浅谈天然气发电厂燃气调压站设计
天然气站场的计量调压设计分析
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。
燃气轮机电厂天然气调压站研究
燃气轮机电厂天然气调压站研究摘要】天然气处理系统是燃气轮机电厂当中用于改善天然气品质的主要途径,天然气调压站就是目前燃气轮机电厂中运用的最为广泛的一种天然气处理系统,经过其处理后的天然气可以更好的符合燃气轮机的进气要求。
基于此,本文主要对燃气机对于气体燃料的要求以及燃气轮机电厂天然气调压站的功能进行了分析和探讨。
【关键字】燃气轮机电厂;天然气;调压站自从我国实行西气东输工程之后,使得我国的燃气机轮发电厂迎来了前所未有的发展机遇,在这样的背景下,涌现出了大量的以天然气为燃料的燃气轮机发电厂。
但是在这一过程中也存在着一定的问题,其中最为典型的问题就是由于各个燃气轮机电厂的来气条件、输气管的位置以及燃气轮机制造商的不同等,导致燃气轮机电厂的天然气处理系统在设计和配置上也存在较大的差异。
在这样的情况下,为了能够使得各燃气轮机电厂的所生产的天然气的压力和流量都能够符合燃气轮机各种工况下的运行要求,并能够顺利的输入燃气轮机机组,就必须采取天然气调压站对来自上游不同压力的天然气进行调压。
1、燃气轮机对于其他燃料的要求为了可以确保所有产地的天然气的物理性能、污染杂质、组分等都能够满足燃气轮机的要求,各个燃气轮机制造商共同商议,并对气体燃料的规范做出了相应的规定,具体如下:(1)天然气的供应压力及其压力波动[1]。
不同的燃气轮机的型号、燃烧系统的设计、压气机的压比和机组的特定现场条件对于天然气的供应压力都会有着不同的要求,因此,燃气轮机制造上必须要提供燃气供应压力和压力波动的最高值和最低值,同时还需要对天然气的瞬时最大压力的变化率进行明确的规定。
(2)天然气的过热度。
天然气的过热度主要是指燃气自身的温度和露点之间的温度差,目前所有的燃气轮机制造商都会对气体燃料的相关规范当中对气体燃料的过热度进行明确的规定,同时还会要求在气体当中不能够含有任何的液滴。
这主要是因为,一旦有液滴进入到燃烧室之后,就会是的燃料的喷嘴结焦,从而导致逆燃或者过早点火的现象,并且还会使得透平负载和火焰的温度产生较大的波动。
电厂天然气调压站设计说明书
电厂天然气调压站设计说明书当今的电力行业,天然气作为一种清洁、高效的燃料,得到了广泛应用。
然而,在电厂使用天然气作为燃料时,需要对其进行调压处理,以满足电厂的燃料需求。
因此,电厂天然气调压站成为一个不可缺少的组成部分。
本文将重点介绍电厂天然气调压站的设计说明书,以期对该领域的相关人员有所帮助。
一、设计目的本工程旨在建设一座能够满足电厂燃气需求的天然气调压站,以确保电厂的正常运营。
具体目的如下:1. 调节来自天然气管道的天然气压力,满足电厂的不同燃气需求。
2. 保证天然气调压站运行的安全性、稳定性以及经济性。
3. 为电厂提供可靠、高效的天然气供应服务。
二、设计内容天然气调压站的设计内容主要分为以下几个方面:1. 设计选址天然气调压站的选址是至关重要的。
通常情况下,应该考虑到天然气管道的接口位置,电厂的燃气需求量,调压站投资和运营成本等因素,来确定最佳的选址方案。
2. 设计参数根据电厂的具体燃气需求,设计合适的调压参数,包括入口天然气压力、出口调压后的天然气压力以及简化的调压过程。
3. 设计构架调压站的构架包括天然气管线、调压设备、过滤设备、仪表设备、保护装置等。
此外,还需要进行系统能耗计算、设计管线敷设方案等。
4. 安全设计针对调压站可能存在的事故隐患,应根据国家标准进行安全设计,包括安全防护、应急救援等。
5. 运行管理为了确保调压站的稳定运行,需要制定相应的管理制度和程序,包括设备维护、巡检、人员培训等。
三、设计特点本次天然气调压站设计的特点如下:1. 总体规划合理本次设计遵循“安全、稳定、高效、可靠”的原则,综合考虑了电厂的燃气需求、天然气管道的实际情况以及调压站的投资成本和运营成本,最终选址、定位和构架都较为合理。
2. 设备选型优良调压站选用的设备均为国内知名品牌,具有良好的性能和可靠的质量保障。
3. 运行管理严谨调压站采取了周密的运行管理制度和程序,确保了设备的稳定运行、安全保障和维护管理。
关于天然气站场计量调压设计的相关研究
关于天然气站场计量调压设计的相关研究【摘要】本文研究了天然气站场计量调压设计相关内容,主要包括计量调压设计概述、设计要求、优化、关键技术等方面。
通过对整个设计流程的详细介绍,提出了一套完整的设计方案,并探讨了设计过程中的关键技术和难点。
在总结了本文的研究成果,并展望了未来可能的研究方向。
本研究对提高天然气站场计量调压设计的效率、准确性和安全性具有一定的指导意义,有助于推动该领域的进一步发展和完善。
【关键词】天然气站场、计量、调压、设计、研究、优化、关键技术、成果、未来方向1. 引言1.1 研究背景随着天然气在能源结构中的重要地位日益凸显,天然气站场的建设也越来越受到关注。
天然气站场是天然气管道运输系统的重要组成部分,其设计与建设直接影响着天然气输送的安全、高效和可靠性。
在天然气站场设计中,计量和调压是其中的关键环节。
计量是指对天然气的准确测量,保证天然气的质量和数量符合要求。
调压是指通过适当的设备和控制手段,将天然气从高压输气管道中的高压降低到用户需要的低压。
天然气站场的计量调压设计对天然气输送的安全和稳定至关重要。
目前国内关于天然气站场计量调压设计的研究还比较有限。
对于天然气站场计量调压设计的概念、要求以及优化方法等方面还存在诸多问题和待解决的挑战。
开展这方面的研究对于提高天然气站场设计水平、保障国家能源安全具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的本研究的目的是对天然气站场计量调压设计进行深入研究,探讨其相关要求和优化方法,为提高天然气站场设计效率和质量提供参考。
具体目的包括:1.分析天然气站场计量调压设计的基本概念和原理,建立完善的设计框架。
2.总结天然气站场计量设计和调压设计的要求,明确设计中需要考虑的关键因素。
3.探讨天然气站场计量调压设计的优化方法,提出提高设计效率和确保安全性的技术方案。
通过研究目的的实现,可以为相关领域的设计人员和研究者提供指导,并为天然气站场计量调压设计的进一步研究提供理论支持。
浅谈城市燃气调压计量站的设计
浅谈城市燃气调压计量站的设计摘要:本文阐述了城市燃气调压计量站的重要性,对城市燃气调压设备的优化模型进行分析,做出城市燃气调压计量站优化设计,希望对我国城市燃气调压计量站发展有所帮助。
关键词:城市燃气调压;调压计量站;计量站设计城市燃气调压计量站可以进行计量燃气,通过系统原理的了解和设备型号的选择,设置合理的燃气调压方式。
城市燃气调压计量站已经成为现代必不可少的一部分,燃料在现代城市建设中具有重要作用,因此在设置中要关注燃气调压。
燃气是我国清洁能源之一,使用燃气有助于响应我国现代化城市建设的目标,助力我国现代化城市建设发展。
一、城市燃气调压计量站的重要性随着我国经济的不断发展和进步,对燃气的需求也随之越来越大。
燃气成为城市建设的重要部分之一,具有清洁的能源能够减少对城市的污染,助力国家低碳环保的口号,提高人们的生活品质。
现代化进程的不断改进,给人们的生活提供了极大的便利,城市建设中燃气虽然给人们提供了极大的便利,但是同时也会出现爆炸、毒性等危险,燃气具有易燃易爆的特点,因此需要城市燃气设计中要保证使用的安全性,满足人们的需求。
燃气使用一定要注意安全性,根据不同用户的需求,采用不同型号的天然气压力,根据不同用户的燃气使用用量的情况,选择不同型号的燃气调压器。
燃气输出输入模式较为复杂,组成系统部件繁多,在设计中设置调压计量站有助于系统的完善城市运输系统,可以通过输出系统的模式,满足逐年增加的工业用户模型。
城市燃气调压计量站面对城市燃气输送的压力,需要逐步满足客户的不同需求,设置调压计量设备的性能优化模型,创造出合适的燃气设备设计。
城市燃气调压设备优化中关注调压器,调压器是燃气运输系统的核心,设计中要注意燃气设备的转换,减少动能和压力之间的转化。
城市燃气调压设备优化尽量做到公平合理,根据相关技术指标的要求,签订合适的约定,执行行业管理的模式,进一步确定行业法规的约定,逐步实现科学论证和计量仪器设计。
计量仪器设计主要需要注意不同用户实际需要供气条件和用量需求,设置合理的供气计量的条件,燃气工艺流程设计中注意最大供气和最小供气压力的区分,设置运行的范围,根据客户的现实需求,检查设备的检修情况,考虑国内外的计算机和燃气调压设备的情况,选择智能输出模式,参照国内外的先进标准的规范,设置计量仪器的选用。
燃气调压站设计规范
调节燃气压力:燃 气调压站可以对进 入管道的燃气进行 压力调节,确保燃 气压力符合用户需 求。
保障燃气安全:燃 气调压站可以对燃 气进行过滤、除尘 和稳压等处理,确 保燃气质量和安全。
保障燃气供应稳定 :燃气调压站可以 控制燃气的流量和 压力,确保燃气供 应的稳定性和可靠 性。
降低运营成本:燃 气调压站可以实现 对燃气的统一管理 和调度,降低运营 成本。
考虑控制设备 的可扩展性和 可维护性,以 满足未来调压 站规模扩大或 工艺改进的需
求。
调试目的:确保控制系统正常 运行,满足设计要求
调试内容:对控制系统的各项 功能进行测试和验证
验收标准:符合设计规范,性 能稳定可靠
验收流程:按照规定的程序进 行验收,确保质量与安全
Part Nine
燃气调压站应设 置安全阀,确保 设备安全运行
交通组织:合理规划厂区内道路、 出入口等交通设施,确保运输顺畅、 安全。
添加标题
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添加标题
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平面布局:根据调压站规模和功能 需求,合理规划各功能区域,如工 艺设备区、辅助设施区、行政管理 区等。
消防与安全:按照相关规范要求, 合理布置消防设施和安全设施,确 保人员和设备安全。
燃气调压站与周边重要建构筑物间距应符合规范要求。 燃气调压站与周边建构筑物间距应考虑地下管线的安全。 燃气调压站与周边建构筑物间距应考虑消防安全。 燃气调压站与周边建构筑物间距应考虑环境保护要求。
根据调压站规 模和工艺要求, 选择合适的控 制设备,如可 编程逻辑控制 器(PLC)、 分布式控制系 统(DCS)等。
根据控制系统 的复杂程度和 可靠性要求, 配置相应的输 入输出模块、 通讯接口等硬
件设备。
试谈燃气电厂天然气调压站配置
试谈燃气电厂天然气调压站配置引言:随着燃气轮机技术不断的发展及日益严峻的环境问题。
燃气轮机联合循环发电机组以投资少、污染少、周期短的优势得到了迅速的发展。
本文结合国内外燃气电厂的实例应用,对天然气调压站内各模块的配置及功能进行分析,为类似项目提供参考。
一、燃气轮机的用气要求:天然气对燃气轮机的影响因素主要有4个:1.天然气的品质。
以GE公司9E级燃气为例,要求天然气甲烷含量>85%,惰性气体总含量<15%(N2 Ar CO2)。
固体杂质含量为30PPMWT,不允许包含5μm以上的固体颗粒,不允许包含液体杂质。
2.天然气的过热度。
天然气输送到燃烧系统的喷嘴时不能含有液体状态的成分。
适宜的过热度将保证进入燃机的天然气不含任何液体。
3.天然气的压力为了保证燃气轮机的正常工作,气体燃料的供给压力必须超过燃料喷嘴最大的压降和为使控制阀喉部保持音速的气体燃料控制阀的最小压降。
4.天然气的热值为了确保在各种工况的运行模式中燃料喷嘴压比保持稳定,特制定了Wobber指数的变化范围,通常要求不超过±5%。
为了满足燃气上述用气要求,故在天然气进入燃机前设置天然气调压站,从而使天然气满足燃机用气要求。
二.天然气调压站的配置及功能1.天然气调压站的作用天然气调压站的作用是通过与输气管道连接,将天然气经过调压、稳压后,达到燃机的用气要求。
天然气调压站通常由入口模块、粗分离模块、精过滤模块、计量模块、加热模块、调压模块、排污模块、放散模块组成。
模块中的单体设备通过管道连接,实现模块功能。
各模块以单独撬块的形式进行集成,便于运输,同时减少了现场安装的工作量。
模块与模块之间通过管道与法兰连接组成天然气调压站系统。
1.1 入口模块入口模块配置有绝缘接头和火警关断阀。
绝缘接头可实现调压站与上游输气管道的静电绝缘;火警关断阀在发生燃气泄漏,工厂起火或其它紧急事件时切断气源,保证安全。
1.2 粗分离模块粗分离模块配置了全场容量的粗分离器以及仪表、阀门等。
浅析天然气分输站与燃气调压站设计
科 学 论 坛
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浅析 天然气 分输站 与燃气调压站设计
安 丹
( 浙江城建煤气热 电设计院有限公司 浙江 3 1 0 0 分输站设计
1 . 树立场 站建设标 准化设计 的理念 实行场站 标准化 的主要 目的是 :根据 天然气 长输管 道行业标 准 与规范 ,结合 公司近年来在生产运行中积累的成 功经验 ,以场站为单 位 制定详 细的标 准 ,统一现有场站的生产 运行体 系风格 ,并对 以后新 建 场站 提出建设 标准。由于不同分 输站的输 气量 、输气压 力、用户特 点 等各不 相同 ,各场 站的工 艺流程也 有差异 , 公 司从硬件 基础设施 、 软件管理 两方 面制定相 应标 准。其 中,硬件基础设施 主要 涉及 场站总 体 布局 的相对统 一性 ,建筑 物外 观风格的一致性 , 设备 、管道涂 色的 规范性 , 设备选 型的互 补性 。通过标 准化 的实施 , 不仅场 站的总体布 局 、建筑 风格趋 于一致 ,而且各站工 艺流程 、设备选 型、各项管 理制 度也更趋协调一致 ,更重要 的是对新建场站提出 了设计标准。 2 . 提高输气能力与扩充新用户 的可发展性 汇 管预 留口。汇管 的主要作 用是汇集 和分配天 然气 ,通 常为满 足下游用户 的发展需求 ,新增 的供气计量支路需从 汇上开 口接 出。但 汇管属压力容器 ,新开孔 ,不仅会 降低其承载能力 ,而且还 因为 开孔 造成结构不连续 ,在开孔边会产生应力集 中。 自控 系统 的冗 余 。场 站电缆通 常采用直 埋敷设 方式 ,但 当进行 扩建或增设新 的计量支路时 ,就会造成控制室至工艺 区之 间地坪 的大 面积开挖 。同时 ,在施工过程 中也容易造成原有 电缆损伤 。如果考虑 其冗余 陛,在现场增加 防爆分线箱 ,从值班室到现场分线箱之 间敷设 多芯电缆 ( 包括 电源和信号 ),则在系统扩容时可节约大量投资 ,并 避免大 面积地坪 开挖 。此外 ,远程测控 终端 (R T U)系统 的槽 架 、 接线端子 、电源等也应考虑足够的冗余。 3 . 保证计量系统的准确性和公正性 首先 ,计量支 路的温度 变送器及 其传感 器部位应避 免 阳光 直射 金属的热传导性及蓄热性非常大 ,尤其是夏季阳光直射时 ,金属表面 温度远远高于环境温度 。根据测试和统计结果 ,气量越小 ,温度变送 器所测温度偏离实际气体温度越大 ,一般都在5 — 1 0  ̄ ( 2 左右 ( 最大可达 到 2 0 ~ 3 0 ℃ ),这样将造 成计量偏低 2 %左右 ,使供 气方承受一 定的 计量损 失。为 了解决这一问题 ,建议在设计时考虑为参与贸易结算的 温度变送器及 其传感 器部位采 取遮 阳措施 。 第 二 ,R T U 设计 及选型时应充分 考虑其 时钟 的准确性 因为系统 时钟直 接参与 贸易计量结 算 ,时钟 的失准会 造成 瞬时 流量计算 特别 是累积流量计 算的失准。如果是 自动结算 系统 ,每天上 午8 点 自动停 止上个工作 日的累积 ,开始下个 工作 日的累积 。若 系统 时钟每 日 偏快 1 O 秒钟 ,那么6 0 天后的结气 时间就会 提前到上午7 点, 势必造成 上下 游之间的矛盾 。这是 因为有 自动结算 系统 才显现 出系统 时钟误差 ,在许多R T U 系统及流量积算仪 中都存在这个 问题 ,只是 因 为人工抄 数而未显现而 已。所 以,在R T U 系统及流量积算仪 的设计 、 招标及选 型时 :系统 时钟 的精度 问题不容忽视 。 4 . 关键部位采取双 阀密封 的必要性 防止 倒输 ( 压气站 ) 。场站气流倒输 易产生在加压 站阀前 阀后 压差较大 的阀门处 。富县压气 站是 为提高靖 西一线输气能力 ,满足冬 季高峰供气而建设 的。通过对压缩机组工艺气计量 系统 的排查 ,基本 排 除了计量系统存在 问题 的可 能,进 而将焦点锁定在工艺管线 内漏 的 检查与分析 。 排污 漏失 。排 污单 阀已不能满 足 日常尤 其是冬 季高峰期 的工艺 操作要求 。排污外 阀采用硬密封带软密封结构 的节流截止 阀,避免 了 介质对密封面 的直接冲刷 ,减小了脏污介质对密封性能的影响。 5 . 充分考虑检修的安全 陛和方便性 设置 越站旁通 的主要作 用是站 内检修或 事故工况 下不 中断向下 游的供气 。分输站应设置两种越站管线 :主干线 的越站和下游用户的 越站。主干线 的越站管线上应选择关 闭性较严的球 阀,控制或切断输 气干线的天然气流 。下游用户 的越站管线上应加装双阀 ,分别起关断 和调节作用 ,通过调整起调节作用的 阀门开度 ,尽可能满足下游的供 气压力 、流量要求 ,并且便于增设新增用户的旁通 。清洗排污坑 。收
燃机电厂天然气调压站配置探讨
某一 固定的燃料系统, 为了保证稳定燃烧 , 热值的取 值 只能在某 一范 围内 。
2 天然 气 调压 站 的 作 用
目前 , 内燃气 轮 机 电厂 的天 然气 来 源 主要有 国 两种 : 种 为 液 化 天 然 气 ( N ) 气 源 主要 来 自国 一 LG ,
验, 对天然气调压站的系统设备配置作 了分析探讨 , 对设备提 出了经济合理地配置的建议 。
关 键 词: 燃气轮机 ; 天然气 ; 调压站 ; 加热器 ; 配置 文献标识码 : B 文章编号 :09 2 8 (0r o 一O0 —0 1 — 8920 )3 06 4 0 7
中图分 类号 :M 1.1 T 6 13
T =Th d( h h 。+ } d l 为烃 的露点 温度 )
收稿 日期 :1 7 50 改稿 日期 :17 5 1 20. .8 3 0 20 —0 —2 3
对 于来 自国外 的 L G气 源 , N 液化 天然 气 首先 经
海上船运至 L G接收站 , N 在接收站 内经过气化 , 然 后通过天然气管道送到各个电厂。在每个 电厂供气
近 年来燃气 轮机联合 循环机 组 以其 整体循环 效 率高、 价低、 造 污染 小 、 占地 少 、 设 周期 短 、 建 运行灵 活、 适合 调峰等 优点在 我 国得 到迅速发展 , 特别是在 沿海珠 三角 以及 长三 角 地 区 , 多 大型 燃气 轮 机联 许
T=
+
D
( 为水汽 的露 点温 度)
合理优化配置天然气调压站的系统设备 , 在保证系
统设备稳 定 和安全 可靠 运 行 的前 提 下 , 以提高 机 可
引起颗粒阻塞燃料喷嘴; () 3应控制天然气的压力波动 , 使其稳定燃烧 ;
天然气调压站建筑安全设计的探讨
设置形式
调压装置入口燃气压力级制
建筑物外墙面
重要公共建筑、一类高层民用建筑
铁路(中心线)
城镇道路
公共电力变配电柜
地上单独建筑
高压(A)
18.0
30.0
25.0
5.0
6.0
高压(B)
13.0
25.0
20.0
4.0
6.0
次高压(A)
9.0
18.0
3.4调压站的安全防火间距设计
安全防火间距的确定,主要是基于满足火灾扑救需要、防止火灾向邻近建筑蔓延扩大、节约用地的综合考虑结果。
由于调压站具有易燃、易爆的特点,其建设与城市安全及土地利用密切相关。安全防火间距在调压站总平面设计中至关重要,直接决定着调压站及其周边建筑和环境的安全,也关系到土地使用的合理性,调压站总平面设计的原则是:密切结合总规、分规、控规和详规等各规划阶段成果的同时,还要考虑近期建设和远期发展及改、扩建问题,力求近期紧凑,远期满足。
3.3调压站的生产类别和耐火等级
天然气的主要成分是甲烷,比空气轻,是一种易燃易爆气体。当空气中含5%-15%浓度的天然气时,遇火就会爆炸。
根据《建规》表3.1.1生产的火灾危险分类及其条文说明5条,判定调压站为甲类厂房。
《建规》表3.3.1厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积,明确调压站的耐火等级为二级。虽然《建规》的第3.3.5条规定:建筑面积小于300m2的独立甲、乙类单层厂房,可采用三级耐火等级的建筑;但是《燃规》的第6.6.12条规定:地上调压站的建筑物耐火等级不低于二级。因此,调压站不论建筑面积大小,设计时都应按照耐火等级为二级考虑。
天然气调压站施工方案设计
天然气调压站施工方案设计天然气调压站是指将输送来的高压天然气通过调压装置降低到适用于城市、工业和民用的低压天然气,并通过管道输送到用户处。
天然气调压站的施工方案设计是确保调压站正常运行的关键环节,下面就天然气调压站施工方案设计进行详细介绍。
首先,天然气调压站的施工方案设计应包括对选址的合理规划。
选址应尽量远离人口密集区和易燃易爆物品储存场所,以确保安全。
同时,选址还应考虑到天然气输送管道的连接,以方便天然气输送和分配。
其次,施工方案设计应依据天然气需求量和压力参数,确定天然气调压站的规模。
规模大小应能够满足供气区域的需求,同时考虑到未来的扩展需求。
第三,施工方案设计应明确调压装置的选择和布置。
调压装置的选择应考虑到调压范围、调压稳定性和可靠性等因素,以确保调压装置能够满足天然气需求并保持稳定运行。
调压装置的布置应保证安全、便于维护和管理。
第四,施工方案设计应包括对调压站设备的选型和布置。
设备的选型应考虑到设备的性能、工作效率和可靠性,以确保调压站的正常运行。
设备的布置应合理分配,便于操作和维护。
第五,施工方案设计应包括对调压站的建筑物的设计。
调压站建筑物的设计应满足相关安全规范和防火要求,同时考虑到工作人员的工作环境和舒适度。
第六,施工方案设计应包括对调压站的管道敷设和连接的设计。
管道敷设的设计应考虑到施工的工艺要求和管道的安全使用,以确保管道的连贯性和正常运行。
第七,施工方案设计应包括对调压站的自动控制系统和安全保护装置的设计。
自动控制系统和安全保护装置的设计应满足调压站运行的要求,并具备可靠性和稳定性。
最后,在施工方案设计时还应考虑到环保和节能的因素。
调压站施工方案的设计应采取节能的措施,包括减少能源浪费和减少环境污染等。
综上所述,天然气调压站施工方案设计是确保调压站正常运行的关键环节。
合理规划选址、确定规模、选择合适的调压装置和设备、设计建筑物、管道敷设和连接、设计自动控制系统和安全保护装置、考虑环保和节能等因素,将有助于保证调压站的安全、稳定和高效运行。
城市天然气厂站中调压计量系统的设计分析
城市天然气厂站中调压计量系统的设计分析城市天然气厂站是将从天然气管道中运输的高压天然气进行调压处理,并进行计量的关键设备。
调压计量系统的设计是保障天然气输送安全和计量准确的重要环节。
本文将从系统设计的角度进行分析,包括系统组成、设计原则和技术难点等方面。
一、系统组成调压计量系统一般由天然气调压装置、计量装置、自动化控制系统和安全保护系统等组成。
1.天然气调压装置:主要包括调压器、过滤器、安全阀等。
调压装置能够将高压天然气调整为合适的压力,以满足用户需求。
2.计量装置:包括计量仪表和计量管道。
计量仪表可以实时监测天然气的流量和压力等参数,并将数据传输至自动化控制系统进行处理。
计量管道则承担着天然气流向整个厂站的分配和计量传输的功能。
3.自动化控制系统:主要包括远程监控、数据采集和控制功能。
自动化控制系统能够监测和控制调压计量过程中的各项参数,并实现对整个系统的远程控制,提高调压计量的稳定性和安全性。
4.安全保护系统:主要包括泄漏监测、防爆装置和报警系统等。
安全保护系统能够监测压力、温度和流量等参数,一旦出现异常情况,及时发出警报并采取必要的措施。
二、设计原则调压计量系统的设计遵循以下原则:1.安全性原则:系统设计应考虑压力、温度和流量等参数的安全范围,并配置相应的安全保护装置,以确保天然气输送过程中的安全性。
2.准确性原则:系统设计应保证计量仪表的准确性,确保天然气的计量结果满足法律法规的要求,并对系统进行定期的校准和验证。
3.稳定性原则:系统设计应考虑调压计量过程中的压力波动、流量变化等因素,确保系统的稳定性。
4.可靠性原则:系统设计应提高设备的可靠性,进行多重冗余设计,以防止单点故障对系统的影响,并设立相应的维护和保养机制。
三、技术难点设计调压计量系统时,面临以下技术难点:1.压力稳定性问题:天然气压力的稳定性对于调压计量系统至关重要。
如何通过调整调压装置的参数和优化管道布局,提高厂站内天然气的压力稳定性,是设计需要解决的难题。
浅谈燃气调压站的设计
3 . 1阀 门
阀 门的作用是在调压器 、过滤器发生事故检修时 ,切断燃 气 。调压站进 口及 出 口处必须设置阀门。在调压站 1 0 m之外 的 进 、出口管道上也应设置 阀门,此 阀门是常开 的 ( 但必须 随时 可 以关断 ) ,以便当调压站发生故 障时 , 不必靠近调压站 即可关 闭 阀门 ,避免事故蔓 延和扩大 。
常采用法兰连接 。 过滤器前后应设 置压差计 , 目的是判断过滤器的堵塞情况。 在 正 常工 作 情况 下 ,燃气 通 过 过滤 器 的压力 损 失 不得 超 过 1 0 k P a ,压力损失过大时应拆下清洗。 3 . 3 安全装置 安全装置 的作用是 当调压器 中薄膜破裂关 闭不严或调节 系 统失灵 时 ,放散泄压 ,避免系统超压 ,保证用户及公共设施安 全 。因此调压站必须设置安全 阀。 安全 阀可 以分为安全切断阀和安全放散 阀。 安全切断 阀的作用是 当出口压力超过允许值时 自动切 断燃 气通路 的阀门。安全切 断阀通 常安装在箱式调压装置 、专 用调 压站和采用调压器并联装置的区域 调压站 中。 安全放散 阀是 当出口压力 出现异常但 尚没有超过允许范 围 前 即开始工作 ,把足 够数 量的燃气放散 到大气中 ,使 出 口压力 恢复到规定 的允许范 围内 。 安全放散 阀分为水封式 、重块式 、弹簧式等形式 。
1 . 3按 调 解 压 力 范 围分 类 ( 1 ) 高 中压调压站
( 2) 高低压调压站 ( 3)中低压调压站 ( 4) 低低压调压站 二 、调压站的选 址 调压站应尽量避开城市繁荣地段及 主要道路 、密集 的居 民 楼 、重要建筑物及公共运动场所 ,距 明火或散发火花 的地 点不
燃气调压站的设计
型号 孔 板 流 量 腰 轮 流 涡 轮 流 涡 街 流 超 声 波 流 热 能 流 参数 M3/H 量程比 1:3 1:50 2 不敏感 1:50 1 不敏感 1:10 2 敏感 1:100 2 敏感 1:100 5 敏感 实验室精度% 2 流 速 分 布 影 敏感 响 流 量 计 前 直 10~30 倍 无 管段要求 响 介质湿度影 大 响 运行成本 价格 高 中 中 中 中 中 中 中 低 高 中 高 小 小 小 小 小 管径 中 介质温度影 大 2~5 倍 10~30 倍 10~30 倍管 10~30 倍 管径 小 管径 小 径 小 管径 大 计 量计 ≤6500 量计 ≤2500 量计 ≤2500 量计 ≤20000 量计 ≤10000 最 大 流 量 ≤100000
DN 10
F 43 10 74mm 0.785 n 0.785 1
其中 n 为安全阀的个数
2.5 流量计选型及计算:参考燃气设计手册 P119
①、流量计的种类 天然气的计量是天然气贯彻的重要任务, 天然气流量大, 价格较高, 合理地 选择高质量的流量计,并进行准确的流量计量,是流量计选择的重要问题。 对于流量大,压力高的燃气流量计,常用的有速度流量计和差压流量计两 类。速度流量计的代表为涡轮流量计,差压流量计的代表为孔板流量计,常用的 流量计的比较如下:
P 压力降(Pa)
k 单位折算系数;
气流膨胀系数取决于流体的性质,可根据截面比值 m 选取。 绝热系数 K 及气体 p p 值查 P121 图 4-8 即可。 取 m=0.3, P / P 0.1P 0.045 , P =20.25KPa。
查得 K=1.31, =0.985。 由 P120 表 4-2,求得 =0.647。 其气体密度,
燃气调压站设计有关问题的探讨
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。
燃机电厂天然气调压站配置探讨
燃机电厂天然气调压站配置探讨第20卷第3期2007年9月《燃气轮机技术》GAS【瓜B]ETECHN0L0GYV0l_2ONo.3Sept,,2O07燃机电厂天然气调压站配置探讨吕小兰(广东省电力设计研究院,广州510600)摘要:天然气用于燃气轮机发电在我国越来越多,但燃气轮机对天然气的压力,温度等都有一定的要求.天然气调压站是天然气的主要处理系统,直接影响到燃气轮机的安全稳定运行.根据已投产燃气轮机的运行经验,对天然气调压站的系统设备配置作了分析探讨,对设备提出了经济合理地配置的建议.关键词:燃气轮机;天然气;调压站;加热器;配置中图分类号:TM611.31文献标识码:B文章编号:1009—2889(200r7)o3一O006—04 近年来燃气轮机联合循环机组以其整体循环效率高,造价低,污染小,占地少,建设周期短,运行灵活,适合调峰等优点在我国得到迅速发展,特别是在沿海珠三角以及长三角地区,许多大型燃气轮机联合循环电厂已经建成投产,还有相当部分正在规划和建设中.天然气调压站是燃气轮机联合循环电厂的重要组成部分之一,它是天然气的主要处理系统,直接影响到燃气轮机联合循环机组的运行可靠性和经济性.根据已运行机组的实际情况及经验,新建机组合理优化配置天然气调压站的系统设备,在保证系统设备稳定和安全可靠运行的前提下,可以提高机组运行的经济性,降低造价,减少能耗.本文根据已运行燃气轮机的实际情况,对天然气调压站的系统设备配置进行了分析探讨.l燃气轮机对天然气的要求天然气作为燃气轮机的气源,需要满足燃气轮机运行的要求,燃气轮机对天然气的要求主要有以下几方面:(1)应控制天然气的温度,以满足过热要求,避免结露,同时要满足燃气轮机天然气入口温度的要求.根据文献[1],天然气要求的最低温度为和中的较大值,其计算公式如下:Th=T.h+d}l(dh为烃的露点温度)T=+(为水汽的露点温度)DDT.h=2.33()一2.8Dsm=5?l5()一7式中:为高出碳氢化合物露点的温度(oF);P脚为燃机燃料控制系统前天然气的压力(psia);为高出水汽露点的温度(.F).(2)应控制天然气中的粉尘,杂质含量,否则会引起颗粒阻塞燃料喷嘴;(3)应控制天然气的压力波动,使其稳定燃烧;(4)应保证天然气的热值,对于不同的燃料系统,可使用的燃气热值取值范围是不同的.故对于某一固定的燃料系统,为了保证稳定燃烧,热值的取值只能在某一范围内.2天然气调压站的作用目前,国内燃气轮机电厂的天然气来源主要有两种:一种为液化天然气(LNG),气源主要来自国外;一种为国内气源,主要通过西气东输管线接入电厂.对于来自国外的LNG气源,液化天然气首先经海上船运至LNG接收站,在接收站内经过气化,然后通过天然气管道送到各个电厂.在每个电厂供气收稿日期:21307.05.08改稿日期:21307—05—21作者简介:吕小兰(1975一),毕业于浙江大学工程热物理专业,工学硕士,现就职于广东省电力设计研究院机务部,任热能动力工程师,从事电力工程热机专业设计.第3期燃机电厂天然气调压站配置探讨7方均设置供气末站,将较高压力的天然气进行减压,然后送人电厂设置的天然气调压站.对于国内的气源,天然气从输气干线上接出的一条支线进入分输站,在分输站进行调压后再送入电厂设置的天然气调压站.天然气调压站是燃气轮机电厂对天然气的主要处理系统,其主要作用如下:(1)降压,稳压,将上游供气末站提供的压力较高的天然气降至下游燃气轮机所需要的压力和流量,并达到稳定的状态;(2)清除天然气中的杂质;(3)保护下游管道和燃烧设备,在发生故障时不会让上游高压的天然气危害到下游的设备及管道. 3天然气调压站优化配置探讨天然气调压站一般包括天然气入口切断,过滤,计量,加热,压力调节,天然气分配,放空,排污,安全监测,电气,仪表控制,数据通信等装置.天然气调压站通常配置的工艺单元示意图见图1:图1调压站通常配置工艺单元示意图3.1入口单元人口单元主要包含绝缘接头和紧急切断阀.在天然气调压站的人口处,首先接人绝缘接头,实现输气管线与天然气调压站系统电绝缘.绝缘接头后装设紧急切断阀(ESD),ESD阀采用气动装置,驱动气源可以采用仪用压缩空气,也可以采用天然气. ESD阀通过电磁阀实现远程控制,在发生天然气泄漏,电厂起火或其他紧急事件时迅速切断气源,保证电厂的安全.3.2计量单元ESD阀后为计量单元,一般采用超声波流量计.计量单元的作用是与上游供气商的天然气流量数据进行准确性校对.流量计设有一个旁路,在流量计进行标定时开启.3.3粗分离单元主要用于清除天然气中的大颗粒及游离液滴,保护后续设备,并考虑在电厂初期运行阶段,受施工等多种因素影响导致管道内部存留杂质等污物需要清除.主要设备为旋风分离器,分离出来的污物沉落到过滤器的底部,天然气从顶部引出.维修时可采用球阀旁路短期供气.调压站一般采用整体撬装式,站内设备及阀门在现场一般都是采用法兰连接,在施工中不会有太多污物.根据天然气的品质特性分析,若含杂质量少,如液化天然气,调压站配置中可以不设置粗分离单元.3.4加热单元天然气在降压时温度相应下降,为了保证供气温度满足燃气轮机运行以及不腐蚀管道和设备的要求,需要对天然气进行加热.天然气可以通过以下三种方式加热:(1)水浴炉加热器水浴炉是集热水锅炉和换热器为一体的设备,由炉本体及燃烧器等组成.它利用除盐水为中间热质传热,吸收火筒中燃烧天然气产生的热量,传递给盘管内的天然气,达到加热天然气的目的.不同型号的燃气轮机需要的天然气压力一般在2.0~3.5MPa左右,而水浴炉燃烧器需要的天然气压力一般在0.2MPa左右,因此还需要配置一套天然气减压单元以满足水浴炉的需求.由于天然气降压幅度大,当天然气温度过低时,无法达到水浴炉燃烧的要求,还需要配置一台电加热器,使天然气温度达到点燃水浴炉和稳定燃烧所需的温度. 水浴炉加热燃用天然气,运行成本高且系统复杂,投资成本也高.目前广东有几个液化天然气电厂配置了水浴炉加热器.(2)电加热器利用电能直接加热天然气,加热方式简单,但电耗很高.启动锅炉用的天然气调压站可以配置电加热器,只是短时间使用.由于天然气调压站属于防爆区域,电加热器需要选用防爆型的,造价也比较高.(3)管壳式换热器以燃气轮机系统中产生的过热水或蒸汽为热源,通过管壳式换热器对天然气加热,这种换热方式运行可靠,系统配置简单,造价低,运行经济.但对于距离主厂房区较远的天然气调压站,就需要铺设较长的管道,需要综合考虑其可靠性和经济性.新建机组应考虑调压站人口天然气的实际特性,在主机设备订货前合理设置天然气加热器的位置和型式.不同的燃气轮机供应商,系统设备配置及要求也不同.对于燃气轮机供应商不配供天然气加热器的,要详细分析供气点的天然气参数.若调压幅度较小,温降不大,离天然气结露点还远,就可8燃气轮机技术第20卷以不考虑在调压站区域设置加热器,选择在主厂房区设置管式热水换热器.需要与余热锅炉及凝汽器供货商配合进行热力平衡,从余热锅炉的省煤器抽取热水加热天然气来满足燃气轮机的进气要求,换热器的出水直接回到凝汽器.在机组刚启动时可以配置一台电加热器加热天然气.这种设计配置可以减少投资,减少运行成本,达到整个机组节能降耗的目的.广东某(LNG)燃气一蒸汽联合循环电厂采用GE公司提供的PG9351FA型燃气轮机.此工程合同里供气末站交付点天然气的压力为3.8~4.4MPa,温度为一l9~38℃;燃气轮机的燃气模块人口所需的压力为3.o4~3.45MPa,温度为185℃.GE公司在主厂房区域配套提供了天然气前置模块,其中设置有机组启动用电加热器以及机组正常运行用性能加热器.性能加热器是热水管式换热器,热水来自余热锅炉的中压省煤器.由于天然气调压站降压幅度小,温降相应也小,此工程燃气轮机用的调压站未设置任何型式的加热器.即使在冬季最寒冷的天气,调压站人口的天然气温度在一5℃左右,远高于合同里规定的供气点最低温度.调压站未设置加热单元,系统和控制简单,占地少,既节省了投资,也节省了运行费用.3.5分离/过滤单元该单元为精过滤单元,过滤器可根据实际情况设置两用一备或一用一备.过滤装置的型式应能清除天然气中的固体颗粒,灰尘和雾状液滴,以保证燃机系统,管道系统及设备的正常运行.同时,过滤段和分离段分别配置有连锁控制的自动排污阀和高低液位开关,将沉积于过滤段底部及分离段底部的固体颗粒及液滴等杂质自动经排污总管排人凝淅液收集罐;为保证可靠排放,还配置有手动排污阀.每台过滤装置的进出口均安装手动隔断球阀,两阀之间设置放散点.燃气人口端手动隔断球阀设置有开启缓注用的旁路,旁路含一个手动球阀,一个手动截止阀.在燃气轮机正常满负荷运行时,若上游供气出现事故导致调压站人口单元的紧急切断阀(ESD阀) 突然关闭,燃气轮机要被迫停机.但燃气轮机从满负荷到安全停机需要一定的时间,那么天然气管道以及调压站系统需要存有足够的天然气来保证机组安全停机.因此在考虑天然气管道能够储存天然气量的前提下,过滤器储罐容量的设计要考虑到事故时燃气轮机从满负荷到安全停机所需要的天然气量,即过滤器也要作为事故时机组安全停机所需的天然气储罐.3.6调压单元调压单元有多种配置方式,每台燃气轮机可以配置一用一备的调压支路,或两台燃气轮机共配置三路调压支路,两台机组共用一条备用支路的形式. 每条调压支路通常串连配置有进出口手动隔离球阀,监控调压器,工作调压器,安全切断阀.正常工况下,工作调压器调节天然气调压站出口压力,当工作调压器故障时,监控调压器自动投入运行;如果监控调压器也发生故障,监控调压器为事故常关配置, 该调压支路关闭;如果下游压力非正常继续上升至放散阀设定压力,放散阀启动;如果压力继续上升达到切断阀设定压力时,切断阀启动保证系统安全. 监控调压器与工作调压器之间配备了压力表,监视工作调压器的工作状态,正常工况下,监控调压器全开,工作调压器调节压力,此时压力表显示数值为上游进口压力,如果工作调压器失效,监控调压器工作,此时压力表显示压力下降,以便运行人员及时发现工作调压器失效并及时维修.调压阀的型式有自力式和浮动给定值式两种,自力式调压阀的压力反馈信号是在调压阀出口,即保证调压阀出口压力为定值;浮动给定值式是指压力反馈信号来自燃机前,保证燃机前的压力是定值. 燃气轮机负荷不同时所需天然气压力也不同.从调压阀出口到燃气模块人口,天然气经过管道,设备的压降也随着天然气流量不同而变化.调压阀型式的选择必须满足在机组任何负荷下,天然气供应到燃机人口的压力必须满足燃气轮机的压力要求. 调压阀选型时,要根据不同的燃气轮机要求以及现场布置条件,综合考虑选择调压阀的型式.如果燃气轮机给定的人口天然气压力范围较大,可以配置自力式调压阀,其初投资低些.如果电厂的调压站距离主厂房区域远且天然气前置模块的压降大,自力式调节阀在燃气轮机低负荷时不能满足燃气轮机的进气压力要求,调压阀可以选择浮动给定值式,精确地控制燃气轮机前的压力稳定,这种型式的调节阀初投资略高些.3.7其它除上述单元之外,调压站还包括天然气的集中放散单元以及天然气凝淅液收集单元等.天然气的集中放散单元主要是排放设备和管道中渗漏和残留第3期燃机电厂天然气调压站配置探讨9的天然气,确保整个调压站系统的安全.天然气凝淅液收集单元主要收集过滤器分离的凝淅液,凝淅液中有碳氢化合物等,属于易燃易爆的物质,需要收集在储罐中,定期进行安全处理.4结论在燃气轮机电厂中,天然气调压站系统是非常重要的系统,它直接关系到机组的安全稳定运行.调压站选型设计时,在保证机组安全,稳定运行的前提下,结合燃料的实际特性,并与燃气轮机,余热锅炉,凝汽器等供货商配合,优化调压站系统的配置, 降低投资,提高机组运行的经济性,达到最大程度的节能降耗.(1)调压站粗分离单元根据天然气的品质特性分析,判断是否有必要设置.(2)调压站加热单元a.当调压站距离主厂房区域很近时,加热器选型建议不选择水浴炉,而是考虑热水管式加热器.设计选型时与主设备厂家沟通配合,余热锅炉设计考虑给加热器提供热水,凝汽器考虑设计接收加热器的出水.b.当调压站距离主厂房区域相对较远时,根据调压站人口天然气的实际参数以及燃气轮机天然气人口参数的要求判断,若降压幅度不大,天然气经降压后温度不会达到结露的温度,天然气对调压站及管道等不会造成腐蚀,建议在调压站区域不设置加热器而是设置在主厂房区域.同样,加热器选用热水管式加热器,以节约投资及运行费用,提高机组整体循环效率.(3)调压站分离/过滤单元调压站分离/过滤罐的容量设计需要考虑事故时燃气轮机从满负荷到安全停机所需要的天然气耗量.(4)调压站调压单元调压支路的配置方式以及调压阀型式的选用,具体根据主设备需求,机组可靠性要求以及现场布置条件等综合考虑确定.参考文献:[1]葛莺鏖.燃气轮机对天然气燃料的特性要求和杂质限制[J].燃气轮机发电技术,20o4,6<2).[2]焦树建.燃气一蒸汽联合循环[M】.北京:机械工业出版社,2O0O.[3]黎国强,张洪波.液化天然气调压站优化设计思路[J].燃气轮机发电技术,2OO6,8. Discussionofconfigurationonnaturalgaspressurereducing stationingasturbineplantLtiXiao—lan(GuangdongElectricPowerDesignInstitute,Guangzhou510600,China)Abstract:NaturalgasisusedongasturbineinmoreandmoreChinesepowerplants,andnatural gasmustmeetthegasturbinerequirements,suchaspressureandtemperature.Thepressurereducingstationisamainfuelgasconditioning system,thatimpactsgasturbine'Ssafeandsta-bleoperationdirectly.Accordingtooperatingexperienceofsomegasturbinesunits,systemc onfigurationonnaRll~tlgaspressurereducingstation isanalyzedanddiscussedinthispaper,andsomeadviceisOvenonsystemeconoinicconfigur ation.Keywords:gasturbine;naturalgas;pressurereducingstation;heater;configuration。
天然气站场的计量调压设计探析
输气站场作为管输天然气的重要节点,通常需具备过滤、计量、调压、清管、放空、管路安全截断与备用管路切换等功能,而其中的计量、调压系统的设置是保障站场安全性、经济性与气源稳定输送供应下游用气市场的关键。
因此,合理、安全可靠的天然气站场计量、调压系统设计非常重要。
一、天然气站场计量系统分析准确、高效的天然气计量能直观反映天然气供应的经济效益,同时保证流量合理输配。
天然气站场的计量系统通常由上、下游汇气管(需要时)和几条并联的计量管路组成,每路流量计量管路主要由上、下游截断球阀、流量计、直管段、整流器(需要时)、压力表、压力变送器、温度计、温度变送器以及流量计算机等组成。
此外,压力平衡阀、放空阀、排污阀等也是计量管路中需要的组件。
计量系统还涉及流量计在线检定或校准系统、在线气相色谱分析仪、计量系统的数据传输等,这些装置系统需根据站场功能定位,视情况进行设置。
计量管路的上游截断阀可选用手动球阀,下游截断阀选用电动球阀,远程控制开关进行管路切换。
目前,在天然气贸易交接计量系统中最常用的是涡轮流量计、超声波流量计。
流量计的选型与相应管路设计应注意以下几点:1.气体涡轮流量计(1)涡轮流量计的口径宜在DN100及以下选择。
(2)涡轮流量计计量管路的设计流速为12 m/s~13 m/s,其分界流量应不大于最大流量的20%。
(3)涡轮流量计应能在1.2Qmax流量下至少运行30分钟不损坏,且不影响其性能。
(4)涡轮流量计上游应设10D的直管段(不包括整流器的长度),下游设5D的直管段(D为直管段管径)。
2.超声波流量计(1)超声波流量计的口径宜在DN100~DN400之间选择。
(2)超声波流量计计量管路的设计流速为20 m/s~22 m/s,其分界流量应不大于最大流量的10%,流速超25m/s时报警。
(3)超声波流量计上游应至少设30D的直管段(不包括整流器的长度),下游至少设5D的直管段。
当超声波流量计用于双向计量时,上下游直管段均应为30D(D为直管段管径)。
燃气发电厂天然气调压站系统配置及优化
燃气发电厂天然气调压站系统配置及优化摘要:天然气调压站系统是燃机电厂稳定运行的重要保障,能够持续提供稳定的符合燃气轮机流量、压力、温度要求的天然气。
本文主要阐述了燃气发电厂天然气调压站系统的各重要配置模块、功能分析及优化建议,为今后调压站系统的配置与安全稳定运行提供了借鉴。
关键词:天然气调压站;配置及功能分析;优化建议目前我国天然气管网已初步形成,气源种类较为丰富包括油田气,煤制气,进口气及LNG。
由于1年中天然气管网压力周期性变化,因此在厂区内需设调压站,以确保天然气压力及温度满足燃气轮机的进气要求。
1.燃气轮机对燃料技术参数的要求1.1成分除去惰性气体的含量后,天然气成分中甲烷的含量控制在 80~98 mol.%范围内。
甲烷成分会对燃烧器火焰位置和燃烧特性产生影响。
天然气中惰性气体(氮气、二氧化碳)其含量不能超过 4 mol.%。
当惰性气体含量超高的时候会产生燃烧压力波动,影响机组的安全稳定运行。
1.2发热量通常情况下,一旦指定某种气体燃料,其GI(燃气指数)值变化不应该超过±5%,且变化速度不能超过5%每分钟。
1.3压力要求在燃机正常启动、带负荷运行和甩负荷时,燃气压力波动范围应限制在±0.14Mpa,变化速度不超过0.08MPa/s。
1.4燃气中的可凝结液体气体燃料输送到燃烧系统的喷嘴时不能含有液体状态的成分,这就要求达到最高饱和温度的气液混合燃料至少有11℃的过热度。
天然气中液态碳氢化合物通常在分离器中分离或采用加热方式去除。
1.5燃气中固体颗粒天然气中的固体颗粒很容易使燃气喷嘴受到侵蚀、结垢和堵塞。
为此,我们应将燃烧系统中的固体颗粒限制在 30ppmwt 以下,直径最大为5μm。
2.天然气调压站配置及功能分析典型的天然气调压站包括:入口紧急切断模块、粗分离模块、计量模块、过滤器模块、加热模块、调压模块、凝析液收集装置、放散装置及控制系统等。
天然气调压站的主要配置及分析如下:2.1入口紧急切断模块入口紧急切断模块主要设备包括绝缘接头和紧急切断阀。
燃机电厂天然气调压站优化分析
燃机电厂天然气调压站优化分析摘要:燃气轮机发电厂的燃气变电站是提高燃气质量,使其符合燃气轮机进口规定的关键解决方案的系统软件。
它与中下游发电机组和机械设备的安全稳定运行直接相关。
基于上下游天然气质量特征和站点布局标准,进行天然气变电站系统软件的有效而可靠的设计,可以提高发电机组运行的合理性,降低工程成本,降低能耗。
关键词:燃机;电厂;天然气;调压站;优化燃机电厂天然气变电站的关键工作包括燃气通道断开,测量验证,粗略分离,分离/过滤,加热,工作压力调节,天然气分配,排放,污水处理,在线检查,安全检查和电气控制系统,仪表板控制,数据通讯等。
考虑到安全性,节省工程投资,有利于竣工投运后的运行维护,可以有效地改善变电站的系统设置和方案设计,并可以充分合理地应用,以取得最佳效果。
一、入口单元优化通道模块的关键机械设备包括紧急切断阀和绝缘接头。
入口配有绝缘接头,以完成变电站与上游和下游天然气管道之间的绝缘,以确保通道的安全。
绝缘接头后面装有紧急切断阀(ESD)。
紧急切断阀,通常选择无效的切断执行器驱动器的闸阀。
驱动器的气动阀是仪表板天然气,根据继电器完成远程操作,并产生天然气。
在发生许多泄漏、火灾或其他紧急情况时,可以通过本地或远程控制快速断开气动阀,以确保发电厂的安全。
二、计量单元优化天然气经过通道模块后进入测量验证模块进行测量验证,便于与上、下游天然气分配器进行贸易测量验证的验证。
对于工作站中的所有天然气,均根据超声波流量计进行校准,配有总流量计算机。
总流量计算机根据标准条件下的温度和工作压力进行校准,天然气压力可以由总流量确定,电子计算机的显示屏及时显示。
该模块还配备了在线色谱分析仪,以完成对蒸气质量的在线监控,并与蒸汽流量计和总流量电子计算机配合,完成热值计算。
通过蒸汽流量计建立了一个旁路,当校准蒸汽流量计时,旁路打开。
三、粗分离单元优化粗分离单元的关键作用是消除天然气中的大固体颗粒和分散的液体,以及在运营初期,由于工程建设等各种因素的破坏而残留在管道中的残留物和其他废物。
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过入 口调节 阀、旁路调 节 阀及增 压机 入 口的导叶调整来保 证出 口压 力,也可 以通过改变主 电机的运转 频率来实现 。压缩机采 用高压防 爆型 电动机驱动 。压缩机、增速机及 电动机布置在同一刚性铠装底座 上,润滑油站等辅机布置在与压缩机组具有相对位差的位置上 ,润滑 油事故停车高位油箱布置在机组回转轴线上方6 米处。由于被压缩 的气 体为有毒、易燃、易爆流体 ,在正常运行期间,压缩机轴密封应保证 该气体不泄漏至大气中;应将其从压缩机可靠安全地排 出。同时保证 压缩后 的气体不受油污染,压缩机轴端采用干气密封系统 。为控制出 口天然气温度,压缩机组还需配置防喘振回流气体冷却器。 出 口单元设置一 台紧急切断阀用于紧急状况 下切断单 台燃气轮机 的供气 ,设置主要放散 阀用于维护时迅速放散下游设备和管线 中的燃 气 。出 口段设置有压力变送器 、温度变送 器,用 于将调压站的出 口压 力温度信号传送 ̄ } J I D C S 中。 调压站还配套氮气置换系统、天然气漏气检测系统及火灾报警系 统 等辅 助 系 统确 保 调 压 站安 全 可靠 运 行 。 2 . 调压站至燃机的出 口管道 设计 调压站 出口至燃气轮机 前的管道 需要有一定的缓冲容积,其 口径 取值大小及管道长度可按如下公式计算。 以配套9 F A 燃机为例, 出口管道设计计算如下: 需 预 留 的 直 管 长 度 (按 调 压 后 DN 2 5 0管 道 计 算 ) : 6/ ( 3 . 1 4 . 0 . 1 2 5 2 ) 1 2 2 m ,即调压站到燃机的管道为D N 2 5 0 , 长度推荐为1 2 2 米 以上 。 3 . 调压 路的集 气管设计 为保证调压路切换 时的燃气供应充足,需要在调压路 前设置足够 容量的集气管 ,集气管的流通截面积 需大于上游进气管流通截面积与 下游通往调压路 的出 口管流通截面积 的和 。以2 台9 F A 燃机 系统,上游 管道按照D N 3 0 0 , 下游管道按照D N 2 5 0 考虑,集气管设计举例如下: 上游截面积3 . 1 4 x( 3 0 0 x 3 0 0 ) / 4 = 7 0 6 5 0 m m 2 下游截面积 ( 3 . 1 4 x ( 2 5 0 x 2 5 0 ) / 4 )x 4 = 1 9 6 2 5 0 m2 ( 两台燃气轮机 同 时切 换 共有 4 条 调压 支 路) 总截 面 积 之和 7 0 6 5 O + l 9 6 2 5 O = 2 6 6 9 o 0 m m 2 则需要 的集气管流通面积不能低于2 6 6 9 0 0 m m 2  ̄ , J l 计算 出的管道直 径不能小于5 8 3 . 0 6 m m ,因此集气管直径取D N 6 O O m m 。 4 . 主放散阀选型计算 主放散 阀及其管道 口径 ,有的按照主管路截面积 的三分之一来设 计 ,其实这种方式比较笼统 。笔者建议主放散阀的通流能力应大于调 压站流量 的2 0 % . 我们在江苏某一燃机电厂调压站计算如下:
科 字 技 术
浅 谈天 然气发 电厂燃气调 压站设计
黎 以健
( 上 海燃 气工 程 设计 研 究有 限公 司 苏州 分公 司 ,江 苏 苏州 2 1 5 0 0 0 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘 要 :本文阐述 了燃机电厂天然气调压站的系统设计原理、组成、参数选择,说明了系统主放散回路及调压站至燃机入 口管道的设计要点,给 出了 密封及 保压 试验 、管道 吹 扫及 系统 调 试定 值 方法 ,对 燃机 电厂 的天 然气 调压 站设 计及 应 用有 良好 的借 鉴作 用 。
关键 词 :天 然 气发 电厂 ;燃 气调 压 站 ;设 计 / A b s t r a c t :T h i s p a p e r d e s c r i b e s t h e
1天然气调压站技术原理 天燃气发 电厂调压站 的功能是提供持续、稳定的符合轮机流量、 压 力、温度 等要 求的天然气 ;如有火灾等情况发生 ,调压站能够迅速 切 断 ;在 燃气轮机 甩负荷和 跳机时 ,调压站必 须能够及 时响应 。同 时,调压站 有足够 的放散及缓冲措施 ,以削弱 由于燃机用气流量骤变 而对 调压站造成冲击 ;调压支路之间进行切换时,应避免有 大的压 力 波动 。 入 口单元主要 由绝缘接头、火警切断阀门、温度传 感器 、压力传 感器等组成 。绝缘接头主要是避免埋地输气管道的电化学腐蚀对调压 站 的影响 ,火警紧急切断 阀为气动操作 ,可以瞬间切断供气 , 目的为 实现火灾时紧急切断,该 阀门动作时 间一般 小于1 秒。 过滤分离单元,笔者推荐采 用多管微 旋流过滤分 离器对天然气进 行净化处理 。该设备分两级:第一级 由许多小管径的微旋子组成 ,用 于去 除较大 的颗粒 ,微旋子的数量根据实际的气流量和 允许 的压力 降 决 定 。第 一 级 安 装 在 设 备 的 下 部 , 首 先 通 过双 进 口 回转 通 道 进 入 微 旋 子组件 ,颗粒 由于离心力的作用克服气流的阻力向壁面运动 ,达到壁 面附近后 ,由于边界层 内较小的湍流,颗 粒会沿着壁面进入排污管排 除 ;能9 9 . 5 % 分离掉大于l O g 的固体 或液体微粒 。第二级 由多根滤芯组 成过滤系统 。滤芯采用透气均匀、过滤精度高 、运行 阻力低的聚酯纤 维构成。经过初步分离的较清洁的燃气在 自身压力 的作用下进入上部 的滤芯组件 ,剩余的微小颗粒及 液滴通过滤芯得到精过滤 。该设备过 滤系统可以1 0 0 % 地过滤掉3 u以上的微粒 、9 9 . 5 % 地过滤掉0 . 5 - 3 的微
调压 站 流量 的2 0 % :2 2 7 8 m 3 / h x 2 o %= 4 5 5 . 6 m 3 / h @3 . 6 M P a .