统的设计要点。
1 天然气战场的计量系统分析众所周知,天然气在供应过程中有着自己独特的供应量,如果超过这个供应量,就会导致使用过程中出现一些安全隐患,影响天然气使用效率。
而天然气计量系统刚好可以解决这个问题,天然气管理部门通过天然气计量系统可以准确的计算天然气使用数量,并合理制定天然气调压系统的工艺流程,在此种情况下,就可以有效保证天然气标准气体流量和被检测流量在同等条件下都能够稳定有序的运行,确保家家户户的天然气仪表上显示的数值都符合实际要求,满足城市居民使用需求。
通常情况下,天然气战场中安装计量系统具有以下几方面优势:第一,通过天然气战场计量系统可以有效保证天然气在使用过程中不会受到其他因素影响,在使用过程中监控调压器的给定出口压力数值符合要求,能够满足正常使用需求,让监控调压器的阀门彻底得到开放。
第二,天然气系统在使用过程中经常会遇到燃气泄漏、出口压力供应不足等问题,在此种情况下,天然气管理部门通过天然气计量系统就可以及时解决各种故障问题,让天然气系统在运行过程中可以保持高效率,且天然气供应也不会出现中断。
第三,通过天然气计量系统可以有效控制调压器出口压力、监控调压器、备用调压器各种调压器的运行数值,在此种情况下,一旦发现调压器运行中出现故障,方便工作人员及时解决,保证天然气系统的调压器可以正常运转。
燃气调压站设计有关问题的探讨摘要:探讨了燃气调压站的设计规模、调压流程、调压器选型及降低投资的途径等问题。
关键词:燃气调压站;设计规模;调压流程;调压器中图分类号:TU996文献标识码:B0 引言调压站设计规模不仅决定了本身的投资,也对输配系统的投资产生较大影响,因而调压站的设计工作必须给予高度重视[1—4]。
下面主要从燃气调压站的设计规模、调压流程、调压器选择及降低投资的途径等几方面进行探讨。
1 设计规模的确定要确定燃气调压站的设计规模,必须首先了解和确定以下3方面情况:①下游近期和远期的用气负荷;②上游和下游近期和远期管网的设计压力及运行压力;③上游和下游管网建设情况。
(1)用气负荷用气负荷是确定调压站设计规模的基本参数。
如果调压站的下游管网自成体系,应合理划分调压站的供气区域。
如果调压站的下游管网是环网中的一部分,则应合理分配调压站的供气量。
用气负荷的确定应具有“发展的眼光、远近结合的思路、以近期为主的观念”[5]。
调压站的建设不是短期行为,在确定用气负荷时应考虑到随着城市建设的进展、人民生活水平的提高和燃气应用领域的扩展,将近期和远期、现实和潜在的各类负荷进行认真的分析和筛选,以期得到准确的负荷数据。
(2)设计压力及运行压力设计压力及运行压力是确定调压站设计规模的必要参数。
设计压力应与输配系统保持一致,运行压力则可以根据用气负荷发展和管网工况定期做相应调整。
对于某个确定的调压站,在不同的上下游管网运行压力下,可以得到调压站不同的输出能力。
当调压站出口压力不变时,其人口压力的增加必然引起调压站输出能力的提高。
当调压站人口绝对压力不变且出口绝对压力高于人口绝对压力的0.5倍时(0.5为燃气的临界压力比),其出口压力的增加一般会引起调压站输出能力的降低;出口绝对压力不大于人口绝对压力的0.5倍时,出口压力升高时调压站的输出我能力基本不变。
那么,当调压站入口、出口压力同时发生变化时,就应当慎重考虑调压站输出能力的变化情况。
天然气分输站场适用性改造中计量\调压系统的选型摘要:本文结合山东天然气管网临朐分输站适应性改造工程的设计经验,阐述了大输量工况下天然气计量、调压系统的选型及连接方式,希望能给类似工程提供一些参考和帮助。
关键词:天然气;计量;调压中图分类号:tf526文献标识码: a 文章编号:我国在天然气的利用方面远低于世界平均水平。
天然气占能源消费总量的比例只有3%。
未来几年内,天然气市场在全国范围内将得到发展。
预计2020年,天然气需求量将达到2000×108nm3/a,占整个能源构成的10%。
山东天然气管网泰安-青岛段自投运以来,下游用户不断增加,干线站场几乎全部需为新增分输用户增加分输设施。
1、工程概况山东天然气管网工程泰安—青岛段起于泰安站,止于青岛分输清管末站,干线总长354.67km,干线站场6座。
临朐分输站位于潍坊市临朐县,站内已建收发球系统、过滤系统、放空,排污系统和去临朐县天然气公司的分输设施。
改造中在临朐分输站内新增向临沂管输、鲁润公司供气支路。
其中临沂管输支路设计输量为5×108nm3/a,鲁润公司支路设计输量为16.1×108nm3/a。
本文主要论述鲁润公司分输的计量、调压系统设计选型。
2、设计基础参数设计压力:10mpa,临朐分输站进站温度:5.1~14.4℃;进站压力:4.38~5.61 mpa(远期增压至9.0mpa);鲁润公司供气的交接压力为4.38~5.5mpa;起输量8.58×108nm3/a。
下游目标用户主要为工业用户比例约占68%,其余32%为民用及商业用气。
结合相关部门评估意见,工业用气不考虑调峰,民用及商业用气取月高峰系数为1.3,月低峰系数为0.8。
3、调压系统选型表3-1 调压系统选型参数流量范围(104nm3/h)调压前压力(mpa)调压后压力(mpa)调压前温度(℃)7.7~29.68 4.38~5.61(远期9.0) 5.0~5.5 5.1~14.4综合考虑近期工况及远期来气增压的可能,若按照1用1备选型,调节阀选型计算适合口径为dn400,且调压系统需设置两级安全装置。
天然气站场设计规范及工艺设计分析作者:梅玲玲来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第07期【摘要】随着经济的发展和社会的进步,天然气在人们的生活中发挥着重要的作用,天然气站场在天然气输送以及供应过程中发挥着至关重要的作用,它是一个非常重要的过渡场所,在接收到上游管道的来气之后,经过截断阀、过滤、计量、调压等一系列过程后再出站截断给下游供气。
只有天然气站场安全稳定运行,才能够确保下游用户的用气安全,因此在对于天然气站场进行设计的过程中,必须要确保设计的合理,使得天然气站场各个部分都能够满足相关的要求,因此本文主要就天然气站场设计的相关问题进行了相应的探讨。
【关键词】天然气站场;设计规范;工艺设计引言随着我国天然气的快速发展和输气管道建设,天然气输气站场、下游门站和调压站的建设也越来越多。
天然气站场的设计是保证管道安全稳定运行的关键,同时也是联系上游起源管道和下游管网用户的中间环节。
天然气站场的优化设计,不仅减少业主的工程投资,保证系统的稳定运行,而且能保障下游用户用气稳定性。
1总平面布置对于总平面的布置而言,首先需要了解规划方案的整体情况,包括工艺流程、站场的使用、安全保障、卫生保障等等,同时要综合考虑周边环境因素,充分利用有利自然条件,尽量避开绿地、建筑物。
对于站场而言,应当在满足基本要求的前提下尽量保持线路的平直,减少弯道。
放空区应当尽量避开农田和村庄。
而污水区的规划,通常安排在办公区夏季风频的下风侧,并且地势不宜过高。
2工艺设计2.1过滤分离器设计在过滤分离器设计开始之前,首先要明确几个设计要点。
首先,由于天然气管道当中难免会出现一些水分和杂质,因而在分输站进站之后,先要进行水分过滤,将水分和杂质分离开来。
通常情况下,常用的过滤设备是过滤分离器和旋风分离器。
如果遇到介质中杂质过多的情况,则需要同时使用过滤分离器和旋风分离器。
针对固体颗粒的直径稍大而水分又较少的情况,可以优先选择采用旋风分离器,然后再使用过滤分离器进行杂质的过滤。
浅谈燃气输配系统中调压设施的设置摘要:论述了城市天然气调压设施的分类、重要参数的确定和工艺流程的选择、配套及安全设备选型与配置。
关键词:天然气输配;调压设施;调压器;过滤;节流降温引言:调压设施是整个燃气供应系统最重要的组成部分之一,它决定着整个输配系统能否经济、可靠、安全的运行。
因而在实践中,我们应对调压设施的设置给予高度重视。
下面主要从天然气调压设施的调压器的分类、重要参数的确定、工艺设计、配套设备等几方面进行探讨。
一、调压器的分类调压器是调压设施的核心设备,调压器是由敏感元件、控制元件、执行机构、阀门等组件组成的压力调节设备,调压器一般按工作原理可分为两大类型,即直接作用式(自力式)和间接作用式(指挥器操作式),直接作用式调压器其执行机构动作所使用的全部能量是直接通过敏感元件由被调介质提供的,它具有结构简单、体积小、重量轻、性能可靠、安装方便等优点。
间接作用式调压器是将敏感元件由被调介质传递的输出信号加以放大,使执行机构动作,而传感器放大输出信号的能量源于被调介质本身或外供介质。
间接作用式调压器通常应用于需要精确控制和调节用气压力的管网系统中。
另外,按用途分,调压器可以分为区域调压器、专用调压器、用户调压器;按工作压力分,调压器又可以分为高-高、高-中、中-中、中-低、低-低调压器。
二、重要参数的确定调压设施的主要功能就是接收上游管网来气,进行过滤、预热、调压、降噪等环节,按下游管网需求的压力和流量向下游管网供气。
其重要的参数有:流量Q、进口压力P1、出口压力P2、稳压精度Sp、关闭压力Pb、放散压力Pf、切断压力Pq。
1、流量的确定调压器的最大流量是根据下游用气负荷(管网计算流量)确定的,下游管网一般有2种情况,第一种,调压设施供应的下游管网为一个独立的管网,这种情况比较简单,只需计算供应区域内各类用户近、远期用气量就能确定调压设施的供气需求;第二种、调压设施供应的下游管网是整个环网中的一部分,这种情况较为复杂,应根据供应区域用气量及整个管网的管径合理分配每个调压设施的供气量。
天然气站场的计量调压设计分析
天然气作为一种城市生产生活重要的能源,在进入用户终端前需要经过城市门站的调压、计量等功能操作。
要提高天然气管网运行的经济收益和能源利用效率,科学配置天然气门站的计量和调压系统极为关键。
分别从天然气门站计量、调压及流量控制方面提出了工艺设计要点。
标签:天然气计量;调压系统;流量控制
随着城市天然气需求的不断增长,天然气站场调压计量的稳定性和可靠性越来越受到人们的关注。
城市天然气供应的气源点通常要具备天然气过滤、调压、计量、安全切断、运行路和备用路自动切换等功能,而调压与计量系统是气源稳定、安全运行的关键,同时也是保证天然气管理部门经济效益的重要环节。
1 计量系统
天然气流量的计量是保证天然气供应管理的经济效益和流量输配稳定的关键,因此,科学地设计和配置天然气城市门站计量系统,尽量提高其准确性和可靠性是计量系统设计的关键。
在进站高压流量计之间设计对比流程,在两个并联流量计之间增加串联回路。
在流量计标定门站调压计量系统工艺流程时,将其中任一路的流量计临时更换为标准气体流量计,即可对另一路流量计进行标定。
此设计方案的优点是可使标准气体流量计和被检测的流量计均在相同的压力条件下运行;缺点是由于标准气体流量计的某一组仪表常数是在与之相应的操作条件不变的情况下测得的,在对串联的被检测流量计进行标定时,运行工况会因天然气门站对外供气而发生变化,因此需对标准气体流量计本身在不同压力条件下进行检定,以保证其仪表常数的准确性和有效性。
调压单元每一调压路均采用两台调压器串联连接而成。
监控调压器给定出口压力略高于工作调压器的出口压力,正常情况下,监控调压器的阀口全开,当工作调压器失灵,出口压力上升到监控调压器的出口压力设定值时,监控调压器投入运行。
当运行路发生事故,出口压力仍然上升,运行路上的超压切断阀发生作用,将运行路关断,备用路能自动运行供气。
运行路和备用路的工作调压器和监控调压器的出口压力应为不同的设置。
调压器出口压力的设定值按从大到小的顺序排列依次为:运行路监控调压器、运行路工作调压器、备用路监控调压器、备用路工作调压器。
调压器均采用故障开型,即当工作调压器出现故障时为开启状态,此时该调压器后压力上升,从而启动监控调压器。
2 调压流程方案的确定
调压和超压保护装置是保证计量调压站功能和安全性的重要系统。
目前输气管道常用的调压流程方案主要有5种:单台工作调节阀;单台工作调压阀+串联一个监控调压阀;单台工作调节阀+串联一个安全切断阀;工作监控调压阀+安全切断阀;工作调节阀+监控调压阀+安全切断阀。
单台工作调节阀方案流程简单,操作方便,量程比小,但需要运行人员随时调整,安全性较差,气量波动时
人员调整不及时将导致下游压力波动。
单台工作调压阀+串联一个监控调压阀方案是通过两个调压阀串联,分级调节和监控,实现对下游压力的监控;其安全性较好,流程简单,操作方便,但需要运行人员随时调整,两台调压器的压力设定要合理。
单台工作调节阀+串联一个安全切断阀和工作监控调压阀+安全切断阀这两种方案均采用了安全切断阀设置,安全性较高,能确保下游压力不超压,且占地和投资均不高。
正常情况下,安全切断阀和监控调压阀处于全开位置,由工作调节阀对下游压力进行控制。
当控制器接收到站控系统的信号,供气流量超过设定值时,控制器和工作调节阀则切换到流量控制状态,此时控制器输出控制信号,限制分输流量;当工作调节阀出现故障,无法控制下游压力时,监控调压阀开始工作,以维持下游压力的安全范围;若监控调压阀也出现故障,不能控制下游压力时,安全切断阀则自动切断气源,同时控制器开启备用回路,以保证下游管道和设备的安全。
3 压力流量控制系统
天然气在管道中运行流通,这种工况环境下,天然气的压力与流量之间存在着正比的对应关系:在供气条件一样的情况下,相同的管道中气流量越大,压力也越大。
在天然气站中的压力预留量控制不可能同时达到控制压力和流量,一般在实际的设计中会在不同的工况中来分别设定相应的参数进行控制。
天然气站场中常用的压力控制系统为串联监控,增加流量控制功能只是在调节阀程序控制上增加控制环节,因此一般压力流量控制系统包括:安全切断阀、监控调压器、调节阀、专用压力流量控制器、压力变送器、压力表及相关设备、大小头、管路附件等。
安全切断阀、监控调压器、调节阀为相互独立的设备,按照从上游至下游的顺序,串联在一起组成的安全、监控式控制系统。
压力流量控制系统为无人操作设计,采用以PLC(带PID调节模块)为基础组成独立的压力流量控制器,对站场出站压力、流量进行控制:
(1)当供气流量低于流量上限设定值时,安全切断阀和监控调压器处于全开位置,控制器和调节阀处于压力调节状态。
此时,控制器和调节阀的作用是控制对下游的供气压力在规定的范围内,即在允许的波动范围内、按照压力上限设定值对下游用户供气。
(2)当供气流量增加到接近或超过流量上限值时,安全截断阀和监控调压阀处于全开位置,控制器和调节阀处于流量控制状态。
控制器输出控制信号,减小调节阀开度,控制供气流量不超过流量上限值;此时,对下游供气压力将低于设定的压力值。
(3)在对下游供气压力低于压力上限值的情况下,如果供气流量出现波动,则控制器根据站控系统反馈的供气流量和压力参数输出控制信号,控制供气流量已设定的流量上限值、在允许的波动范围内稳定供气。
(4)当供气流量从设定的流量上限值减少时,压力流量控制系统增加调节阀开度以稳定供气流量;当供气流量继续减小,调节阀开度继续增加导致对下游供气压力达到设定的出口压力值后,压力流量控制系统进入上述:1)所述的压
力调节状态;当供气流量增加到接近或超过流量上限值时,压力流量控制系统进入上述2),3)所述的流量控制状态。
(5)当调节器出现故障导致供气压力超过压力上限值达到一定范围时,监控调压器自动(或由专用控制器启动)投入工作,以维持下游供气压力在一个安全、合理范围。
此时,系统处于自力式压力调节状态,不能控制供气流量。
(6)若调节阀出现故障后,监控调压器也出现故障,不能控制下游压力时,安全切断阀则自动(或由专用控制器/站控系统)切断该回路气源,并由站控系统开启备用回路,关闭故障回路,以确保连续供气及下游管道、设备和系统的安全。
4 结束语
在现代化的城市天然气输配系统中,调压与计量都是较为关键和复杂的设施,在其工艺设计中必须综合考虑各方面的影响,保证天然气在生产运行中可以灵活调配以实现不同的供气要求。
在天然气站场的计量调压工艺中,通过压力控制与流量调节相结合的控制逻辑,能够有效保证城市供气的安全稳定和调节性需求,对于保证沿线的天然气稳定供应并维持良好的经济收益起到了十分关键的作用。
因此,天然气站场的计量调压方案设计中,应充分考虑工艺配置和城市供求关系,以实现最优化的方案。
参考文献
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