高壓泄放閥BDV與孔板間低溫距離研究

姚恒洋，王振伍，楊乾坤，韓碩

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

隨著我國對天然氣需求的不斷增加，國內建立了大型天然氣集輸管網，但在天然氣集輸過程中面臨著壓力高，風險大的問題。如何有效保護設備、人員及平臺安全，已成為設計中面臨的重要問題。

安全閥（PSV）對管道的壓力保護作用已得到了較廣泛的認可。但在事故發生時，安全閥僅能將系統壓力控制在起跳壓力和最大允許積聚壓力范圍內，無法對設備或管道起到主動泄壓的作用，從而無法主動降低設備或管道的應力，也不能防止非潤濕表面由于局部過熱超過材料應力極限而破裂，泄壓系統能夠有效填補這一不足[1]。泄壓系統在海洋石油平臺，特別是高壓氣田得到了廣泛應用。

典型的泄壓系統由泄放閥（BDV）、孔板（RO）等組成，如圖1所示。其主要用于在規定的時間內，將壓力容器的壓力降到安全范圍。當發生火災觸發火氣報警時，BDV打開，通過孔板降壓后進入火炬系統；但在泄壓過程中，由于焦耳湯姆遜效應，孔板下游可能產生低溫，該低溫將傳導到孔板上游，甚至到達BDV。如果到達BDV的溫度在0℃以下，BDV閥體有可能結冰，這將導致在泄壓完成后，無法關閉BDV，嚴重影響BDV再次使用，影響平臺安全。因此必須在孔板和BDV設計足夠長的短接，通常選取500mm，以增加孔板上下游的溫度，保證BDV泄放安全。

圖1 典型泄放系統

本文主要通過建立熱傳導模型，研究孔板（RO）和BDV之間500mm的距離是否足以保證上游管線及BDV不結冰，保證平臺泄放安全的問題。……