燃氣調壓撬的設計與應用

丁昱

（中石油中亞天然氣管道有限公司，北京 100007）

調壓撬是集過濾、計量、加熱、調壓為一體的燃氣調壓計量設備，天然氣經來氣管線引入本裝置，經裝置中濾芯式過濾器除去天然氣中的5um以上的固體粉塵顆粒等雜志，經氣體渦街流量計對來氣用氣量進行計量，流量計算由流量計算機完成并將用其總量上傳至站控系統。

流量計后設有電動球閥，可由站控系統將計量故障回路切換到備用回路。經計量后的天然氣進入直接作用式電加熱系統，將天然氣升溫后進入壓力控制系統。

一級壓力控制系統由1臺安全切斷閥和2臺調壓閥串聯在一起組成，二級壓力控制系統由2臺安全切斷閥和1臺調壓閥串聯在一起組成。安全切斷閥、調壓閥為相互獨立的設備。正常情況下，安全切斷閥和監控調壓閥處于全開位置，由工作調壓閥對下游壓力進行控制。當工作調壓閥出現故障，無法控制下游壓力時，監控調壓閥開始工作，以維持下游壓力的安全范圍。若監控調壓閥也出現故障，不能控制下游壓力時，安全切斷閥則自動切斷氣源，以保證下游管道和設備的安全。

一般情況下，兩個供氣支路同時工作，同時在每個供氣支路均可獨立承擔整個系統的負荷進行配置，保證燃氣輪機供氣的連續性和穩定性。

調壓撬電加熱控制柜專為天然氣自用撬天然氣加熱設計，主回路由一個進線斷路器QF1、接觸器KM1和一個調功器RKZ3組成。控制回路包括繼電器xJx、PID溫度控制儀MAC50D以及報警指示燈xHx和報警蜂鳴器xH01組成。控制系統具有本地/停止/遠程的操作模式以及手動/自動操作模式，同時系統具有過熱、故障指示、過電流、防雷等保護功能。

控制參數分別設置為：法蘭報警溫度TE1：90℃；加熱芯高溫報警溫度TE3：80℃；加熱芯高高溫報警溫度TE2：150～195℃；加熱器出口溫度給定值TE4：10～20℃。在自動控制模式下，電加熱器是由一塊溫度控制儀TE4實現主控功能。在此控制模式下，主控溫度表TE4采集電加熱器出口溫度，如果采集到的電加熱器出口溫度低于設定的溫度，則經過PID的計算輸出4～20mADC的信號并輸出給調功器，同時如果工藝管道內有氣體流動，并且引起了流量開關動作，使流量開關輸出閉合節點信號，則調功器輸出需要的功率，對加熱器的輸出功率進行0～100%的平滑調節，如果溫出口溫度高于設定溫度或者流量開關沒有動作，則加熱器停止工作。

在手動控制模式下，則屏蔽了溫控儀TE4的輸出信號和流量開關的輸出信號，通過WR手動輸出旋鈕直接控制調功器進行功率的輸出控制加熱器的功率。

如果綜合報警存在，則無法啟動加熱器，只有當報警狀態消失且經過人工復位（旋轉SA5復位開關）后，電加熱器才能重新啟動。

在就地控制模式下（旋轉SA3就地和遠程控制按鈕），可以在控制柜上直接啟動和停止電加熱器。在遠程控制模式下，可以在SCADA系統中，通過HMI發送命令（啟動命令為保持信號）去啟動和停止電加熱器。在這兩種控制模式下，都可以通過控制柜的緊急停止開關SA4停止加熱器的工作。

加熱器的運行、停止、綜合報警狀態以及工作電壓和電流值可以從SCADA系統的HMI畫面上進行遠程監控。遠程和就地的狀態就是控制是否給加熱器供工作電源，遠程就是在SCADA系統中給加熱器進行控制，就地就是在控制柜中進行啟動或停止按鈕控制；手動/自動是控制機柜中調功器的電流輸出的大小，在自動狀態時通過出口溫度經過PID計算，輸出4～20mA DC控制調功器的輸出。在手動狀態下直接給出調功器的輸出，輸出值通過調節控制柜面板的旋鈕進行手動輸出。電加熱器設有法蘭溫度報警指示燈H3、高報溫度報警指示燈H4、高報溫度指示燈H5、流量指示開關燈H6，所有這些報警在線路中都為開關閉合報警，為常開觸點。

當任何一個報警產生時，會有相應的報警指示燈顯示。若消除此報警，無論是在就地或遠程控制模式下，都必須通過控制柜的復位開關進行復位操作。

復位開關是帶鑰匙的非自復位式開關，每次進行復位操作后必須人工旋轉鑰匙把開關恢復到工作狀態。復位開關在復位狀態會屏蔽系統的所有的保護功能，如果復位操作之后，沒有恢復到工作狀態，會導致電加熱器在無保護的狀態下工作，容易產生事故。

為了避免控制中發生事故。首先，電加熱控制柜內超溫保護回路和報警回路應分開設置。任何工作狀態下超溫保護回路不應被屏蔽。其次，可以調整流量開關設定值至2～3m/s，適當降低敏感度。并且在復位開關、急停按鈕等重要開關應增加醒目的警示標示。同時，為了進一步保障設備的安全性，將電加熱器芯的溫度信號上傳至站控系統并進行超溫報警。手動功能鎖定，正常情況下不允許操作。

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