引進西氣東輸高壓天然氣，降低裝置能耗

周建民，高遠飛，趙 男

（中國石油天然氣股份有限公司烏魯木齊分公司，新疆烏魯木齊 830019）

引進西氣東輸高壓天然氣，降低裝置能耗

周建民，高遠飛，趙 男

（中國石油天然氣股份有限公司烏魯木齊分公司，新疆烏魯木齊 830019）

改造現(xiàn)有流程，利用西氣東輸二線4.0MPa 天然氣取代裝置現(xiàn)有天然氣壓縮機，達到節(jié)能降耗的目的。

西氣東輸；二線；高壓天然氣；節(jié)能降耗

烏石化化肥廠二化肥裝置設計年生產(chǎn)合成氨30萬 t，尿素52萬 t。以天然為原料采用布朗深冷凈化工藝和布朗三級絕熱合成氨工藝。CO2脫除系統(tǒng)采用由 BASF 提供的活性 MDEA工藝。天然氣西氣東輸二線管線設計壓力 5.5MPa，合理利用這部分高壓天然氣取代現(xiàn)用的天然氣壓縮機，降低綜合能耗。

1 裝置及天然氣流程簡介

烏石化化肥廠二合成裝置設計年生產(chǎn)合成氨30萬 t，采用布朗深冷凈化工藝和布朗三級絕熱合成氨工藝。CO2脫除系統(tǒng)采用由 BASF 提供的活性 MDEA 工藝。

裝置以天然氣為原料，外供天然氣溫度35℃、壓力0.78MPa進入界區(qū)，經(jīng)過分離器（V-4）和過濾器（F-13），然后進入原料氣壓縮機（C-4），經(jīng)兩段壓縮冷卻和分離，最終出口壓力為 3.65MPa。該原料氣壓縮機（C-4）設計消耗 3.8MPa 中壓蒸汽 5.447t/h，0.22MPa 低壓蒸汽 17.21t/h。實際生產(chǎn)中 3.8MPa中壓蒸汽消耗在 13t/h，0.22MPa 低壓蒸汽消耗約為 5t/h。日常需一臺90kW 的油泵、一臺18.5kW 的冷凝液泵輔助運行。

2 西二線流程簡介

1）2010年西氣東輸二線管道建設為烏石化預留了一條分支管線，該管線設計出口壓力5.5MPa，通過輸氣末站提壓進入烏石化天然氣壓力穩(wěn)定在4.0MPa，代替現(xiàn)有的天然氣壓縮機無需再次加壓即可滿足生產(chǎn)要求。按照此要求在現(xiàn)有的天然氣流程的基礎上增加了分離罐（V-2511）、原料氣過濾器（F-2511）、原料天然氣預熱器（E2511）以及部分管線。整體項目投資 1 915.74 萬元，管道設備的安裝施工 2013 年及 2014年完成并投用。

2）西二線至烏石化天然氣流程及參數(shù)如下：原料天然氣（操作壓力4.0MPa、操作溫度5℃），經(jīng)過原料氣分離罐（V-2511）與原料氣過濾器（F-2511）進行氣液分離與過濾凈化處理，處理后的原料氣進入原料天然氣預熱器（E2511）進行加熱，原料天然氣用中壓蒸汽將原料氣加熱至160℃，經(jīng)調(diào)節(jié)閥 PV-2515 穩(wěn)壓到 3.8MPa 后，接入原有原料氣壓縮機（C-4）出口管道上。通過溫度調(diào)節(jié)閥 TV-2511調(diào)節(jié)中壓蒸汽的流量來控制E-2511 預熱后的原料氣溫度，西二線投用后，換熱器 E-2511將增加 S38 消耗 4.644t/h。

3）為了確保裝置安全平穩(wěn)運行新增加聯(lián)鎖：I-101 聯(lián)鎖變動聯(lián)鎖動作增加：西二線原料氣停車。即：PV-2515聯(lián)鎖全關(guān)，調(diào)節(jié)器信號輸出強制到0且不受控；PV-2512聯(lián)鎖打開50%，5s 后受控，PIC-2512 原設定不跟蹤。原料氣停車復位后，PV-2515 調(diào)節(jié)器受控（PV-2515 調(diào)節(jié)器原設計為 PDC-111，變動為PIC-2520）。I-101 增加一個切換開關(guān)：開關(guān)置“0”位時，I-102正常，西二線原料氣停車被旁路；開關(guān)置“2”位時，西二線原料氣停車正常，I-102 被旁路；開關(guān)置“1”位時，I-102、西二線原料氣停車均正常。I-115聯(lián)鎖變動聯(lián)鎖動作增加：西二線主停車。即：PV-2514 聯(lián)鎖全關(guān)，PIC-2514 輸出強制到 0；主停車復位后，PIC-2514受控。YS1-CGT1 聯(lián)鎖變動聯(lián)鎖動作增加：西二線 CGT-1停車。即：PV-2513 聯(lián)鎖全關(guān)，PIC-2513輸出強制到 0；CGT-1 聯(lián)鎖復位后，PIC-2513受控。

3 西二線投入運行

在進行了上述流程改造后，對該流程涉及到的聯(lián)鎖進行了改動，分別完善了西二線工況下，原料氣壓縮機工況下及兩種工況并行情況下的聯(lián)鎖動作，并在裝置停工期間擇機進行了聯(lián)鎖試驗，效果良好。

2014年8月，西二線流程試投用。為防止投用過程因異常狀況造成裝置停車，按照工藝原料氣、H-1燃氣、CGT-1燃料氣的順序進行操作。為防止投用過程因異常狀況造成裝置停車，在投用時先投用最需要驗證的原料氣，因此投用順序為原料氣、H-1 燃氣、CGT-1 燃料氣。裝置減負荷至 90%，降低空碳比至2.15左右，以提高裝置操作彈性，降低投用過程的停車幾率。經(jīng)過幾次調(diào)整后，西二線末站將出站壓力提高至3.9MPa，緩慢投用西二線原料天然氣。

緩慢打開調(diào)節(jié)閥，引西線天然氣 5 000m3/h 放空，通過閥門控制，將西二線出口天然氣溫度提高至150℃。西二線原料天然氣并入系統(tǒng)，緩慢關(guān)閉天然氣壓縮機出口切斷閥，天然氣壓縮機退出運行。依次投西二線至一段變換爐燃料氣、投用西二線至燃氣透平 CGT-1燃料氣。

4 投資分析

西二線整體項目投資 1 915.74 萬元投用正常運行后，對天然氣壓縮機開、停兩種狀態(tài)的成本投入進行分析：天然氣壓縮機運行投入電能折算人民幣 21.87 萬元 /a、蒸汽投入折算人民幣 690.74 萬元 /a，按照全年 300d 運行每年投入 722.61 萬元。西二線高壓天然氣投入運行后蒸汽投入折算人民幣 108.63萬元 /a，按照 2015 年價格計算，每年少投入 613.98 萬元。

[1] 梁光川，文雯，周雪，等.集輸管道效率監(jiān)測及分析[J].管道技術(shù)與設備，2015，（1）：21-23.

The Introduction of High-pressure Natural Gas to Reduce the Energy Consumption of the Device

Zhou Jian-min，Gao Yuan-fei，Zhao Nan

The existing natural gas compressor is replaced by the 4.0MPa natural gas of the West-East Gas Pipeline Project，which aims to save energy and reduce consumption.

west gas east; second line; high pressure natural gas; energy saving

TK264.9

A

1003-6490（2017）06-0168-01

2017-05-05

周建民（1970—），男，新疆烏魯木齊人，助理工程師，主要從事生產(chǎn)管理工作。