燃氣在線加臭裝置在靖邊基地配氣站的應用

馬漢平，陳小飛，呂 華，錢 龍

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

長慶油田靖邊基地配氣站上接第一采氣廠第一凈化廠配氣區，下連長慶油田和川慶鉆探各駐靖單位，主要負責為10 余家油田單位幾千名前線員工提供安全可靠的居民生活用氣及采暖用氣，日外供氣量隨季節變化較大（0.5～4.0×104m3），其站內工藝流程示意圖（見圖1）。

1 在線加臭的必要性

從凈化廠出來的天然氣無色無味，泄漏后不易察覺，可能導致窒息、火災等惡性事故發生，給廣大員工生命財產造成損失。加之，《城鎮燃氣設計規范》（GB50028-2006）3.2.3 條款中對燃氣在線加臭也作了強制性規定。

圖1 基地配氣站工藝流程示意圖

因此，為了確保長慶油田和川慶鉆探廣大前線職工生命財產安全，必須在靖邊基地配氣站加裝燃氣在線加臭裝置。

2 加臭劑的選擇和加注劑量確定

《城鎮燃氣設計規范》（GB50028-2006）中只對燃氣必須加臭作了強制性規定，但對加臭劑名稱和加注量未作具體要求，只是提出一些定性要求，因此，需根據國標要求篩選出一種合適的加臭劑，并確定出加注劑量標準。

2.1 加臭劑選擇

針對GB50028-2006 中3.2.4 條款對加臭劑的定性要求，通過調研發現，目前國內外所使用的燃氣加臭劑主要有硫醇和四氫噻吩（THT）。兩種臭劑的物理化學性質（見表1）。

表1 乙硫醇和四氫噻吩物理化學性質對比

從表1 可以看出：THT 物理化學性質優于硫醇，主要表現在：（1）THT 沸點高，冬夏均可使用，而乙硫醇沸點低，對夏季加臭不利；（2）THT 含硫量低，燃燒后對人體危害小；（3）THT 穩定性好，不溶于水，氣味不會由于土壤和水的吸收而減弱，臭味衰減小，而硫醇能與設備或管道內壁的金屬氧化物發生化學反應，生成硫醇鹽類，使氣味減淡甚至消失，導致加臭失效；（4）貨源易組織，THT 為專門產品，而硫醇為中間體。因此，基地配氣站選擇四氫噻吩（THT）作為天然氣加臭劑。

2.2 THT 加注劑量確定

國內外資料顯示，空氣中THT 濃度達到0.08 mg/m3時，可達到臭味強度2 級的報警濃度。我國要求在天然氣爆炸下限（5 %）的20 %時要能夠覺察，即天然氣濃度為1 %。因此，燃氣中THT 最低濃度應為8 mg/m3，但考慮管長、材質、腐蝕和加臭劑濃度衰減等因素，一般以理論值的2～3 倍（16～24 mg/m3）為加臭標準。因此基地配氣站加臭標準執行為20 mg/m3。

3 配氣站加臭工藝確定

目前國內外常用加臭工藝主要有液滴式、泵式、全自動式加臭設備等。

3.1 液滴式加臭工藝

液滴式加臭工藝（流程示意圖見圖2）是一種最為簡單的加臭流程，即用一個手動閥門簡單控制加臭劑量，這種工藝雖然節能，但難以控制加臭量，且加臭量受燃氣溫度、壓力、流量的變化影響。與此加臭工藝相似的還有引射式加臭工藝、旁通式加臭工藝。

圖2 液滴式加臭工藝流程示意圖

圖3 泵式加臭工藝流程示意圖

3.2 泵式加臭工藝

泵式加臭工藝（流程示意圖見圖3）是將加注頻率和單次加注量等可手動設定的參數通過控制系統輸送給臭泵，從而實現燃氣在線加臭。該工藝可分為加臭劑流動路線和控制系統路線，其中加臭劑流動路線為：臭劑儲罐→加臭泵→輸出管線→天然氣管道；控制系統路線為：開啟控制器→設定控制參數→驅動計量泵→自動加臭。

3.3 全自動式加臭工藝

全自動加臭工藝（流程示意圖見圖4）是通過配有微處理器的加臭機，對加臭劑的狀態以及預定的加臭比與實測加臭比的偏差進行精確的檢測與控制，并能對數據進行儲存和打印，實現全自動加臭。

圖4 全自動式加臭工藝流程

3.4 基地配氣站加臭工藝流程確定

參考第一凈化廠來氣流量、壓力的變化規律和下游各用戶不同階段的用氣量峰谷變化規律，結合到靖邊基地配氣站的工藝現狀，選擇了加臭比例精確、自動化程度較高、可實現集中監控的泵式燃氣在線加臭工藝（見圖5）。

圖5 基地配氣站加臭工藝流程示意圖

從圖5 可以看出，靖邊基地配氣站加臭工藝流程有以下優點：

（1）可根據下游臭劑檢測數據及時調節加臭泵的加注參數。

（2）遠程控制系統實現了對加臭泵的遠程、精確控制，實現了自動化。

（3）兩臺加臭泵不但可同時向一路管道加臭，也可以實現獨立加臭。

4 基地配氣站加臭裝置參數設置

通過市場調研并結合配氣站實際情況，配氣站加臭泵選用單次加注劑量較小、輸出量恒定且精確度較高的微量隔膜式柱塞計量泵。按照基地配氣站既定的加臭標準，每天通過加臭泵向下游管道中應加注的THT 劑量為：燃氣流量×20 mg/m3。因此，需要對加臭泵的單次加注量、每分鐘頻次及每天運行時間進行精確設定。

4.1 單次加注量（毫克/次）

根據加臭泵操作說明，泵的單次加注量在50～500毫克/次范圍內任意可調，為了保護泵正常運行基地配氣站，將泵的單次加注量調節為300 毫克/次。

4.2 計量泵頻次（次/分鐘）

如果加臭泵的工作頻率過高或過低，都可能影響加臭泵的使用壽命；如果根據氣量變化隨時調節計量泵頻次，不但給員工增加工作量，而且對加臭泵本體也會造成傷害，因此需要給加臭泵設定一個固定的頻次。經多方咨詢對比，將配氣站計量泵頻次固定為40 次/分鐘。

4.3 運行時間確定

由于基地配氣站下游日常用氣總量較少，無法滿足加臭泵24 小時連續加注要求，所以只能間歇加注。另外，由于基地配氣站下游日常用氣量基本穩定，僅隨季節周期性變化，因此在計算每天加臭泵實際運行時間過程中，采用前一天實際用氣量作為當日用氣量。因此，配氣站加臭裝置運行時間計算公式為式（1）。

5 加臭裝置運行效果

5.1 確保了下游用戶安全用氣

基地配氣站安裝在線加臭裝置后，下游用戶管線一旦發生天然氣泄漏，管線中的臭劑散發出強烈的氣味，使得泄漏點在最短時間內得到發現和整改，防止了事故的進一步擴大，從而確保了下游用戶的安全用氣。

5.2 加臭裝置日常運行安全、清潔、無泄漏

加藥機自帶的呼吸、阻火系統不但可實現儲藥罐內藥品密封，還可在儲藥罐排藥時確保空氣及時補給，在儲藥罐超壓時順利將超壓氣體排放至室外，從而保證整個加藥系統安全及加臭間內的空氣清潔。另外，從壓料系統至上料裝置及藥劑注入燃氣管道全過程封閉、無外漏點。

6 結論及建議

（1）加臭工藝的連續平穩運行對民用燃氣供氣安全有著很重要的作用。

（2）由于人對氣味的感知能力與溫度有關，溫度高時比溫度低時的感知能力強，在冬季，加臭量應適當加大到正常情況下的1.5 倍左右，即30 mg/m3左右。

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