某城市燃?xì)忾T站工藝及儀表控制方案設(shè)計(jì)

劉芳芳,李　巖,柯　琳,杭厚義

(1.中國石油天然氣管道工程有限公司　儀表自動化室,河北　廊坊　065000；2.昆侖能源有限公司,內(nèi)蒙古　呼和浩特　010000)

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某城市燃?xì)忾T站工藝及儀表控制方案設(shè)計(jì)

劉芳芳1,李巖1,柯琳1,杭厚義2

(1.中國石油天然氣管道工程有限公司儀表自動化室,河北廊坊065000；2.昆侖能源有限公司,內(nèi)蒙古呼和浩特010000)

[摘要]某城市燃?xì)夥州斦卷?xiàng)目充分利用管道天然氣替換人工煤氣,保障了市民的供氣安全與穩(wěn)定,改善了人居環(huán)境,該項(xiàng)目的建設(shè)順應(yīng)國家能源變革的方向,與我國能源結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢相一致,具有良好的發(fā)展前景。

[關(guān)鍵詞]城市燃?xì)忾T站；儀表控制；方案設(shè)計(jì)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.28.088

1引言

天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源和化工原料,已被廣泛地應(yīng)用于我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中的各個領(lǐng)域,不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家用燃料和石油化工原料,而且已被公認(rèn)為一種廉價、清潔、安全、高效的車用燃料。天然氣的開發(fā)利用以其儲量大、清潔、高效而受到各國政府的高度重視,以天然氣替代煤和石油已成為當(dāng)今世界能源發(fā)展的主要方向之一。

根據(jù)國家制定的遵循“多種氣源、多種途徑、因地制宜、合理利用”的城市燃?xì)獍l(fā)展方針,天然氣被列為鼓勵發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè),國家在能源建設(shè)方面也要求使用清潔能源,并逐步提高清潔能源的利用率。某管道在該分輸站所在市預(yù)留了分輸接口,為了順利承接和充分利用更為優(yōu)質(zhì)的管道天然氣來替換人工煤氣,改善人居環(huán)境,該市對天然氣的需求非常迫切。

2工程概況

本工程預(yù)留分輸接口的分輸壓力為4.0MPa,管徑DN150,分輸氣量為54.3×104Nm3/d(1.90×108Nm3/a)。設(shè)置1座天然氣門站,一期設(shè)計(jì)規(guī)模為1.0×108Nm3/a,為城區(qū)中壓管網(wǎng)供氣；預(yù)留分輸規(guī)模為0.9×108Nm3/a。門站主要設(shè)置有過濾、計(jì)量、加熱、一級調(diào)壓、二級調(diào)壓、加臭、分輸預(yù)留等功能。

3工藝方案

3.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為壓力1.01325×105Pa(絕對壓力),溫度20℃。

(2)年工作天數(shù)。年設(shè)計(jì)工作天數(shù)為365天。

(3)上游來氣壓力與下游需要的壓力。預(yù)留分輸接口壓力為4.0MPa。

下游接已有的中壓管網(wǎng),保證門站出站壓力不大于0.4MPa。

(4)供氣規(guī)模。本工程總設(shè)計(jì)規(guī)模1.90×108Nm3/a；其中,一期設(shè)計(jì)規(guī)模1.0×108Nm3/a,供城市中壓管網(wǎng),設(shè)計(jì)小時流量2.61×104Nm3/h；中遠(yuǎn)期預(yù)留分輸規(guī)模0.9×108Nm3/a,供CNG汽車用戶,設(shè)計(jì)小時流量1.60×104Nm3/h。

(5)設(shè)計(jì)壓力及管徑。本工程門站前管道設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa,管道直徑DN400,長度4.17km；門站后管道設(shè)計(jì)壓力為0.4MPa,管道直徑DN500,長度3.69km。

3.2工藝流程

3.2.1門站一期設(shè)計(jì)規(guī)模為：1.0×108Nm3/a

(1)門站工作參數(shù)：

進(jìn)站輸量：0.10～2.61×104Nm3/h

進(jìn)站壓力：4.0MPa

進(jìn)站溫度：10～12℃

門站出站流量：0.10～2.61×104Nm3/h

門站出站壓力：0.4MPa

門站出站溫度：≥1 ℃

(2)主要流程及功能設(shè)置：

①接收來氣,天然氣進(jìn)站經(jīng)過濾、計(jì)量、加熱、一級調(diào)壓、二級調(diào)壓、加臭后出站,進(jìn)入城市中壓管網(wǎng)。

②站內(nèi)自用氣。

③分別預(yù)留4.0MPa/1.6MPa/0.4MPa分輸接口。

④正常和事故工況下干線及站內(nèi)天然氣放空。

⑤設(shè)備排污。

(3)主要設(shè)備：

①進(jìn)、出站ESD電動球閥,各1臺。

②籃式過濾器,3臺。

③流量計(jì),3臺。

④氣水換熱器,2臺。

⑤電加熱器1臺。

⑥一級調(diào)壓裝置,3臺,第一級調(diào)壓將壓力由4.0MPa調(diào)至1.6MPa。

⑦二級調(diào)壓裝置,3臺,第二級調(diào)壓將壓力由1.6MPa調(diào)至0.4MPa。

⑧加臭裝置1套,用于為安寧市天然氣加入臭味劑。

⑨自用氣調(diào)壓箱1 套,供往站內(nèi)供熱間、廚房。

⑩放空立管1 座。

3.2.2門站工藝系統(tǒng)

站內(nèi)設(shè)置過濾、計(jì)量、加熱、調(diào)壓、加臭、放空及排污等設(shè)備設(shè)施。進(jìn)、出站設(shè)置緊急切斷系統(tǒng),事故工況下可將站場與上、下游管道隔離。

站內(nèi)進(jìn)站管道、調(diào)壓后管道、經(jīng)過加熱后的管道上設(shè)置安全泄放閥,當(dāng)壓力高于相應(yīng)設(shè)定值時,可實(shí)現(xiàn)自動泄放。

進(jìn)站緊急切斷閥前、出站緊急切斷閥后、過濾及調(diào)壓調(diào)節(jié)設(shè)施后的管道均設(shè)置手動放空閥,站內(nèi)維檢修時可手動放空管段內(nèi)的天然氣。

站內(nèi)籃式過濾器及所有匯管均設(shè)置排污口,且為雙閥(前端為球閥、后端為排污閥)。

3.2.3主要設(shè)備選型

(1)籃式過濾器。流量計(jì)前應(yīng)安裝過濾器,本工程選用籃式過濾器,過濾精度≥5μm；效率≥98%。過濾器上應(yīng)有前后壓差檢測裝置。

在設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力下滿足規(guī)定的強(qiáng)度要求,使用安全可靠,檢查、維修方便。

要求濾芯經(jīng)久耐用、具有較大的過濾面積和納污能力,更換周期長(見表1)。

表1　籃式過濾器參數(shù)

(2)加臭系統(tǒng)。為了安全使用天然氣,當(dāng)它從管道和設(shè)備中泄漏出來時,應(yīng)能馬上就可以察覺到。本工程下游為城市管網(wǎng),為此在天然氣中加入臭味劑(或加味劑)。

(3)放空立管。放空立管主要用于事故檢修時天然氣的排放等。

放空立管應(yīng)工藝合理,技術(shù)先進(jìn)成熟,保證管道系統(tǒng)的檢修及事故排放；滿足安全、環(huán)保及健康的要求；操作范圍彈性大,可在規(guī)定的排放量之間穩(wěn)定可靠；具有高可靠性，能承受地震、風(fēng)載等各種荷載,可長期運(yùn)行；運(yùn)行維護(hù)簡單,操作費(fèi)用低；滿足運(yùn)輸、安裝和使用過程中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求(見表2)。

表2　放空立管參數(shù)

(4)加熱系統(tǒng)。門站近期加熱量較小,采用電加熱器；遠(yuǎn)期所需熱負(fù)荷較大,加熱系統(tǒng)采用“鍋爐+換熱器”系統(tǒng),較為經(jīng)濟(jì)可行。換熱器設(shè)置及具體參數(shù)和計(jì)算結(jié)果見表3。

表3　換熱器設(shè)置及具體參數(shù)和計(jì)算結(jié)果

注：換熱器配套自控系統(tǒng),加熱功率應(yīng)能根據(jù)天然氣的溫度自動調(diào)節(jié),在加熱狀態(tài)下保持天然氣出站溫度不低于1℃。

(5)閥門及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。緊急截斷閥：為便于輸氣管道的維修,以及當(dāng)輸氣管道發(fā)生破損時,盡可能減少損失和防止事故擴(kuò)大,站場的進(jìn)、出站緊急截斷閥擬采用電動球閥,配置電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)站場發(fā)生事故及檢修時,可關(guān)閉進(jìn)、出站緊急截斷閥,保證站場的安全。

站場球閥：工藝站場主要工藝流程上的閥門擬采用球閥。球閥具有密封性能好、操作靈便、開閉時間短等優(yōu)點(diǎn)。

截止閥：截止閥根據(jù)安裝位置及功能不同,分為節(jié)流截止放空閥和排污截止閥。節(jié)流截止放空閥具有密封可靠、耐沖刷、使用壽命長、操作輕便等特點(diǎn)。該閥門采用雙質(zhì)(硬質(zhì)及軟質(zhì))密封,節(jié)流面與密封面分開,使閥門的密封性和使用壽命大大提高。排污截止閥也采用硬軟雙質(zhì)密封面,并采用閥座浮動連接,設(shè)有平衡孔可調(diào)節(jié)軟密封面變形量,保證了密封的可靠性,具有耐沖蝕、排污性能好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

站內(nèi)放空管線上擬采用節(jié)流截止放空閥,在排污管線上采用排污截止閥。放空管線及排污管線均采用雙閥結(jié)構(gòu),節(jié)流截止放空閥及排污閥上游設(shè)置球閥,以保證密封性,便于維修與更換。

安全閥：為保護(hù)站內(nèi)設(shè)施,防止管線和設(shè)備超壓,在有超壓可能的管線上設(shè)安全閥。

本設(shè)計(jì)中,在調(diào)壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,為避免調(diào)壓橇下游管道壓力超高,調(diào)壓橇下游設(shè)置安全閥,為管道提供超壓保護(hù)。

安全閥有彈簧式和先導(dǎo)式兩種類型,先導(dǎo)式安全閥與彈簧式安全閥相比,改粗彈簧直接感應(yīng)壓力為壓力傳感器(先導(dǎo)器)感測壓力,大大提高了壓力感測的靈敏度。同時克服了傳統(tǒng)彈簧式安全閥動作后閥芯不易復(fù)位、關(guān)閉不嚴(yán)的問題。本工程站內(nèi)氣體超高壓泄放選用動作靈敏、泄放能力大的先導(dǎo)式安全閥。

止回閥：放空區(qū)所需的止回閥選用無沖擊、壓降小、流通能力大、密封性能好的軸流式止回閥。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)是管道自動控制的關(guān)鍵設(shè)備,要求其性能必須穩(wěn)定可靠。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)防爆/防護(hù)等級室外為ExdⅡBT4/IP65(最低)。閥門所有電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)均應(yīng)設(shè)有閥位檢測和顯示。

3.3工藝用管

3.3.1站內(nèi)管徑確定

(1)站內(nèi)管徑的選擇,采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

(2)根據(jù)計(jì)算的管內(nèi)徑及相應(yīng)制管標(biāo)準(zhǔn),選擇相對應(yīng)的管徑,并校核管內(nèi)氣體流速,各站場流速小于15m/s。

3.3.2管線材質(zhì)及壁厚選擇

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006),不同壓力等級鋼管壁厚按下式計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算,站內(nèi)管線管徑及壁厚選擇詳見表4。站內(nèi)鋼管應(yīng)滿足《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》(GB/T 9711—2011)規(guī)范規(guī)定的PSL2級鋼管標(biāo)準(zhǔn)。

表4　 站內(nèi)管線壁厚計(jì)算結(jié)果

4自動控制系統(tǒng)方案

4.1自控設(shè)計(jì)范圍

自動控制系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的需要,監(jiān)控現(xiàn)場輸氣工藝、輔助設(shè)備或設(shè)施,以達(dá)到保證該管道安全、平穩(wěn)和高效運(yùn)行的目的。本工程儀表控制的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工藝站場所有現(xiàn)場檢測儀表、站控制系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)以及儀表系統(tǒng)供電、防雷、接地等的設(shè)計(jì),工藝及儀表控制流程見圖1。

圖1　工藝及儀表控制流程

4.2控制水平及模式

該門站的控制系統(tǒng)為三級操作模式：

(1)調(diào)度中心級(預(yù)留)。

(2)站控制級：站操作員通過操作員工作站發(fā)布命令,由站控制系統(tǒng)自動完成。

(3)就地操作級：在現(xiàn)場對各種設(shè)備進(jìn)行控制。

在正常情況下,由站控制系統(tǒng)完成對本站的監(jiān)視控制,當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或事故處理時,可就地控制。

當(dāng)調(diào)度中心建設(shè)完成后,在正常情況下由調(diào)度中心對安寧門站實(shí)施運(yùn)行、調(diào)度和管理,在調(diào)度中心授權(quán)或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)發(fā)生故障時,可以由站控制系統(tǒng)接管控制權(quán)來完成站工藝系統(tǒng)的控制。在站控制系統(tǒng)授權(quán)或站控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀況下,可進(jìn)行就地操作。

在調(diào)度中心發(fā)出ESD命令(預(yù)留)、站ESD手動按鈕動作和站內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的情況下關(guān)斷站場的進(jìn)出口ESD閥。

在調(diào)度中心建成前,本工程由站控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

4.2.1調(diào)控中心

由于該門站所在市的調(diào)控中心尚未建成,該工程僅預(yù)留了調(diào)控中心的接口。

4.2.2站控制系統(tǒng)

站控制系統(tǒng)(SCS)是SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制單元,完成站內(nèi)的計(jì)量、調(diào)壓、流程切換等控制功能。它不但能獨(dú)立完成對站場的數(shù)據(jù)采集和控制,而且將有關(guān)信息傳送給調(diào)度控制中心并接受調(diào)度控制中心下達(dá)的命令。

本設(shè)計(jì)為城市燃?xì)夤夤艿理?xiàng)目,站場結(jié)構(gòu)簡單,控制點(diǎn)數(shù)少,ESD控制邏輯較少,門站控制系統(tǒng)擬采用一套滿足SIL等級要求的PLC作為過程和安全儀表系統(tǒng)的控制器,完成站場的過程和安全儀表系統(tǒng)的控制。站控系統(tǒng)配置見圖2。

圖2　站控系統(tǒng)配置

4.3現(xiàn)場儀表選型

儀表及控制設(shè)備的選型以系統(tǒng)安全、性能穩(wěn)定、可靠性高、性價比高，滿足工藝條件要求、準(zhǔn)確度要求，滿足現(xiàn)場環(huán)境及符合環(huán)保要求等為原則。

——溫度測量儀表

采用雙金屬溫度計(jì)作為就地溫度檢測儀表。雙金屬溫度計(jì)的準(zhǔn)確度等級為1.5級。

站內(nèi)和流量計(jì)量用的溫度檢測儀表,采用一體化智能溫度變送器(檢測元件為Pt100的鉑熱電阻)。溫度變送器的輸出信號為4～20mADC(二線制),并能輸出基于HART通信協(xié)議的數(shù)字信號。

——壓力測量儀表

采用彈簧管式不銹鋼壓力表作為就地壓力檢測儀表,其準(zhǔn)確度等級為1.6級。

遠(yuǎn)傳壓力/差壓信號采用智能型壓力/差壓變送器,用于流量壓力補(bǔ)償用的采用電容式絕對壓力變送器,用于過程控制檢測的壓力變送器可采用單晶硅檢測原件。變送器標(biāo)準(zhǔn)測量范圍內(nèi)的測量準(zhǔn)確度等級為0.075,輸出信號為4～20mADC(二線制),并能輸出基于HART通信協(xié)議的數(shù)字信號。

——火災(zāi)及可燃?xì)怏w檢測儀表

在站控制室、機(jī)柜間等房間內(nèi),采用點(diǎn)型感溫探測器及感煙探測器進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測,同時配有報警器,進(jìn)行報警和記錄。點(diǎn)型感溫探測器主要為電子差定溫感溫探測器,點(diǎn)型感煙探測器主要為離子感煙探測器。探測器與火災(zāi)報警系統(tǒng)采用二總線通信技術(shù),整個系統(tǒng)隨時監(jiān)測總線工作狀態(tài),保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

在廚房內(nèi)設(shè)置民用可燃?xì)怏w探測報警器,用來檢測生活用氣的泄漏并報警,同時將報警信號與用氣管線上的電磁閥和屋內(nèi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖,當(dāng)發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏時,可燃?xì)怏w探測報警時聯(lián)鎖啟動風(fēng)機(jī),同時電磁閥動作切斷管道用氣。

在工藝裝置區(qū)設(shè)置防爆型紅外式可燃?xì)怏w探測器,用來檢測天然氣的泄漏并報警。

在鍋爐房設(shè)置可燃?xì)怏w探測報警器,用來檢測鍋爐用氣的泄漏并報警,同時將報警信號與用氣管線上的電磁閥和屋內(nèi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖,當(dāng)發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏時,可燃?xì)怏w探測報警時聯(lián)鎖啟動風(fēng)機(jī),同時電磁閥動作切斷管道用氣。

在發(fā)電機(jī)房內(nèi)設(shè)置三頻紅外式火焰探測器,用來檢測火焰并報警,發(fā)生火災(zāi)時探測報警。

站場內(nèi)配置便攜式可燃?xì)怏w探測器。

——取源部件

溫度取源部件：溫度計(jì)或溫度變送器采用外保護(hù)套管進(jìn)行安裝,外保護(hù)套管與工藝管道或設(shè)備的連接采用焊接方式。

壓力取源部件：壓力取源部件采用焊接式截止閥與工藝管道焊接方式連接；截止閥和二次儀表閥串聯(lián)安裝。二次儀表閥的材質(zhì)為不銹鋼,具有在線測試接口和排氣/排液口。

——電纜選型

將傳輸信號類型、用途、電壓等級以及周圍環(huán)境等作為電纜選型的主要依據(jù)。室外直埋敷設(shè)的電纜,全部采用鎧裝電纜。電纜截面積一般不小于1.5mm2。

控制電纜應(yīng)選擇鋼帶鎧裝控制軟電纜；模擬信號傳輸電纜選用銅芯屏蔽鎧裝控制軟電纜；數(shù)字信號選用銅芯鎧裝控制軟電纜；通信電纜選用銅芯鎧裝分屏總屏計(jì)算機(jī)用軟電纜。

——計(jì)量系統(tǒng)

天然氣流量計(jì)量系統(tǒng)是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析、成本核算的主要依據(jù),將直接影響管道的經(jīng)濟(jì)效益與用戶利益。計(jì)量系統(tǒng)在滿足《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》(GB/T18603)的前提下,采用貿(mào)易交接流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。流量計(jì)配流量變送器,將流量計(jì)檢測值轉(zhuǎn)換為電子信號,傳輸?shù)脚涮椎牧髁坑?jì)算機(jī)上。同時與流量計(jì)算機(jī)上的壓力、溫度和氣體組分等信號,組成流量計(jì)量回路,并通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行流量計(jì)算、顯示、存儲與管理。

本工程計(jì)量儀表主要采用質(zhì)量流量計(jì)。

——流量計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)置原則

(1) 計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度達(dá)到±1%,流量計(jì)的精確度在qt～qmax范圍內(nèi)優(yōu)于±0.5%,發(fā)熱量測量系統(tǒng)的不確定度小于±1%。

(2) 流量計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量支路不應(yīng)有旁通,流量計(jì)量應(yīng)設(shè)有備用支路。

(3) 每臺流量計(jì)設(shè)置流量計(jì)算機(jī),進(jìn)行瞬時流量和累計(jì)流量計(jì)算,也可進(jìn)行熱量的計(jì)算。

(4) 選用氣體超聲流量計(jì),計(jì)量管路按最大流速20 m/s進(jìn)行計(jì)算。

(5)計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)避免脈動流和振動。

(6) 計(jì)量系統(tǒng)推薦采用計(jì)量支路的方式進(jìn)行供貨,每條計(jì)量支路包括流量計(jì)、溫度、壓力檢測儀表、流量計(jì)算機(jī)等,計(jì)量支路采用露天安裝方式。

(7)本工程計(jì)量系統(tǒng)所需氣體組分參數(shù)采用手動輸入。

——流量計(jì)量系統(tǒng)的選型

本工程中與上游用戶交接計(jì)量均為貿(mào)易交接計(jì)量,為保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確度,流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級按0.5級選型。由于本工程投產(chǎn)初期的輸量與正常運(yùn)行的輸量以及遠(yuǎn)期輸量相差太大,本設(shè)計(jì)在兼顧大小流量的情況下,對流量計(jì)的口徑進(jìn)行了計(jì)算和比選,最終確定的計(jì)量系統(tǒng)流量計(jì)配置如表5所示。

表5　流量計(jì)配置

當(dāng)輸量達(dá)到遠(yuǎn)期輸量后,將DN50的質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量支路拆除,更換為一路DN100的超聲流量計(jì)計(jì)量支路。工藝管線、閥門、直管段及設(shè)備間距均按DN100的超聲流量計(jì)計(jì)量支路的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和預(yù)留。

——計(jì)量系統(tǒng)檢定

根據(jù)《中華人民共和國計(jì)量法》的規(guī)定,用于貿(mào)易結(jié)算的工作計(jì)量器具屬于強(qiáng)制檢定的范疇,必須進(jìn)行周期檢定,并執(zhí)行國家有關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)。

本工程流量儀表的檢定方法采用離線檢定,依托計(jì)量檢定中心檢定設(shè)備進(jìn)行檢定。

——壓力監(jiān)控系統(tǒng)

本工程上游出站壓力為4.0MPa,門站出口壓力為0.4Mpa,調(diào)節(jié)壓差大,需采用兩級調(diào)壓方式。第一級調(diào)壓將壓力由4.0MPa調(diào)至1.6MPa,采用“安全切斷閥+自力式調(diào)壓閥+自力式調(diào)壓閥”的設(shè)計(jì)方案；第二級調(diào)壓將壓力由1.6MPa調(diào)至0.4MPa,采用“安全切斷閥+自力式調(diào)壓閥”的設(shè)計(jì)方案(見表6)。

針對天然氣管道壓力控制系統(tǒng)的特點(diǎn),控制閥在大差壓持續(xù)工作的工況下,要滿足流通能力大、降噪、抗氣蝕以及壓力控制平穩(wěn)、維護(hù)量小等要求,根據(jù)現(xiàn)有天然氣管道調(diào)節(jié)閥的使用情況,本工程安全切斷閥在結(jié)構(gòu)上應(yīng)選用翻板式或軸流式,自力式調(diào)壓閥在結(jié)構(gòu)上選用流通能力大的軸流式閥門。調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇等百分比的流量特性。

門站的壓力控制系統(tǒng)為對壓力進(jìn)行控制。當(dāng)供氣流量超過設(shè)定值時,可通過工藝出站閥的旁路進(jìn)行手動控制,對用戶供氣量進(jìn)行限量控制。

表6　壓力控制系統(tǒng)配置

——站內(nèi)自用氣

根據(jù)門站生產(chǎn)和生活要求,在站內(nèi)設(shè)置自用氣調(diào)壓箱,自出站中壓管道上接氣,為站場供熱間、廚房提供氣源；調(diào)壓箱進(jìn)口壓力為0.4MPa,出口壓力為5～8kPa。

——電源

為保證儀表和自動控制系統(tǒng)的正常工作和提高系統(tǒng)的利用率,采用不間斷電源系統(tǒng)(UPS-Uninterruptable Power Supply)為站控制系統(tǒng)及檢測儀表和控制系統(tǒng)供電。供電電源一般為380VAC,50Hz、220VAC,50Hz或直流24VDC。

在外電源斷電的情況下,UPS能保證站控制系統(tǒng)、檢測儀表和控制系統(tǒng)2h的正常工作。

——防爆和防護(hù)等級

處于爆炸危險性場所的電動儀表及電氣設(shè)備按防爆型設(shè)計(jì),所選用的電氣設(shè)備必須具有公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防爆合格證書。

防爆/防護(hù)等級：ExdⅡBT4/IP55(最低)-室內(nèi)；ExdⅡBT4/IP65(最低)-室外。

——防雷

為保證設(shè)備安全和控制系統(tǒng)的可靠,根據(jù)有關(guān)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范,對所有的檢測儀表信號傳輸接口、與ESD系統(tǒng)相關(guān)的所有I/O點(diǎn)、數(shù)據(jù)通信接口、供電接口等有可能將雷電感應(yīng)所引起的過電流與過電壓引入系統(tǒng)的關(guān)鍵部位,均安裝浪涌保護(hù)器,以避免雷電感應(yīng)的高壓竄入,造成設(shè)備損壞。主要現(xiàn)場檢測儀表也應(yīng)具有防雷電保護(hù)的功能。對于現(xiàn)場儀表做有效的接地,接入現(xiàn)場的等電位接地網(wǎng),防止現(xiàn)場管路出現(xiàn)靜電和雜散電流。

——接地

接地系統(tǒng)分為保護(hù)地和信號地,站內(nèi)采用聯(lián)合接地方式,接地電阻不大于1Ω,接地系統(tǒng)由電力專業(yè)統(tǒng)一設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場電氣儀表設(shè)備的保護(hù)地與各區(qū)域設(shè)置的保護(hù)地網(wǎng)相連,信號地設(shè)在站控制室端,且一點(diǎn)接地。

5結(jié)論

該門站的建成順應(yīng)國家能源變革的方向,充分利用了管道天然氣替換人工煤氣,提高了清潔能源的利用,保障了市民的供氣安全與穩(wěn)定,改善了人居環(huán)境,具有良好的發(fā)展前景。