韓 鵬

（山西藍(lán)焰煤層氣集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

1 天然氣典型處理系統(tǒng)減壓站

如果天然氣上游來(lái)氣的壓力可以滿足用戶需要的壓力時(shí)，系統(tǒng)一般會(huì)選取減壓站。根據(jù)設(shè)備功能的差異將減壓站內(nèi)部組成分為各個(gè)不同的功能模塊。根據(jù)模塊的功能可分為調(diào)壓模塊、粗分離模塊、經(jīng)過(guò)濾模塊、計(jì)量模塊、切斷模塊、加熱模塊、放散裝置和控制系統(tǒng)等[1]。

2 各模塊相關(guān)配置

2.1 緊急入口切斷功能模塊

緊急入口切斷功能模塊配置包括緊急性切斷閥及絕緣式接頭，緊急性切斷閥一般由氣動(dòng)和氣液的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及被驅(qū)動(dòng)球閥構(gòu)成。如果場(chǎng)站出現(xiàn)天然氣大量泄漏或是火災(zāi)等其他危害時(shí)，可以將氣源快迅切斷，確保系統(tǒng)及其之后設(shè)備的安全。故此，工藝標(biāo)準(zhǔn)要求緊急入口切斷閥一定要保證具備快速斷切功能；當(dāng)執(zhí)行的機(jī)構(gòu)完成復(fù)位后切斷閥處于安全狀態(tài)。緊急入口切斷裝置實(shí)物圖如圖1 所示。

圖1 緊急入口切斷裝置

為達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)，一般采取單作用機(jī)構(gòu)執(zhí)行，而且復(fù)位的形式采用的是氣開及彈簧關(guān)，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制是由驅(qū)動(dòng)力較強(qiáng)的彈簧來(lái)完成切斷閥緊急切斷；在執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有氣源的控制時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速切斷氣源的是被彈簧驅(qū)動(dòng)的球閥。緊急斷切閥關(guān)閉的時(shí)間是根據(jù)球閥所具有的口徑來(lái)確定，要求一般不超過(guò)5～8 s，特殊時(shí)不能超過(guò)3 s，甚至是1 s。切斷緊急閥在具備以上基礎(chǔ)后，還需具備可靠又合理的回路控制。正常情況下，要確保執(zhí)行的機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)正常且始終保持開啟的狀態(tài)，一般選用具有兩個(gè)電磁閥解決裝置辦法[2-3]。

該模塊配置了絕緣式接頭，可以實(shí)現(xiàn)減壓站和輸氣通道之間電氣的絕緣作用，用來(lái)避免減壓站所屬的各模塊和設(shè)備接地以及上游相關(guān)聯(lián)的輸氣通道接地之間出現(xiàn)的短路。

2.2 計(jì)量相關(guān)模塊

計(jì)量設(shè)備模塊大都安裝于粗分離設(shè)備模塊后面，以便進(jìn)行上游燃?xì)獾馁Q(mào)易校對(duì)及結(jié)算。流量計(jì)通常采取渦輪及超聲波測(cè)量計(jì)，流量測(cè)量計(jì)精度不能低于0.5 級(jí)。計(jì)量設(shè)備模塊的主路配置流量計(jì)，其旁路安裝隔離式球閥。這是應(yīng)用比較廣泛的一種配置，在流量計(jì)的標(biāo)定階段燃?xì)饨?jīng)由旁路，對(duì)后續(xù)燃?xì)庑枨蠹右员Ｕ稀Ａ髁坑?jì)如圖2 所示。

圖2 流量計(jì)

一般在系統(tǒng)減壓站上游都安裝供氣用戶的計(jì)量型設(shè)備，燃?xì)庀到y(tǒng)減壓站內(nèi)設(shè)置的計(jì)量流量計(jì)基本是用于對(duì)比或核對(duì)上游燃?xì)饨Y(jié)算，因此選擇一般性配置就能達(dá)到計(jì)量基本要求；特殊情況下，如果是流量計(jì)出現(xiàn)故障或進(jìn)行日常維護(hù)時(shí)，需要與上游貿(mào)易燃?xì)饨Y(jié)算對(duì)比及校對(duì)，把常規(guī)旁路配置也更改成同主路相同的配置，構(gòu)成雙路計(jì)量[4]。

2.3 過(guò)濾相關(guān)模塊

過(guò)濾設(shè)備模塊最普遍配置為：一備一用式兩段過(guò)濾器兩臺(tái)，也有使用一備兩用三臺(tái)型式配置，以及所有過(guò)濾器的前后連接管道安裝隔斷式球閥，如下頁(yè)圖3 所示。

圖3 過(guò)濾裝置

過(guò)濾器的作用分為兩個(gè)階段，第一階段為分離段，用來(lái)分離部分粉塵顆粒和液氣；第二段為過(guò)濾段，使用過(guò)濾器去除剩余的粉塵顆粒和液氣。過(guò)濾段結(jié)構(gòu)基本上選取凝聚式，基本原理為當(dāng)燃?xì)馔高^(guò)凝聚式過(guò)濾芯排出時(shí)，在濾芯的表面液氣不斷積累變大形成小液滴，在自身重力的作用下滑落至積液區(qū)，然后排出；燃?xì)饨?jīng)由濾芯后通過(guò)設(shè)備出口排出。在經(jīng)由兩段過(guò)濾分離之后，將已清潔的燃?xì)廨斔徒o后續(xù)設(shè)備。

2.4 調(diào)壓裝置

調(diào)壓裝置中，控制壓力裝置配置可分為母管配置和單元配置兩種，這兩種的區(qū)別在于調(diào)壓備用支路的分配：母管配置為多套設(shè)備配有一個(gè)或者多個(gè)備用支路調(diào)壓，而單元配置為每個(gè)設(shè)備配有一備一用支路調(diào)壓，圖4 為調(diào)壓裝置。

圖4 調(diào)壓裝置

不論哪一種配置在支路調(diào)壓都配置有出口球閥隔斷閥、工作過(guò)程調(diào)壓器、監(jiān)控過(guò)程調(diào)壓器、切斷安全閥、進(jìn)口球閥隔斷閥。為了使設(shè)備能夠適應(yīng)天然氣流量、壓力快速反應(yīng)的需要，通常調(diào)壓器選擇為自力的方式。為使操作人員能夠?qū)崟r(shí)了解支路調(diào)壓狀態(tài)，將每條支路調(diào)壓的切斷安全閥位置信號(hào)傳送于系統(tǒng)控制中。另外驅(qū)動(dòng)調(diào)壓器的氣路工作情況與環(huán)境溫度關(guān)系密切，因此，須在管路中加裝伴熱、保溫、預(yù)熱裝置。

2.5 燃?xì)鈾z測(cè)泄漏

在管道和設(shè)備有可能出現(xiàn)燃?xì)庑孤┑貐^(qū)，必須設(shè)計(jì)、安裝監(jiān)測(cè)燃?xì)鉂舛忍筋^，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃?xì)庹靖鱾€(gè)部位是否存在泄漏燃?xì)獾陌踩珕?wèn)題。

3 系統(tǒng)的控制

每座燃?xì)鉁p壓裝置都設(shè)計(jì)有相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)控制，安裝于安全區(qū)內(nèi)控制室里。系統(tǒng)控制裝置應(yīng)用了集中控制與監(jiān)測(cè)并行方式，程序控制器PLC 實(shí)現(xiàn)控制、檢測(cè)、通信工作，系統(tǒng)控制能夠達(dá)到對(duì)減壓站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，操作人員在控制室里就能實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)鉁p壓各工藝運(yùn)程的監(jiān)測(cè)、控制，其中包括有設(shè)備開啟、設(shè)備停止控制，開關(guān)閥門的操作，顯示設(shè)備開啟、停止工作狀態(tài)，顯示閥門開啟、關(guān)閉的狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制切換與重要參數(shù)、工藝的顯示、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備保護(hù)性的連鎖。

系統(tǒng)控制中配有模擬輸出/輸入模塊、數(shù)字輸出/輸入模塊、通信模塊、PLC 可編程序控制器等，設(shè)計(jì)IO 點(diǎn)數(shù)預(yù)留量為20%，擴(kuò)展槽預(yù)留15%，可方便今后功能擴(kuò)展。

所有現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接于防爆箱，將信號(hào)經(jīng)防爆措施后傳送于控制室里，監(jiān)控信息經(jīng)過(guò)PLC 送入DCS，由DCS 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。信號(hào)控制由線和DCS 進(jìn)行連接，從而保證減壓站能夠可靠、安全的運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

減壓裝置是燃?xì)廨斔?、處理系統(tǒng)中的重要部分，燃?xì)鉁p壓必須達(dá)到最佳工藝配置，一定要確?？刂频目煽堪踩?，只有這樣才能較好地發(fā)揮系統(tǒng)功能，滿足系統(tǒng)工藝的需要。