張書彬
[摘要]分析由人工煤氣轉換成天然氣后,原有雷諾式調壓站出現的問題。提出兩種改造方案對原雷諾式調壓器進行改造及將雷諾式調壓器更換成雙薄膜式調壓器,分析兩種改造方案的特點,對張家口市的調壓站改造提出建議。
[關鍵詞]雷諾式調壓器 調壓站 人工煤氣 天然氣
中圖分類號:TM4文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0520092-01
一、雷諾式調壓站出現的問題
雷諾式調壓站在轉換天然氣后出現的主要問題有:
1.過濾器過濾精度低,過濾面積小、容量小,過濾效果差,過濾后仍有相當一部分雜質進入調壓器。運行多年后輸配管道腐蝕產生鐵銹,鐵銹和雜質在導壓管內沉積,導致主調壓器啟閉頻繁。
2.由于天然氣出口壓力較轉換前提高,放散壓力隨之提高,天然氣放散壓力約5kpa。原水封放散閥最大放散壓力為3.5kpa,考慮安全余量現必須提高到6kpa,這就必須改造水封放散閥(水封筒體高度增加250㎜)或改用彈簧式安全放散閥。
3.調壓站的安全運行對燃氣輸配管網的安全供氣至關重要,水封放散閥只能排放部分超壓氣體,不能從進口切斷氣源,因此必須設置安全切斷裝置(超壓切斷閥)。
4.由于天然氣不含萘,所以應取消脫萘筒。
5.改造前的雷諾式調壓器出口壓力不能滿足天然氣運行要求,必須進行改造。
二、雷諾式調壓站的改造方案
雷諾式調壓器是國內應用較早、較普遍、數量較多的一種調壓器,如果全部更換雷諾式調壓器,則存在浪費和資金不足等問題;若不采取積極有效錯施,則無法消除設備運行中存在的安全隱患。針對雷諾式調壓站普遍存在的問題,通過分析雷諾式調壓站改造的可行性,制定了具體改造方案。
(一)方案1
1.更換過濾器[1.2]。更換的過濾器按GB150-1998《鋼制壓力容器》規定的技術要求生產,外殼為鋼制,濾芯過濾面積是原來的5倍,可根據氣質選用不同精度的濾芯。在過濾器進出口管道上配有壓差計,反映濾芯的堵塞程度,以便及時清洗和更換濾芯。
2.更換水封放散閥。水封放散閥的超壓瞬間排氣量小,排氣較慢,影響放散效果。在0℃以下水易凍結,水封放散閥將失去作用,存在一定的安全隱患。因此需改用彈簧式安全放散閥。彈簧式安全放散閥可根據需要調節放散壓力,調節簡單、安全可靠,但要注意定期檢查彈簧式安全放散閥內橡膠件的腐蝕情況和彈簧的失效壓力。
3.增設超壓切斷閥。在過濾器后主調壓器前增設超壓切斷閥,正常情況下其配備了超高壓切斷功能,還可根據需要增配超低壓切斷功能,切斷壓力可調。切斷信號管與調壓器出口相連,若出口壓力升高超過超壓切斷閥的設定壓力,可在調壓器的進口端及時切斷氣源,從而消除惡性事故隱患。
4.取消脫萘筒。取消中壓輔助調節器前的脫萘筒,增設小型過濾器。
5.調整雷諾式調壓器的出口壓力。雷諾式調壓器的出口壓力的調節方法為改變低壓輔助調節器鉛塊及平衡塊的重量。一般情況下,為使出口壓力從1.76kpa提高到3.0kpa左右,需將低壓輔助調節器鉛塊重量增加到原來的1.7倍左右。由于低壓輔助調節器圓形截面直徑無法改變,只能靠疊加鉛塊增加重量,從而增加了低壓輔助調節器的不穩定性,為解決這個問題,可改用彈簧機構。
(二)方案2
對于運行時間已久,需要更新主要設備的調壓站,或原安裝空間較小,增設超壓切斷閥空間不夠,無法按方案1進行改造的雷諾式調壓站,可采用雙薄膜直接作用式調壓器取代雷諾式調壓器,調壓系統可設計成1+1、2+0、2+1以及多路并聯型。
三、兩種改造方案的特點
(一)方案1的特點
1.改造后的雷諾式調壓站已能滿足天然氣輸配的要求。由于雷諾式調壓器應用歷史較長,煤氣公司的操作、維修人員已熟練掌握其操作和維修技術,使用起來得心應手。
2.改造費用低,特別是對資金困難的中小城市煤氣公司體現了該方案的優越性。
3.日常維修費用很低,相當于雙薄膜式調壓站維修費用的1/4。
4.雷諾式調壓器為間接作用式調壓器,附件材質基本以灰口鑄鐵為主,笨重且精度差,調試復雜,對調試人員技術水平要求較高。
5.雷諾式調壓站零部件多,接口多,調節點多,因此可能的漏氣點也多。裸露在空氣中的薄膜達4處,中、低壓輔助調節器杠桿等結構也存在設計不合理之處,并且設備體積和占地面積較大。
6.雷諾式調壓站的擴展性不如雙薄膜式調壓站,不利于燃氣輸配管網的現代化管理,壓力調節的滯后現象給各種信號(壓力、溫度、流量等)的傳輸、反饋帶來不便。
7.雷諾式調壓器的運行操作比較復雜,每天需要有專人巡視、調節壓力、取送壓力記錄,耗費較多的人力、物力,而且信息反饋難以及時、準確,不利于及時發現問題,采取應急措施。
(二)方案2的特點
1.雙薄膜調壓器為直接作用式,以球墨鑄鐵、鋼、有色金屬為主材質加工而成,內部配置超高、超低壓切斷機構。隔離平衡膜的反應速度快,壓力調節范圍廣,可以充分滿足用戶要求。調試簡單,維修方便,可在線維修。
2.雙薄膜式調壓站可采用兩條或兩條以上的供氣通道,也可配置主、副路調壓器自動切換功能,當主路出現故障導致燃氣出口壓力達到設定壓力時,該路的緊急切斷閥自動切斷供氣。當燃氣出口壓力降至副路調壓器出口壓力設定值時,副路調壓器自動投入工作,保證為下游不間斷供氣,提高供氣的安全可靠性。
3.雙薄膜式調壓站具有優越的擴展性能,可根據用戶的要求增加消聲、監控、遙測、遙控等功能。
4.改造費用高。
5.日常維修費用高。雙薄膜式調壓站的維修費用比雷諾式調壓站高得多。
四、針對張家口市煤氣調壓站的改造建議
隨著應張(山西應縣-張家口)天然氣長輸工程的實施,張家口市區即將面臨氣源轉換的現實問題。市區現有在運行煤氣調壓站57座,均為雷諾式調壓站,承擔著將中壓人工煤氣轉換成低壓人工煤氣供用戶使用的任務。根據我市經濟現狀及燃氣輸配的管理水平,本著安全、合理、節約的原則,建議在轉換天然氣后對寧遠、沙電等32座運行達到或接近二十年,主設備已老化的調壓站采用方案2改造,其余調壓站因主設備尚有相當長在役期建議采用方案1進行技術改造。
參考文獻:
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[2]GB50028-2006,城鎮燃氣設計規范[S].
[3]鄭安濤,燃氣調壓工藝學(第2版)[M].上海科學技術出版社,1994.