燃气电厂天然气调压站系统的优化设计

城市建设Cheng Shi Jian She燃气电厂天然气调压站系统的优化设计高春艳徐光宇中国机械设备工程股份有限公司北京10005【摘要】天然气调压站是改善的夭然气品质,使之满足燃气轮机进气要求的重要处理系统,它直接关系到下游的机鉏和设备安全平稳运行。根据上游天然气品质特性和現场布置条件,对天然气调压站系统进行合理优化设计,可以提高机鉏运行的经济性、降低造价、减少能耗【关键词】天然气调压站;燃气轮机;天然气;单【中图分类号】TM621【文献标识码】随着西气东输天然气输气工程的建设,以及燃气轮机联合循环机组以其整2.5加热单体循环效率高、造价低、污染小、占地少、建设周期短、运行灵活、适合调峰等天然气的来气温度较低而不满足燃气轮机要求的时候,就需要对天然气进优点在国内得到迅速发展。天然气调压站是天然气进入电厂后的第一道处理系行加热来提高天然气的温度。加热天然气通常有以下三种方式统,直接影响到燃气轮机联合循环机组的运行可靠性和经济性。在保证系统设备(1)水浴式加热器:水浴加热器是集热水锅炉和换热器为一体的设备,由炉稳定和安全可靠运行的前提下,合理优化配置天然气调压站的系统设备,可以提本体及燃烧器等组成。它利用除盐水为中间传热介质,除盐水吸收火筒中燃烧天高机组运行的经济性、降低造价、减少能耗。1天然气调压站的作用的天然气压力一般在0.2MPa左右,因此,直接取自天然气主管道的天然气需要目前国内燃气轮机电厂的天然气的来源主要有两种:一种为来自国外的液化配置一套减压装置,以满足水浴炉对天然气压力的需求天然气(LNG),另一种为国内气源,主要通过西气东输管线接入电厂电加热器:电加热器利用电能直接加热天然气,加热方式简单,但直接对于来自国外的LNG气源,液化天然气首先经海上船运至LNG接收站,在消耗高品质能源。由于天然气调压站属于防爆区域,电加热器需要选用接收站内经过气化,然后通过天然气管道送至各个电厂。在每个电厂供气方均设品,其控制系统若安装在现场,需要选用防爆型的控制柜,若安装在安全区域内置供气末站,将较高的压力进行减压,然后再将气体送入电厂设置的天然气调压则不必选择防爆型的控制柜。电加热器可以选用立式和卧式型式站。对于国内的气源,天然气的来源为输气干线上接出一条支线进入分输站,分(3〕管壳式换热器:以燃气轮机系统中产生的过热水或蒸汽为热源,通过管输站进行调压后再送入电厂设置的天然气调压站壳式换热器对天然气加热。这种换热方式运行可靠,系统配置简单,造价低,运天然气调压站是燃气轮机电厂对天然气的主要处理系统,其主要作用如下行经济。但对于距离主厂房区较远的天然气调压站,就需要铺设较长的管道,需降压、稳压,将上游供气末站提供的压力较高的天然气降至下游燃气轮要综合考虑其可靠性和经济性机所需要的压力和流量,并达到稳定的状态26调压单(2)清除天然气的杂质。采用惯性分离、介质过滤、凝聚和燃料加热等方调压单元是调压站的主要压力控制装置,分为单元制配置与法,清除天然气中固体颗粒及液滴等杂质,使进入燃气轮机中的气体燃料负荷规单元制调压方案中,每台燃气轮机配置一用一备的调压支路;在完成多3)保护下游管道和设备。在机组或系统发生故障时,调压站中设置的安全台燃气轮机的供气。每条调压支路通常串连配置有进出口手动隔装置如紧急切断阀〔ESD)等动作,快速切断向下游的供气,避免故障的扩大和断阀、监控调压器、工作调压器。正常工况下,工作调压器调节「压站出防止上游高压的天然气危害到下游的设备及管道压力,当工作调压器故障时,工作调压器为事故常开状态,此时工作调压器下2天然气调压站配置优化设计游压力升高,监控调压器监测到下游压力升高后,自动投入运行。为了加速监控天然气调压站主要包括天然气人口切断、计量、粗分离、分离/过滤、加热、调压器的反应速度,监控调压器配置有加速器;如果监控调压器也发生故障,监压力调节、天然气分配、排放、排污、在线监測、安全监測、电气控制、仪表控控调压器为事故常关配置,该调压支路自动关闭。当工作调压支路关闭后,调制、数据通信等装置。其基本工艺单元示意图如图1所示。压站出口压力将逐步降低降低到备用调压支路的工作调压器设定点的候,备用支路的工作调压器自动投入工作。如果下游压力非正常继续上升至放散集中放赦单阀设定压力,放散阀启动;如果压力继续上升达到安全切断阀设定压力时,安全切断阀切断,保证系统安全调压器的压力控制型式有自力式和浮动给定值式两种。自力式调压器的压力口单元计量单元粗分离单元分离/过滤单元加热单调压单元反馈信号是在调压器出口,即保证调压器出口压力为定值:浮动给定值式调压器的压力反馈信号来自燃气轮机前,保证燃气轮机前的压力是定值燃气轮机负荷不同时所需要天然气压力也不同。调压阀选型时,要根据不同的燃气轮机要求以及现场布置条件,综合考虑选择调压阀的型式。如果燃气轮机给定的人口天然气压力范围较大,可以配置自立式调压阀,期初投资低些。如果图1调压站基本工艺单元示意图电厂的调压站距离主厂房区域远且天然气前置模块的压降大,自立式调节阀在燃在充分考虑安全、节省投资以及投产后便于运行检修的基础上,可以对调压气轮机低负荷时不能满足燃气轮机的进气压力要求,调压阀可以选择浮动给定值的系统配置和设计方案进行合理优化,并且充分有效地进行利用,使其达到最式,精确地控制燃气轮机钱的压力稳定,这种型式的调节阀投资高些。佳的运行效果除上述单元之外,天然气的集中放散及凝析液收集单元也是非常重要的辅助人口单元主要设备包括紧急切断阀和绝缘接头。人口处配置绝缘接头,实设备现调压站与上游输气管线的电绝缘,确保入口安全。绝缘接头后配置急切断阀(1)集中放散单元:集中放散装置主要包括各个单元的安全放散阀及放散管〔ESD),紧急切断阀一般选择失效关闭型执行机构驱动的球阀,采用气动装置,道、集中放散塔等。目前集中放散塔主要有直排式啟散筒、直接火炬和封闭式火驱动气源为仪表空气,并通过电磁阀实现远程控制,在发生天然气大量泄漏、火炬。其中,封闭式火炬更符合环保和安全的需求。在选择放散装置的时候,一定灾或其他紧急事件时,就地或远控迅速切断气源,保证电厂的安全,ESD阀关闭要充分考虑最大放散量和当地环境对噪音的要求时间≤1s,开启时间<3s(2)冷凝收集单元:冷凝收集装置主要包括粗分离器和过滤器的排污装置2计量单元排污管道和冷凝储罐。在选配冷凝储罐的时候一定要考虑当地的环境温度,若环天然气经过入口单元后进入计量单元进行计量,以便于与上游供气商贸易计境温度低于0℃,就需要对冷凝收集装置进行必要的保温和伴热,防止发生冰冻量进行准确性校对。站内所有天然气通过超声波流量计进行计量,超声波流量计现象。储罐中的冷凝液可通过排污泵排到收集车中,运到垃圾处理厂进行处理为1×I00%配置,同时配置流量计算机,并由流量计算机调校为标准状态下的压站内设置就地控制室,集中控制室内一般配置可编程控制器(PLC)温度、压力,气体流量可由流量计算机的显示器即时显示。本单元还配置在线色不间断电源(UPS)、流量计量柜、色谱柜、配电盘等,来实现对各个功能单元的谱分析仪,实现气体质量的在线监控,并与流量计和流量计算机配合实现热值计监控,调压站控制系统具有与全厂DCS的标准通讯接口算。流量计设有一个旁路,在流量计进行标定时开3结论23粗分离单元在燃气轮机电厂中,天然气调压站是把好天然气“入口”质量关并使其符合粗分离单元的主要功能为清除天然气中的大的固体颗粒和游离液滴,以及在燃气轮机对天然气要求的重要处理系统。必须做好天燃气调压站的选运行初期阶段受施工等多种因素影响而存留在管道内部的杂质等污物。粗分可能地利用自身资源,合理优化调压站的配置,降低投资,提高机组运行的经济离单元主要设备是旋风分离器,经它分离出来的污物沉落到分离器的底部,天然性,达到最大程度的节能降耗气经出口引出。旋风分离器容量为1×120%配置,并配有球阀旁路,维修时可短(1)根据天然气的品质特性分析,判断粗分离单元是否有必要设置期供气。另外,本单元还配有连锁控制的自动排污阀和高低液位开关,自动将杂(2)加热单元的选配根据上游天然气来气温度和燃气轮机的需求决定,采用质从排污母管排入冷凝储罐的加热方式应充分利用电厂的余热4分离/过滤单元3)调压支路的配置方式以及调压阀型式的选择,应根据主设备要求、机组单元为精过滤单元,用于将天然气中固体小颗粒和小液滴分离出来,给燃可靠性要求和现场布置条气轮机提供清洁的天然气。过滤器可根据实际情况设置两用一备或一用一备。过参考文献中国煤化滤器的工作原理是根据筛除效应、深层效应和静电效应来清除天然气中的杂质吕小兰,燃机电厂H比工1。过滤器一般分为两段式设计,第一段为分离段,采用挡板分离和旋风分离的6-9CNMHG过滤芯过滤的清洁天然气经出口引出。此外,还配置了连锁控制的自动排污阀和燃气,2009(9):8-10改进措施],城市高低液位开关,将沉积于过滤段和分离段底部的杂质自动排人冷凝储罐。作者简介:高春艳(1974-),女,中级工程师,碩士,从事电厂建设工作商品与质量SHANGPINYUZHILIAN