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某天然气长输管道输气站工艺流程改造探讨


某天然气长输管道输气站工艺流程改造探讨 摘要:本文中改造的输气站原设计为清管站,根据最新的用气市场变化,增 加规模为 0.5 亿方/年的分输流程。 本次改造中的分输流程搬移自同一项目另一分 输清管站, 搬移后的流程改为“先计量后调压”, 并在计量前增加水套炉加热流程。 关键词:流程改造;加热;计量;调压 一.前言 本次改造站场原设计为清管站,已建成并投入运行;本次工艺流程改造根据 最新的用气市场变化,增加规模为 0.5 亿方/年的分输流程。 搬移站分输流程为“先调压后计量”,尚未投入使用,根据其他站场分输流程 运行情况,由于调压前后的温差大,涡轮流量计处的操作温度较低,流量计容易 损坏,且影响计量精度。因此,本次改造中,搬移后的流程改为“先计量后调压”。 另外为防止下游管线发生冰堵、冻胀等危害,本次改造中,分输流程中需增 加加热系统。 二.改造流程的设置 本次站场需改造的分输流程包括过滤分离流程、计量流程、调压流程和加热 流程。原已建搬移站分输流程如下: 本文主要针对计量、调压及加热流程设置的顺序进行探讨分析: 本站分输用户用气需求温度不低于 5℃,根据 HYSYS 软件计算分析,进站 天然气温度在 27℃及以下时, 调压后的温度将低于 5℃,此种工况下加热系统需 一直运行。长输管道埋深处地温最高约为 20 ℃,即进站天然气最高温度约为 20℃。因此,本次改造需增设加热流程,且加热流程需一直运行。 根据站场材料等级表,主流程管线设计压力为 10MPa,设计温度为-20℃~ 70℃,根据 HYSYS 软件计算分析,当进站温度低于 6℃时,调压后温度将低于 -20℃,管材不能满足低温工况。因此,调压流程必须设置在加热流程之后。 1 流程设置: 流程 1、分输流程为加热后先调压后计量 流程 2、分输流程为加热后先计量后调压 流程 3、分输流程为计量后先加热后调压 2 流程探讨分析: (1)流程 1 流程 1 对原分输流程改动最小,安装过程中对材料的浪费最少;但加热流程 不设备用时存在较大风险:天然气进站温度较低时,若加热流程发生故障,导致 短时间内调压后的温度最低可能降到-28℃,对下游的计量系统造成较大损害且 影响计量的精度。 但流量计放于调压之后, 由于调压后的压力波动问题往往容易造成调压后的 流速不稳定,很容易导致流量计计量不准确,也会影响流量计的使用寿命。 (2)流程 2 根据行业经验, 天然气流量计属于精密仪表, 价格昂贵, 若流量计口径增大, 相应的投资增加十分明显;而一般调压流程中,因压降较大,调压后管径都会增 大,这也是目前天然气计量中“先计量后调压”流程占据主流的重要原因。 流程 2 与流程 1 相比, 不存在低温对流量计叶片造成损害的风险,也不会因 压力波动导致计量不准确,但存在调压后温度低于设计压力的风险。 (3)流程 3 流程 3 对原分输流程的改动最大,改造安装中需增加汇气管等相关材料。同 时, 与流程 2 相比, 流程 3 流量计的工作温度范围较大, 苛刻工况下为 0℃~20℃。 (4)结论 综合以上分析,原“先调压后计量”流程调整为“先计量后调压”,并在计量前 增设加热流程。 (5)建议 考虑到加热流程可能发生故障, 导致短时间内调压后的温度降到管线的最低 设计温度之下,下游可能发生冰堵、冻胀等危害,并对下游管线造成一定损害, 建议加热流程设置备用。 三.加热方式的选择 常用的天然气加热设备包括水套炉、真空炉、热媒炉及电加热器等。上述加 热设备特点如下: 1)水套炉是将天然气加热盘管置于水浴中,将盘管中的天然气直接加热

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