天然氣增壓站流程改造設(shè)計

孫志學(xué)

摘要：本次設(shè)計是根據(jù)某縣境內(nèi)工業(yè)用戶和民用天然氣情況對某增壓站進行站場布局與設(shè)計。從天然氣站場系統(tǒng)的工藝總體布局到設(shè)備的選型，再到各類數(shù)據(jù)的計算與校核，均按照天然氣站場系統(tǒng)的要求與相應(yīng)的規(guī)范和法規(guī)。

設(shè)計從基本參數(shù)的確定開始依次確定了目前工業(yè)用戶和城鎮(zhèn)的居民以及未來幾年新增工業(yè)企業(yè)的用氣量。完成基本計算之后，進行站場系統(tǒng)的設(shè)備選型與計算，通過對壓縮機參數(shù)的計算，保證下游工業(yè)用戶用氣需求。再進行配氣站的工藝布局和管徑設(shè)計.確定方案后可進行下一步的施工組織。

本設(shè)計基本符合了天然氣增壓站設(shè)計的要求，且添加了一些新元素，可作為增壓站的設(shè)計參考。

關(guān)鍵詞：壓縮機;分子篩;旋風(fēng)分離器、調(diào)壓器、單向閥;

1、增壓站流程現(xiàn)狀簡介

某增壓站前期設(shè)計思路：四家中壓氣源來氣匯集到匯管，匯管分流兩路，一路經(jīng)過高壓往復(fù)壓縮機輸送給下游工業(yè)園區(qū)，在滿足工業(yè)園區(qū)用氣前提下，余氣外輸至高壓管網(wǎng)（高壓往復(fù)壓縮機設(shè)計參數(shù)主要依據(jù)高壓長輸管網(wǎng)運行壓力）;二路經(jīng)過低壓分子篩深度脫水再調(diào)壓后直接供給城鎮(zhèn)管網(wǎng)。

某增壓站后期設(shè)計思路：隨著工業(yè)園區(qū)大型用戶逐步增多，往復(fù)增壓壓縮氣量已不能滿足用戶氣量。增加第三路供氣流程，通過大型螺桿壓縮機將中壓氣源增壓至次高壓輸送給下游工業(yè)園區(qū)。

2、運行情況分析

隨著增壓站投產(chǎn)運行，原設(shè)計思路在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)了設(shè)計前預(yù)想不到的問題。通過實際運行我們大致分析總結(jié)以下幾項問題：其一，下游城鎮(zhèn)由于用戶不斷增加（尤其是用氣高峰期和冬季），用氣量也不斷增加;大型螺桿壓縮機對進口氣源壓力要求不高，城網(wǎng)和壓縮機在增壓站源頭來自同一個匯管。造成城網(wǎng)用氣在高峰期壓力驟降，加上四個氣源供氣的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致匯管內(nèi)壓力不穩(wěn)定，加劇了城鎮(zhèn)中壓管網(wǎng)的波動性，經(jīng)常性造成用戶調(diào)壓箱切斷閥切斷。其二，高壓往復(fù)壓縮機下游高壓分子篩經(jīng)常性出故障，超聲波流量計聲道經(jīng)常無信號，經(jīng)過多次拆卸維修。通過是設(shè)備損壞原因結(jié)合上游氣質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)高壓往復(fù)壓縮機進口和出口氣質(zhì)較差，存在油、水、煤粉混合雜質(zhì)。這些雜質(zhì)損壞率分子篩顆粒，使分子篩失去吸水功能，進而造成下游設(shè)備跟著受影響;煤粉和水以及油的混合物遮擋了超聲波部分聲道的信號傳遞，造成計量誤差。其三，原設(shè)計的運行方式有，第一種壓縮機增壓單獨輸送下游工業(yè)用戶，外輸閥門關(guān)閉;第二種壓縮機增壓輸送下游工業(yè)用戶，同時余氣外輸，即兩個下游同時輸送;第三種壓縮機增壓輸送下游工業(yè)用戶，下游工業(yè)用戶需求量大需要虧氣外補，高壓管網(wǎng)也向用戶送氣;第四種下游工業(yè)用戶停產(chǎn)，壓縮機單獨輸送大管網(wǎng)。從圖1流程可以看出壓縮機出口的兩個下游沒有更好的防止倒流（回留）裝置，在第二種運行方式情況發(fā)生時，系統(tǒng)內(nèi)壓力超高，下游工業(yè)用戶需求少，導(dǎo)致下游管網(wǎng)壓力大于高壓管網(wǎng)壓力時，此時兩個下游同時增壓送氣，會出現(xiàn)用戶管網(wǎng)氣倒向輸送至高壓管網(wǎng)，造成計量繁瑣，輸差變大，損壞設(shè)備等。

3、流程改造設(shè)計

為了解決城鎮(zhèn)管網(wǎng)供氣壓力波動問題，我們通過在大型螺桿壓縮機下游增加一分路（即工業(yè)園區(qū)用氣和城鎮(zhèn)管網(wǎng)用氣均來自螺桿壓縮機）?；玖鞒虨槁輻U壓縮機增壓至次高壓，再調(diào)壓至穩(wěn)定中壓輸送至城鎮(zhèn)管網(wǎng)。同時，為了避免串氣，在城網(wǎng)匯管氣源出增加一道單向閥。經(jīng)過改造可以實現(xiàn)，城網(wǎng)冬季或高峰期用氣緊張時，通過增壓再調(diào)壓供氣;淡季切換流程直接由匯管向城網(wǎng)供氣。如圖1所示

針對高壓往復(fù)增壓后氣質(zhì)差引起設(shè)備故障問題，經(jīng)過氣源氣質(zhì)和壓縮后氣質(zhì)綜合分析。設(shè)計改造原有凈化流程，在分子篩深度除水設(shè)備前增壓一臺旋風(fēng)分離器，用來除去往復(fù)機壓縮帶出的少量油滴、壓縮冷卻后產(chǎn)生的少量水珠、微量煤粉。

為了防止高壓管網(wǎng)串氣情況發(fā)生，優(yōu)化工藝設(shè)計，正輸工藝在高壓管網(wǎng)送氣方向增加一道或幾道單向閥門防止氣體倒流。反輸工藝（高壓管網(wǎng)向工業(yè)園區(qū)供氣），增加節(jié)流閥實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。由此解決了高壓管網(wǎng)的不確定因素引起管網(wǎng)壓力過高造成倒流串氣。

改造示意圖如下：

4、結(jié)論

天然氣增壓站是整個供氣系統(tǒng)的心臟，下游各類用戶的能否穩(wěn)定用氣需要我們反復(fù)從設(shè)計階段可行性、施工建設(shè)階段預(yù)見性、運行階段總結(jié)分析，再通過設(shè)計施工改造階的慎重性，每一個步驟都必須精心考量。設(shè)計階段應(yīng)立足企業(yè)根本，做到經(jīng)濟運行;施工階段必須把控施工質(zhì)量，避免后期運行發(fā)生的問題;設(shè)計變更改造要結(jié)合運行經(jīng)驗和工程項目實際情況慎重決定;后期運行要總結(jié)運行特點，提出合理經(jīng)濟的運行意見。因此，準確的掌握各方面信息，設(shè)計思路兼顧各個上游和下游的生產(chǎn)特點，才能更好的尋找到更加合理的設(shè)計理念。