天然氣增壓站危害分析及預(yù)防措施研究

閆辛

摘 要：由于天然氣增壓站是直接影響天然氣輸送穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，為了提升增壓站的管理水平并保證其安全運(yùn)行，就需要從設(shè)計(jì)因素、環(huán)境因素、施工因素以及試車因素等方面分析相應(yīng)的危害以及提出相應(yīng)的預(yù)防措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：天然氣增壓站;危害;預(yù)防措施

天然氣增壓站的主要作用就是對(duì)管道中的天然氣進(jìn)行凈化和增壓，滿足下游及用戶的輸氣流量要求。在此增壓站中的關(guān)鍵設(shè)備就是壓縮機(jī)及其附屬設(shè)備，變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其附屬設(shè)備等，其中的壓縮機(jī)附屬設(shè)備中比較關(guān)鍵的就是空冷器，主要起到對(duì)增壓之后的天然氣進(jìn)行冷卻的作用，此外還有為機(jī)組的潤(rùn)滑油提供冷卻循環(huán)水的冷卻塔和水管路等，以及為壓縮機(jī)干氣密封提供壓縮空氣的空壓機(jī)及其管路等，為壓縮機(jī)提供動(dòng)力的110kV變電站等。由于天然氣管道通常在遠(yuǎn)離城市的位置建設(shè)，而且此類增壓站也通常在西部沙漠邊緣地帶建設(shè)，具有較為惡劣的運(yùn)行環(huán)境，容易受到環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)故障并影響其正常運(yùn)行。加之這些地區(qū)中還容易出現(xiàn)雷雨以及風(fēng)沙等天氣、冬季溫度比較低，也增加了增壓站運(yùn)行中的安全隱患。

1 設(shè)計(jì)因素造成的危害及預(yù)防措施

一是針對(duì)增壓站整體布局因素，由于其中包含數(shù)量較多的設(shè)備，如果沒(méi)有合理布局容易造成設(shè)備相互之間的干擾。尤其是針對(duì)其中不同的工藝區(qū)、壓縮機(jī)區(qū)、變電所區(qū)、輔助設(shè)備區(qū)以及生活區(qū)來(lái)說(shuō)，如果出現(xiàn)輔助設(shè)備區(qū)內(nèi)的空壓機(jī)和循環(huán)水泵等設(shè)備與壓縮機(jī)房的距離比較遠(yuǎn)的情況，就會(huì)導(dǎo)致其運(yùn)行中能耗的增加，同時(shí)也會(huì)由于空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的噪音而影響生活區(qū)。因此就可以將輔助設(shè)備區(qū)遠(yuǎn)離生活區(qū)，將其設(shè)置在壓縮機(jī)區(qū)與變電所區(qū)的中間位置。

二是針對(duì)變電所來(lái)說(shuō)，為了確保其供電可靠性，需要采用一用一備兩條供電線路并且在這兩條線路中進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)切換裝置的設(shè)置。通過(guò)此種設(shè)置可以防止在雷雨影響下而出現(xiàn)跳閘時(shí)對(duì)供電可靠性的影響。

三是針對(duì)ESD系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要起到在緊急狀況下關(guān)斷閥門、站內(nèi)放空以及壓縮機(jī)停機(jī)等確保增壓站安全運(yùn)行的作用。因此，在此系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)容易導(dǎo)致壓縮機(jī)事故停機(jī)問(wèn)題，這就需要針對(duì)此系統(tǒng)中的CPU以及IO模塊、供電模塊等采取冗余設(shè)計(jì)方式來(lái)提升其運(yùn)行安全系數(shù)。

四是針對(duì)壓氣站中的壓縮機(jī)和空壓機(jī)運(yùn)行中的噪音來(lái)說(shuō)，容易對(duì)人們的聽力和身體健康、心情等造成危害，為此可以將隔音材料應(yīng)用于壓縮機(jī)房和控壓機(jī)房中對(duì)噪音進(jìn)行控制。

五是針對(duì)變電所中的變頻器和變壓器等大功率電器設(shè)備來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的電磁污染而危害工作人員的身體健康。為此，可以在此變電所中采取無(wú)人值守的管理方式，通過(guò)在遠(yuǎn)離變電所的位置設(shè)置站場(chǎng)監(jiān)控室的方式對(duì)變電所中的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 環(huán)境因素造成的危害及預(yù)防措施

一是高溫因素。由于增壓站中具有較大功率的設(shè)備數(shù)量較多，在運(yùn)行中的發(fā)熱量也比較大，但是由于在風(fēng)沙天氣比較多的沙漠邊緣地區(qū)建設(shè)的增壓站運(yùn)行中不能通過(guò)窗戶通風(fēng)的方式進(jìn)行散熱，容易造成在夏季高溫天氣下出現(xiàn)溫度過(guò)高的問(wèn)題。此外，如果應(yīng)用風(fēng)冷式的空壓機(jī)，也會(huì)在其運(yùn)行中產(chǎn)生大量的熱空氣，如果對(duì)此熱空氣進(jìn)行重新壓縮則會(huì)導(dǎo)致溫度的進(jìn)一步升高，甚至?xí)?dǎo)致空壓機(jī)自動(dòng)停機(jī)的問(wèn)題。為此就需要在容易出現(xiàn)高溫的區(qū)域中加裝空調(diào)，并且保證機(jī)房中有足夠的散熱和空氣流動(dòng)空間，確保集中的設(shè)備與墻壁之間保證2m以上的距離。

二是風(fēng)沙因素。由于增壓站所出的地理環(huán)境原因，在運(yùn)行中遇到風(fēng)沙天氣的概率較高，為了減少風(fēng)沙對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成的影響，就需要在壓縮機(jī)房設(shè)計(jì)中盡量減少窗戶的數(shù)量，而且在窗戶外加裝過(guò)濾網(wǎng)。同時(shí)還要通過(guò)正壓通風(fēng)設(shè)施的應(yīng)用，始終保證機(jī)房?jī)?nèi)部處于微正壓的狀態(tài)，在組織外來(lái)風(fēng)沙的同時(shí)，也加速空氣流動(dòng)，在起到散熱作用的同時(shí)，也在天然氣泄漏時(shí)可以及時(shí)將天然氣排出機(jī)房外。

三是低溫因素。針對(duì)目前增壓站中比較常用的噴淋式水冷設(shè)備來(lái)說(shuō)，此類冷卻塔運(yùn)行中容易將噴淋水濺出塔外。如果在冬季溫度比較低的天氣下則容易導(dǎo)致冷卻塔周圍的窗戶結(jié)冰而堵塞窗戶，降低其散熱效果。為此需要在冷卻塔上設(shè)置防飛濺擋水板來(lái)預(yù)防上述問(wèn)題。

3 施工因素造成的危害及預(yù)防措施

在增壓站施工中：

一是在管線焊接中出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷問(wèn)題，比如出現(xiàn)裂紋、夾渣未熔透、未熔合、焊瘤、氣孔以及咬邊等問(wèn)題，容易在增壓站連續(xù)運(yùn)行中由于難以發(fā)現(xiàn)管道的上述問(wèn)題而增加其質(zhì)量隱患問(wèn)題。

二是在對(duì)壓縮機(jī)組進(jìn)行安裝的過(guò)程中，如果安裝操作不夠規(guī)范而導(dǎo)致壓縮機(jī)與齒輪箱、齒輪箱與電機(jī)之間的找平找正和對(duì)中參數(shù)誤差超出規(guī)定范圍的情況，則會(huì)增加機(jī)組振動(dòng)幅度和概率，甚至?xí)霈F(xiàn)機(jī)組位移的問(wèn)題，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生并縮短其使用壽命。

三是在增壓站建成之后的正式投入運(yùn)行之前，如果沒(méi)有做好壓縮機(jī)喘振模擬測(cè)試、連鎖控制測(cè)試、緊急停機(jī)系統(tǒng)測(cè)試等調(diào)試測(cè)試工作，容易導(dǎo)致安裝施工中的隱患沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，使其在后期的運(yùn)行中出現(xiàn)重大缺陷和事故等問(wèn)題。為此就需要在增壓站的建設(shè)施工中，嚴(yán)格控制管線焊接質(zhì)量，保證焊接操作滿足相應(yīng)操作規(guī)范要求，做好焊接質(zhì)量檢查和處理工作。同時(shí)還要嚴(yán)格執(zhí)行安裝規(guī)范要求做好壓縮機(jī)組的安裝，保證上述參數(shù)誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。在建成增壓站之后需要開展一系列調(diào)試測(cè)試工作，在保證測(cè)試合格之后才能正式投入運(yùn)行。

4 試車因素造成的危害及預(yù)防措施

正是由于在增壓站建設(shè)過(guò)程中容易遺留質(zhì)量隱患，加之天然氣氣源的質(zhì)量也表現(xiàn)出不確定性的特點(diǎn)，增加了壓縮機(jī)試車投產(chǎn)運(yùn)行中的不確定性，這就需要做好對(duì)壓縮機(jī)試車時(shí)可能出現(xiàn)的危害因素采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

4.1 壓縮機(jī)腔體氣密性測(cè)試

對(duì)于壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)法對(duì)其開展工藝管道的強(qiáng)度試驗(yàn)以及密封性試驗(yàn)，造成其中的連接法蘭和本體出現(xiàn)試壓死角問(wèn)題，這就需要在上述試驗(yàn)完成并對(duì)管線進(jìn)行連接之后開展機(jī)組的整體氣密性測(cè)試工作。具體地說(shuō)就是按照管道設(shè)計(jì)壓力、使用氮?dú)鈱?duì)壓縮機(jī)的進(jìn)出口管線、本體和空冷器等開展氣密性測(cè)試，而且在測(cè)試完成之后將氮?dú)夥獯嬖跈C(jī)腔內(nèi)，防止出現(xiàn)天然氣等泄漏的問(wèn)題。

4.2 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試

針對(duì)采用活塞式截止閥的離心式壓縮機(jī)防喘閥來(lái)說(shuō)，其中的截流裝置在運(yùn)行中容易出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，而且在開展機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試時(shí)，就會(huì)由于其內(nèi)部具有較多的雜質(zhì)，導(dǎo)致這些雜質(zhì)經(jīng)過(guò)閥門籠筒位置時(shí)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，這就需要在開展此測(cè)試工作時(shí)要將此防喘閥拆掉并使用管道短節(jié)進(jìn)行連接。

4.3 壓縮機(jī)干氣密封安裝

在此安裝過(guò)程中，不僅要求安裝人員穿戴干凈的手套，在安裝之前需要使用精華空氣對(duì)密封腔以及安裝環(huán)境進(jìn)行吹掃。在安裝過(guò)程中要重點(diǎn)做好對(duì)安裝方向的控制，否則就容易導(dǎo)致動(dòng)環(huán)反向旋轉(zhuǎn)而對(duì)密封面造成損壞的問(wèn)題。此外，還要對(duì)進(jìn)氣管路和機(jī)殼上的進(jìn)出氣孔進(jìn)行清洗，處理其中的粘附物以及劃痕問(wèn)題，針對(duì)具有缺陷的動(dòng)靜圈進(jìn)行更換，或者是涂覆潤(rùn)滑脂進(jìn)行修復(fù)。

4.4 干氣密封氣源準(zhǔn)備

在此增壓站中的干氣密封為比較精密的器件，要求其密封氣體具有干凈和干燥的特點(diǎn)，并保證其具有穩(wěn)定的氣壓力和流程。而針對(duì)剛投產(chǎn)的增壓站管道來(lái)說(shuō)，其中難免會(huì)存在灰塵等，因此就需要使用外部獨(dú)立的干凈高壓氣源，保證采用專線的管路防止出現(xiàn)與其他工藝介質(zhì)互竄等問(wèn)題。同時(shí)還要確保外部氣源壓力比機(jī)腔內(nèi)的壓力大，防止機(jī)腔內(nèi)的氣體從迷宮位置進(jìn)入干氣密封而導(dǎo)致密封失效問(wèn)題。此外，外部氣源管路中還需要應(yīng)用干燥以及過(guò)濾設(shè)備來(lái)保證其純凈和干燥，還要保證氣源溫度在60℃左右，防止溫度過(guò)高而造成密封泄漏問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前對(duì)天然氣進(jìn)行壓縮的增壓站來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響天然氣長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行狀況，而如果沒(méi)有做好對(duì)增壓站的設(shè)計(jì)和施工，容易增加其運(yùn)行中的事故概率，同時(shí)也會(huì)由于檢修維護(hù)不到位而造成對(duì)壓縮機(jī)的危害。這就需要在增壓站的設(shè)計(jì)、施工以及后期的使用和維護(hù)管理中做好對(duì)其中重要設(shè)備的全過(guò)程管理工作，保證增壓站的安全和可靠運(yùn)行。

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