石化廠調(diào)壓系統(tǒng)運營問題分析

李 冉，薛 壯

（新地能源工程技術(shù)有限公司燃?xì)饧夹g(shù)分公司，河北 廊坊 065001）

石化廠調(diào)壓系統(tǒng)運營問題分析

李 冉，薛 壯

（新地能源工程技術(shù)有限公司燃?xì)饧夹g(shù)分公司，河北 廊坊 065001）

文章通過對石化廠鍋爐在使用過程中出現(xiàn)的問題進行分析，從而得出解決方法。對出現(xiàn)的問題進行反思，可以促進今后工作的改進，杜絕類似問題的再次出現(xiàn)。

鍋爐；調(diào)壓器；燃?xì)庠O(shè)備

石化廠項目是重點項目，該廠計劃設(shè)置3臺鍋爐，其中1、2號為已建鍋爐，兩臺均為130 t蒸汽鍋爐，這兩臺鍋爐正常使用時為一開一備，天然氣管道系統(tǒng)建成投入運行半年多，但進入7月頻頻出現(xiàn)問題，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

（1）當(dāng)用氣設(shè)備負(fù)荷變化劇烈時（實際負(fù)荷從8 000 Nm3/h變化到3 000 Nm3/h，負(fù)荷調(diào)整時間過程約1 min），調(diào)壓器出口壓力從0.3 MPa躍升至0.5 MPa，一級調(diào)壓器自動切斷，但一級調(diào)壓器出口設(shè)置的安全放散閥沒有起跳（安全放散閥規(guī)格DN65－PN1.6 MPa，啟動壓力設(shè)定0.33 MPa）；調(diào)壓器型號：春暉 CHTG－200－1.6 MPa，間接作用式調(diào)壓器，設(shè)計流量14 400 Nm3/h（按原用戶提供一臺鍋爐負(fù)荷正常是6 000 Nm3/h，最大負(fù)荷12 000 Nm3/h選型），進口壓力0.4～0.75 MPa，出口壓力設(shè)定為0.3 MPa；調(diào)壓器出口管徑從DN200變徑到DN250（流量計）再變徑到DN400（長度約48 m），至鍋爐穩(wěn)壓閥組前恢復(fù)到DN150口徑。

（2）過濾器流通能力有限，過濾精度不夠，造成約0.1 MPa壓力損失，過濾網(wǎng)幾次出現(xiàn)脫落，調(diào)壓器內(nèi)出現(xiàn)沙、焊渣等雜物，導(dǎo)致調(diào)壓器閥口關(guān)閉不嚴(yán)。過濾器為天信儀表廠家提供產(chǎn)品，規(guī)格為GYQ－250 A（Y型過濾器）。

（3）法蘭蝶閥D341X－16 DN250密封面均有損壞，無法正常關(guān)閉，出現(xiàn)內(nèi)漏。

1 問題原因分析

（1）設(shè)備突然從高負(fù)荷轉(zhuǎn)到低負(fù)荷，管道壓力增高，說明一級調(diào)壓器反應(yīng)滯后，設(shè)備負(fù)荷已經(jīng)降低，但調(diào)壓器由于反應(yīng)動作時間滯后，仍然按照高負(fù)荷狀態(tài)調(diào)壓進氣，造成一級調(diào)壓后管道系統(tǒng)短時間內(nèi)進入的氣體憋壓，超過一級調(diào)壓器超壓設(shè)定上限，而此時安全放散閥又未起到放散降壓作用，故引起一級調(diào)壓器超壓切斷。

（2）安全放散閥未動作說明放散閥未調(diào)校合格，設(shè)此放散閥的目的就是當(dāng)管系超壓時先放散降低管系壓力，以保障用戶正常用氣，當(dāng)放散后仍無法解決升壓問題時，調(diào)壓器才切斷動作。

（3）過濾器口徑雖然符合設(shè)計要求，但其過流能力未達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求，造成阻力大、過濾網(wǎng)強度不夠，同時由于上游次高壓管線系統(tǒng)未認(rèn)真做吹掃工作，雜質(zhì)多使得過濾器工作條件惡化，無法滿足過濾精度要求。

（4）設(shè)計中使用蝶閥是為了減少安裝尺寸，此閥門平時是保持常開狀態(tài)，出現(xiàn)這種情況說明，閥門密封面強度不達(dá)標(biāo)，雖然閥門公稱壓力標(biāo)識滿足設(shè)計要求，在管線含雜質(zhì)的氣流沖擊下，密封面出現(xiàn)破損，導(dǎo)致無法關(guān)閉完全。

2 解決方法

（1）提高一級調(diào)壓器的靈敏度，如其能達(dá)到說明書1 s的反應(yīng)速度，則現(xiàn)有管系能滿足此負(fù)荷變化需求（調(diào)壓后管系是按1 s延時來進行放大選型的）。調(diào)壓器動作延遲時間與管系壓力增加對應(yīng)管線參見下列計算（選擇計算其中管道短的鍋爐系統(tǒng)進行計算）：

鍋爐實際負(fù)荷變化情況（8 000 Nm3/h→3 000 Nm3/h，一級調(diào)壓器后管系壓力顯示0.3 MPa→0.5 MPa）；一、二級調(diào)壓器之間管道長度約48 m，管徑D406.4×7.9，故鍋爐管系物理總?cè)莘e：

設(shè)計流量按8 000 Nm3/h考慮，即Q設(shè)＝2.22 Nm3/s，調(diào)壓器每延遲1 s動作，等于多進氣2.22 Nm3，折合工況流量：

注：進氣壓力仍按0.3 MPa工作壓力計算（實際進氣過程是一個壓力逐步上升的動態(tài)過程，此處簡化按一個固定壓力來計算，同時忽略溫度因素）。

根據(jù)P1V1＝P2V2公式推導(dǎo)，P1：原工作壓力0.3 MPa；V1：增加氣量后維持0.3 MPa壓力下應(yīng)有管系容積（m3）；P2；升壓結(jié)束時管系壓力（MPa）；V2：實際管系容積5.75 m3。

當(dāng)升壓結(jié)束時，P2＝（0.3＋0.101325）×（5.75＋0.56）÷5.75＝0.4404 MPa（絕壓），即0.339 MPa（表壓）。

同理可推導(dǎo)，當(dāng)延遲2 s動作時，P2＝0.378 MPa（表壓）。當(dāng)延遲3 s動作時，P2＝0.417 MPa（表壓）；當(dāng)延遲4 s動作時，P2＝0.456 MPa（表壓）；當(dāng)延遲 5 s動作時，P2＝0.495 MPa（表壓）。

實際壓力升至0.5 MPa，說明調(diào)壓器延遲至少5 s以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計前期的設(shè)計依據(jù)。出現(xiàn)這種情況，現(xiàn)有設(shè)計參數(shù)不做調(diào)整的話，要么改進調(diào)壓器，提高其靈敏度，要么增加調(diào)壓后管系容量。經(jīng)咨詢調(diào)壓器廠家，調(diào)壓器反應(yīng)靈敏度無法提升，只有考慮增大管系容積。

反推：調(diào)壓器延遲3 s需要管系容積，安全放散閥起跳壓力為0.33 MPa，那么取0.329 MPa為一、二級調(diào)壓設(shè)備間管系允許最高壓力，則按照公式P1V1＝P2V2推出V2＝P1V1/P2。

P1：最高允許工作壓力0.329 MPa；V1：最高允許工作壓力下的換算管系容積（m3），V2＝V1＋3 s×0.56 m3/s；P2：正常工作時管系壓力0.3 MPa；V2：正常工作時實際需要管系容積（m3）。

V2＝23.2 m3，即管系容積要在原有基礎(chǔ)上增加17.5 m3，即管徑需從DN400調(diào)整為785 mm，在現(xiàn)有安裝條件下不現(xiàn)實。

由公式 V1＝1.68/〔（P1＋0.101325）÷（P2＋0.101325）－1〕可以看出，要想降低 V1容積，在維持出口設(shè)定壓力的基礎(chǔ)上，必須提高P1最高允許工作壓力，即達(dá)到0.417 MPa才能使現(xiàn)有管系滿足要求。但此假設(shè)的前提條件是二級調(diào)壓器進口允許壓力范圍能達(dá)到此壓力要求且一級調(diào)壓器反應(yīng)靈敏度能達(dá)到 3 s。若能滿足此條件，可以考慮將一級調(diào)壓器切斷壓力上調(diào)至0.43 MPa，但安全放散閥設(shè)定壓力仍為0.33 MPa，當(dāng)管系超壓時先行放散，以減少管系內(nèi)的氣體，緩解壓力升高的速度，放散的情況只會出現(xiàn)在鍋爐負(fù)荷突然從高降低的情況。

（2）另一種解決方法是協(xié)調(diào)用戶在需要負(fù)荷變化時慢慢降負(fù)荷，延長負(fù)荷變化時間，以確保調(diào)壓器能夠反應(yīng)過來（目前用戶采用的就是這一方法）。

3 問題反思

（1）大型用戶應(yīng)要求燃?xì)夤颈M量選用進口燃?xì)庠O(shè)備，進口設(shè)備雖然貴，但相對質(zhì)量和精度要高，參數(shù)提供詳細(xì)，可有效避免后期運營中的誤動作或不動作問題，并在提交設(shè)計方案前明確設(shè)備各項具體技術(shù)參數(shù)及用戶自己購買的燃?xì)庠O(shè)備參數(shù)，確保計算的基礎(chǔ)參數(shù)的準(zhǔn)確性，使設(shè)備選型能夠滿足用戶設(shè)備的需求。

（2）調(diào)壓設(shè)備可有意識的遠(yuǎn)離用氣點設(shè)置，以增加調(diào)壓后的管系容積，減少調(diào)壓設(shè)備反應(yīng)滯后帶來的壓力提升影響，避免出現(xiàn)超壓切斷問題，如受現(xiàn)場條件限制無法設(shè)置，那就要考慮增大管徑或加穩(wěn)壓罐，但需要明確所選調(diào)壓設(shè)備的具體參數(shù)（反應(yīng)時間），可以要求調(diào)壓設(shè)備廠家給予書面參數(shù)確認(rèn)。從節(jié)約工程造價的角度，設(shè)計優(yōu)先考慮遠(yuǎn)離設(shè)置。

（3）考慮到施工中存在的管道內(nèi)雜質(zhì)多，吹掃不干凈的問題，可以考慮在主管道上靠近調(diào)壓計量設(shè)備的前端增加一個臨時過濾器或排污設(shè)備，前期雜質(zhì)多時勤排污、更換濾芯，待后期管道雜質(zhì)減少后將其拆除，避免前期大量雜質(zhì)進入給設(shè)備帶來損壞，影響用戶正常用氣。

（4）過濾器選型時不僅要考慮過濾精度問題，還要考慮流通能力問題，Y型過濾器適用于中小型用戶，大型用戶或壓力高的用戶不適用。

（5）大型用戶應(yīng)要求投入使用前先進行聯(lián)合調(diào)試，確保每個設(shè)備處于正常工作狀態(tài)后才可正式通氣點火，這樣聯(lián)合調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題還有時間來整改解決。

The Petrochemical Plant Accent Presses the System Operation Problem Analysis

Li Ran，Xue Zhuang

The article through the question which appears in the use process carries on the analysis to the Petrochemical plant boiler, thus obtains the solution.To presents the question to carry on the resonsideration, may promote the future work improvement, ceases the similar question the appearance once more.

boiler; pressure regulator; fuel gas equipment

TK229.6

A

1000－8136（2011）06－0039－02