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论长输分输站二级及多级调压

2018-01-18秦涛

消费导刊 2017年8期
关键词:分输理想气体调压阀

秦涛

长输分输站最简单工艺分为5个区,分别是进站区、过滤区、计量区、调压区、出站区。主要功能为接上游分输站来气,经过1201#进站阀进站,进站后经过过滤分离器,滤除气体中的各种微小颗粒和悬浮物;经过滤后的天然气到达计量区后,流量计对天然气进行计量,然后到达调压区,通过安全截断阀、监控调压阀、工作调压阀构成的调压橇进行调压。经过过滤、计量、调压后的天然气分输给下游城市管网用户,供给工业、商业及居民日常用气。

往往冬季为用气高峰,场站瞬时分输流量会持续增加,难免会出现电加热器加热效果不佳的情况,或分输场站遭遇外电中断,在冬季外电中断条件下发电机难以保证分输撬电加热器正常运行;场站也有可能出现电加热器冬季停运检修的情况,而导致分输出站温度持续下降,当低于水露点时,会出现冰堵,导致停输。

为确保分输站不停输,保障冬季平稳输供气,结合以上工艺流程,可以通过改变工艺流程操做通过二级调压来实现不加热分输。如果二级调压不能满足要求,还可以通过多级调压完成分输任务。

一般长输长输管线设计压力为10MPa,冬季用气高峰时,长输管线压力可达到9MPa,城市管网压力一般为4MPa。

关闭进站1201#阀,气体进入长输分输站,先通过1201#阀旁通的截流截止阀1205#进行一级调压将9MPa调至6-7Pa,再由调压撬工作调压阀6104#进行二级调压将压力调至4Pa,分输至城市管网用户。

关闭进站1201#阀,过滤分离器入口管线2101#阀门,气体进入长输分输站,先通过1201#阀旁通的截流截止阀1205#进行一级调压将9MPa调至7MPa,再由过滤分离器入口管线2101#阀门旁通的截流截止阀2109#进行二级调压,由7MPa调至5.5MPa最后由调压撬工作调压阀6104#将压力.调至4Pa,分输至城市管网用户。

二级调压,多级调压原理为通过降低调压撬前的压力,而降低调压撬前后的压差,来提高分输出站温度,确保管线不形成水合物而造成管线“冰堵”(形成水合物有三个条件:a、天然气中含有足够的水分.b、一定的温度与压力即压力越高、温度越低越容易形成);c、气体处于脉动、紊流等激烈扰动之中,并有结晶中心存在)。

以上原理是通过理想气体状态方程得到结论;理想气体状态方程是描述理想气体在处于平衡态时,压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。其方程为pv=nRT,p是指理想气体的压力,V为理想气体的体积,n表示气体物质的量,而T则表示理想气体的热力学温度;R为理想气体常数,其值为8.3144J/(mol·K)。

假设调压撬前的压力为P1,温度为T1;调压撬调压后的压力为P2,分输出站温度为T2,由理想气体状态方程可得:

其中nR/v为常量不会变化,T1虽然随着外界环境的温度改变会变化,但外界环境温度一般相差不大可以忽略。所以调压撬前的压力为P1越大,则分输出站温度T2越小,越易出现冰堵,综上所述长输管线分输站可以通过二级及多级调压分输,来实现冬季不加热分输,虽然调压撬前通过旁通的截流截止阀调压后也会有节流温降(气体遇到压力突变引起温度急剧降低,甚至产生冰冻现象),但气体还可以与周围环境换热,且再到工作调压阀调压时压降也小,此时的温降肯定比一级调压的小。

除此之外,分输降压放空方式节省了放空量。

放空量=管容‘(初始压力*10/初始压缩因子-结束压力*10/结束压缩因子),根据《放空作业指导书》、《排污作业指导书》规定放空的结束压力为0.5-1 MPa,初始压缩因子和结束压缩因子)在0.9-1之间变化,变化量可忽略.所以关闭过滤分离器入口管线2101#阀门,气体通过2101#阀门旁通的截流截止阀2109#进行调压控制过滤分离器入口管线压力(初始压力),来计算放空量。

通过工藝流程的改变实现二级及多级调压,来达到水露点的指标(在最高操作压力下,水露点应比最低输送环境温度至少低5℃)。避免水露点超标造成分输调压节流冰堵。endprint

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