丁昱

（中石油中亞天然氣管道有限公司，北京 100007）

調(diào)壓撬是集過濾、計量、加熱、調(diào)壓為一體的燃氣調(diào)壓計量設(shè)備，天然氣經(jīng)來氣管線引入本裝置，經(jīng)裝置中濾芯式過濾器除去天然氣中的5um以上的固體粉塵顆粒等雜志，經(jīng)氣體渦街流量計對來氣用氣量進行計量，流量計算由流量計算機完成并將用其總量上傳至站控系統(tǒng)。

流量計后設(shè)有電動球閥，可由站控系統(tǒng)將計量故障回路切換到備用回路。經(jīng)計量后的天然氣進入直接作用式電加熱系統(tǒng)，將天然氣升溫后進入壓力控制系統(tǒng)。

一級壓力控制系統(tǒng)由1臺安全切斷閥和2臺調(diào)壓閥串聯(lián)在一起組成，二級壓力控制系統(tǒng)由2臺安全切斷閥和1臺調(diào)壓閥串聯(lián)在一起組成。安全切斷閥、調(diào)壓閥為相互獨立的設(shè)備。正常情況下，安全切斷閥和監(jiān)控調(diào)壓閥處于全開位置，由工作調(diào)壓閥對下游壓力進行控制。當(dāng)工作調(diào)壓閥出現(xiàn)故障，無法控制下游壓力時，監(jiān)控調(diào)壓閥開始工作，以維持下游壓力的安全范圍。若監(jiān)控調(diào)壓閥也出現(xiàn)故障，不能控制下游壓力時，安全切斷閥則自動切斷氣源，以保證下游管道和設(shè)備的安全。

一般情況下，兩個供氣支路同時工作，同時在每個供氣支路均可獨立承擔(dān)整個系統(tǒng)的負荷進行配置，保證燃氣輪機供氣的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

調(diào)壓撬電加熱控制柜專為天然氣自用撬天然氣加熱設(shè)計，主回路由一個進線斷路器QF1、接觸器KM1和一個調(diào)功器RKZ3組成。控制回路包括繼電器xJx、PID溫度控制儀MAC50D以及報警指示燈xHx和報警蜂鳴器xH01組成。控制系統(tǒng)具有本地/停止/遠程的操作模式以及手動/自動操作模式，同時系統(tǒng)具有過熱、故障指示、過電流、防雷等保護功能。

控制參數(shù)分別設(shè)置為：法蘭報警溫度TE1：90℃；加熱芯高溫報警溫度TE3：80℃；加熱芯高高溫報警溫度TE2：150～195℃；加熱器出口溫度給定值TE4：10～20℃。在自動控制模式下，電加熱器是由一塊溫度控制儀TE4實現(xiàn)主控功能。在此控制模式下，主控溫度表TE4采集電加熱器出口溫度，如果采集到的電加熱器出口溫度低于設(shè)定的溫度，則經(jīng)過PID的計算輸出4～20mADC的信號并輸出給調(diào)功器，同時如果工藝管道內(nèi)有氣體流動，并且引起了流量開關(guān)動作，使流量開關(guān)輸出閉合節(jié)點信號，則調(diào)功器輸出需要的功率，對加熱器的輸出功率進行0～100%的平滑調(diào)節(jié)，如果溫出口溫度高于設(shè)定溫度或者流量開關(guān)沒有動作，則加熱器停止工作。

在手動控制模式下，則屏蔽了溫控儀TE4的輸出信號和流量開關(guān)的輸出信號，通過WR手動輸出旋鈕直接控制調(diào)功器進行功率的輸出控制加熱器的功率。

如果綜合報警存在，則無法啟動加熱器，只有當(dāng)報警狀態(tài)消失且經(jīng)過人工復(fù)位（旋轉(zhuǎn)SA5復(fù)位開關(guān)）后，電加熱器才能重新啟動。

在就地控制模式下（旋轉(zhuǎn)SA3就地和遠程控制按鈕），可以在控制柜上直接啟動和停止電加熱器。在遠程控制模式下，可以在SCADA系統(tǒng)中，通過HMI發(fā)送命令（啟動命令為保持信號）去啟動和停止電加熱器。在這兩種控制模式下，都可以通過控制柜的緊急停止開關(guān)SA4停止加熱器的工作。

加熱器的運行、停止、綜合報警狀態(tài)以及工作電壓和電流值可以從SCADA系統(tǒng)的HMI畫面上進行遠程監(jiān)控。遠程和就地的狀態(tài)就是控制是否給加熱器供工作電源，遠程就是在SCADA系統(tǒng)中給加熱器進行控制，就地就是在控制柜中進行啟動或停止按鈕控制；手動/自動是控制機柜中調(diào)功器的電流輸出的大小，在自動狀態(tài)時通過出口溫度經(jīng)過PID計算，輸出4～20mA DC控制調(diào)功器的輸出。在手動狀態(tài)下直接給出調(diào)功器的輸出，輸出值通過調(diào)節(jié)控制柜面板的旋鈕進行手動輸出。電加熱器設(shè)有法蘭溫度報警指示燈H3、高報溫度報警指示燈H4、高報溫度指示燈H5、流量指示開關(guān)燈H6，所有這些報警在線路中都為開關(guān)閉合報警，為常開觸點。

當(dāng)任何一個報警產(chǎn)生時，會有相應(yīng)的報警指示燈顯示。若消除此報警，無論是在就地或遠程控制模式下，都必須通過控制柜的復(fù)位開關(guān)進行復(fù)位操作。

復(fù)位開關(guān)是帶鑰匙的非自復(fù)位式開關(guān)，每次進行復(fù)位操作后必須人工旋轉(zhuǎn)鑰匙把開關(guān)恢復(fù)到工作狀態(tài)。復(fù)位開關(guān)在復(fù)位狀態(tài)會屏蔽系統(tǒng)的所有的保護功能，如果復(fù)位操作之后，沒有恢復(fù)到工作狀態(tài)，會導(dǎo)致電加熱器在無保護的狀態(tài)下工作，容易產(chǎn)生事故。

為了避免控制中發(fā)生事故。首先，電加熱控制柜內(nèi)超溫保護回路和報警回路應(yīng)分開設(shè)置。任何工作狀態(tài)下超溫保護回路不應(yīng)被屏蔽。其次，可以調(diào)整流量開關(guān)設(shè)定值至2～3m/s，適當(dāng)降低敏感度。并且在復(fù)位開關(guān)、急停按鈕等重要開關(guān)應(yīng)增加醒目的警示標(biāo)示。同時，為了進一步保障設(shè)備的安全性，將電加熱器芯的溫度信號上傳至站控系統(tǒng)并進行超溫報警。手動功能鎖定，正常情況下不允許操作。

[1]李明誠.石油與天然氣運移研究綜述[J].石油勘探與開發(fā)，2000（4）.

[2]Gas Transmission and Distribution Piping Systems,ASME B 31.8-2007.

[3]王志昌.輸氣管道工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[4]姚光鎮(zhèn).輸氣管道設(shè)計與管理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1991.