聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組天然氣管道接入工程技術(shù)方案和實(shí)踐探究

摘要：對(duì)于進(jìn)行改擴(kuò)建聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組工程的火力發(fā)電廠而言，充分利用老廠資源將新天然氣管道接入既有系統(tǒng)并進(jìn)行有限程度的改造是相對(duì)經(jīng)濟(jì)且可行性較高的工程方案，但實(shí)際操作過(guò)程中往往受制于各類(lèi)缺陷而出現(xiàn)問(wèn)題?，F(xiàn)以某電廠天然氣接入工程為案例，介紹一種在末站輸送能力足夠時(shí)成本相對(duì)低廉且較為安全可靠的技術(shù)方案，并討論實(shí)踐過(guò)程中的要點(diǎn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠聯(lián)合循環(huán)基建工程天然氣管道技術(shù)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TE973

TechnicalSchemeandPracticalExplorationofNaturalGasPipelineAccessEngineeringforCombinedCycleGeneratorUnits

FEIJunfeng

WangtingPowerGenerationBranchofShanghaiHuadianElectricPowerDevelopmentCo.，Ltd.，Suzhou，JiangsuProvince，215155China

Abstract：Forthermalpowerplantsundergoingexpansionandrenovationofcombinedcyclegeneratorunits，itisrelativelyeconomicalandfeasibletofullyutilizeexistingfacilitiestointegratenewnaturalgaspipelinesintotheexistingsystemwithlimitedmodifications.However，practicaloperationsoftenencounterissuesduetovariousdeficiencies.Thispapertakesacertainpowerplant'snaturalgasaccessprojectasacasestudytointroducearelativelycost-effectiveandsafetechnicalsolutionwhentheterminalstation'stransmissioncapacityissufficient，anddiscusseskeyissuesinthepracticalprocess.

KeyWords：Thermalpowerplants;Combinedcycle;Infrastructureengineering;Naturalgaspipelines;Technicalscheme

某火力發(fā)電廠始建于20世紀(jì)50年代，于2003年投產(chǎn)一期兩臺(tái)9F級(jí)燃機(jī)，2023年開(kāi)始二期燃機(jī)基建，配套建設(shè)天然氣調(diào)壓站。新燃機(jī)項(xiàng)目需要將新天然氣管道接入既有管網(wǎng)，但經(jīng)設(shè)計(jì)單位考量，舊系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷：末站至調(diào)壓站管路過(guò)長(zhǎng)，約1km；管道敷設(shè)高低落差，卻未設(shè)置疏水、排污點(diǎn)，導(dǎo)致其中可能存在積水、油污、灰塵；投用20年未進(jìn)行沖洗；電廠方面的施工方案審批須經(jīng)天然氣末站同意，施工期間須保持高度協(xié)調(diào)性；時(shí)間須經(jīng)省調(diào)度中心同意，其間兩臺(tái)在運(yùn)機(jī)組必須為雙停，周期不低于20天，施工存在很大困難。鑒于此，電廠和調(diào)壓站開(kāi)展了接入工程技術(shù)方案和實(shí)踐探究。

1前期準(zhǔn)備

1.1施工流程

本工程分為5個(gè)主要流程，即施工準(zhǔn)備、管道安裝、氣體置換、系統(tǒng)接入、系統(tǒng)恢復(fù)。

1.2工期制定

估算工期約置換5天+接入5天+恢復(fù)5天共計(jì)15個(gè)自然日，應(yīng)當(dāng)選取至少一臺(tái)機(jī)組C修期間進(jìn)行工程。

本案例中，電廠依相關(guān)技術(shù)規(guī)范[1]于當(dāng)年9月進(jìn)行為期15天的雙停檢修，遂選擇優(yōu)先安裝管道，停機(jī)窗口期間檢修完成后再進(jìn)行接入。

2技術(shù)方案

2.1施工準(zhǔn)備

2.1.1技術(shù)和準(zhǔn)備

確認(rèn)施工方案編制完成、技術(shù)安全交底工作已完成、圖紙會(huì)審?fù)戤?人員通過(guò)安全教育、持證上崗，對(duì)安全措施進(jìn)行詳細(xì)交底。

2.1.2材料和器具準(zhǔn)備

材料：20G鋼管管件、20套管、預(yù)制防腐管、20G異徑管、雙層防腐球閥。

工具：切割打磨機(jī)具、液氮車(chē)、吊車(chē)、可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、露點(diǎn)分析儀、空壓機(jī)。

2.2管道安裝

2.2.1管道預(yù)制及安裝

完成配管、割管、清膛、除銹、坡口預(yù)制，安裝后在夜間對(duì)焊口進(jìn)行無(wú)損探傷[2]。

2.2.2清理、干燥、試壓、吹掃

清管至少兩次，干燥后驗(yàn)收應(yīng)測(cè)水露點(diǎn)分析儀，露點(diǎn)應(yīng)連續(xù)4h比管道最低環(huán)境溫度低5℃、變化幅度≤3℃。

強(qiáng)度試驗(yàn)用發(fā)泡劑，壓力為1.1倍設(shè)計(jì)壓力。

氣密性試驗(yàn)用空氣，壓力為設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)升壓至定值后穩(wěn)壓6h開(kāi)始記錄，頻率為每小時(shí)一次，共24h。

吹掃采用爆破法吹掃[3-4]。

2.2.3埋地管道特殊要求

埋設(shè)燃?xì)夤艿赖难鼐€應(yīng)連續(xù)敷設(shè)警示帶[4-6]。外防腐涂層采用聚乙烯三層復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐層；現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口及彎頭采用三層結(jié)構(gòu)輻射交聯(lián)聚乙烯執(zhí)收縮套；處理前內(nèi)外壁均作噴丸除銹達(dá)到Sa2.5級(jí)[7]。

2.3氣體置換

隨著氮?dú)庵脫Q，管內(nèi)天然氣濃度從飽和降至不飽和，積水油污中的天然氣再次揮發(fā)，有安全隱患。因此氮?dú)庵脫Q是本工程最危險(xiǎn)的部分，下面以圖1、圖2進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.3.1末站隔絕來(lái)氣

關(guān)閉調(diào)壓撬5X02、5X03、5X04，開(kāi)啟調(diào)壓撬后隔5X05及母管ESD閥6101；其余閥門(mén)關(guān)閉。

2.3.2末站卸除大部分天然氣

電廠開(kāi)啟母管上的進(jìn)氣總、流量計(jì)、天然氣緊急切斷閥、關(guān)閉母管上的過(guò)濾器A、B兩路的進(jìn)出口門(mén)；開(kāi)啟流量計(jì)后排空門(mén)，管道泄壓至0.3MPa后關(guān)閉。

電廠關(guān)閉母管上的進(jìn)氣總、流量計(jì)、天然氣緊急切斷閥；打開(kāi)母管上的過(guò)濾器共4路的調(diào)壓撬進(jìn)出口門(mén)；打開(kāi)4個(gè)調(diào)壓后排空門(mén)，壓力泄壓至0.05MPa后關(guān)閉。

2.3.3末站停用設(shè)備

確認(rèn)泄壓，關(guān)閉調(diào)壓橇前隔門(mén)5X01、關(guān)閉調(diào)壓橇后隔門(mén)5X05并拉電，打開(kāi)調(diào)壓橇閥門(mén)；調(diào)壓橇內(nèi)管始終保持天然氣壓力大于大氣壓且小于0.1MPa，由末站負(fù)責(zé)監(jiān)視壓力，并每天通報(bào)壓力變化，一旦發(fā)現(xiàn)壓力下降立即中止工作。

2.3.4氮?dú)庵脫Q

關(guān)閉末站緊急切斷、流量計(jì)后排空和流量計(jì)出，電廠內(nèi)N2吹掃接入2輛液氮車(chē)輪班。電廠操作充氮至末站調(diào)壓橇后隔門(mén)5X05，并保證管道升壓至0.1MPa保持30min；開(kāi)啟末站出口6101、出口前放散6102、6104將天然氣排入放散管。

2.3.5充分排除天然氣

按步驟4，以一個(gè)小時(shí)為頻率反復(fù)開(kāi)閉出口前放散6102、6104以充分排氣，3～4個(gè)周期后測(cè)量濃度保證≤10%LEL后關(guān)閉6102、6104，保證天然氣母管內(nèi)部升壓至至少0.2MPa。

2.3.6確認(rèn)工作條件

確認(rèn)末站關(guān)閉出口總門(mén)6101和出口前放散6102、6104；保持調(diào)壓橇后隔5X05和出口總門(mén)6101之間的管道氮?dú)獗韷?.1MPa以上。

2.3.7排除氮?dú)?/p>

打開(kāi)出口后放散6105、6106排空氮?dú)夂箨P(guān)閉，這是因?yàn)楹罄m(xù)焊接工作無(wú)法在氮?dú)猸h(huán)境下完成。

2.4系統(tǒng)接入

監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)氣體，手工或用水刀割除舊閥門(mén)，在法蘭出口加氣囊封堵并注水；再次確認(rèn)危險(xiǎn)氣體監(jiān)測(cè)合格以后焊接反法蘭并安裝閥門(mén)[8]，完成新天然氣管道的接入。

2.5 系統(tǒng)恢復(fù)

確認(rèn)所有閥門(mén)處于關(guān)位，分別恢復(fù)調(diào)壓站和末站設(shè)備。參考2.3節(jié)所述逆向執(zhí)行氮?dú)庵脫Q空氣，合格后再天然氣置換氮?dú)狻?/p>

3注意事項(xiàng)

（1）本工程會(huì)對(duì)在運(yùn)機(jī)組生產(chǎn)造成影響，建議施工順序?yàn)橄韧瓿晒艿婪笤O(shè)，在省調(diào)批復(fù)后的窗口期完成接入[9]。

（2）氮?dú)庵脫Q宜用液氮車(chē)，這是因?yàn)橐旱?chē)工作壓力比方案中管道最高壓力高，液氮或氮?dú)馄繜o(wú)法保證較高的壓力。

（3）氮?dú)庵脫Q量的計(jì)算無(wú)明確規(guī)定，若管道經(jīng)常進(jìn)行疏水、排污則以3倍管道容量計(jì)算；若未清洗，以不低于6倍置換容量計(jì)算。

（4）由于母管沒(méi)有疏水排污點(diǎn)，氮?dú)庵脫Q必須持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，這是因?yàn)楣艿纼?nèi)部腔室的油污、積水可能揮發(fā)出天然氣。

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