天然气调压站专题教学讲座PPT.ppt
天然气调压站,发电部 申茂斌,天然气的基本知识,天然气主要由气态烃组成，无色无味，其主要成份为甲烷，还包括少量的比甲烷稍高的烷烃，同时还会含有一些其他的非烃类如：二氧化碳.氮.硫化氢.氢.水蒸汽等。不同的气田，其天然气的特性也会有一定的差别.经净化后的天然气几乎不含硫，是一种清洁高效能源，有利于环境保护.在常温常压下,天然气比空气略轻，在封闭空间内，天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。,东海天然气的组成,甲烷CH4:92.168%Mol 乙烷C2H6:3.759%Mol 丙烷C3H8:0.281%Mol 丁烷及以上C4H8+:0.27%Mol N2:2.379%Mol CO2:1.143%Mol 密度:0.73674 kg/m3,天然气调压站(管制区域)安全,危险区域的划分 目前我国国内尚无燃机电厂危险区域的划分标准，IEC79210将危险区域划分为三类:0区、1区、2区，排放等级定义为连续排放、主要排放和次要排放3个等级，危险区域的划分与危险品的排放频率、排放持续时间、排放量、排放浓度、排放流速、通风条件等有关.在燃气电厂内，天然气主要泄漏点在天然气管道系统的法兰连接处，根据IEC79210标准属于有次要排放源，因此燃气电厂内的爆炸与火灾危险区域属于2区。,火源的预防,火种包括火花和热源（490或更高），有多种不同的产生途径,火花产生的火种,各种电器和电子设备铁与铝的敲击离子放电烧焊中的电弧烧焊机械摩擦如磨钻 刮擦和除锈引擎排气静电,热源产生的火种,热表面 如锅炉壁 燃气轮机外壳和引擎外壳明火过热的电器设备摩擦生热热引擎排气压缩热力工作烧焊和火焰切割锡焊和铜焊 在天然气管制区域和危险气体区域内进行会产生火花的工作,必须待易燃气体系统已被隔离并且已经过惰性气体(如氮气或二氧化碳)吹扫和置换后方可进行.,防爆工具和电器设备的使用,防爆工具 轻便手提工具.动力工具 和电器设备这些日常工具,在正常操作下或在错误使 用时均有可能成为火种.以黄铜或其他特别物料 制成的手提工具,即使碰 击钢制机件也不会产生 火花,这些工具通常称之 为防爆工具.,防爆电器设备 按照国际标准经过特别设计.建造及安装，适合在有爆炸危险的环境中使用，这类设备一般称为防爆电器设备.如需使用其他工具和电器设备,必须在负责人员监督和符合安全措施下小心进行.,正确使用可燃气体报警器进入天然气管制区域和危险气体区域的的人员,必须携带手提防爆个人气体监测器个人气体检测器显示值在爆炸下限数值的10或更高时，不允许进入调压站。,系统简介调压站总貌,调压站的组成,本调压站的设计是为两套PG9351FA型联合循环燃气机组供天然气，整站由下列四个部分组成：1 入口部分（绝缘接头 流量计 ESD)2 过滤/分离部分（过滤器 储液罐）3 调压部分（SSV 监控调压器 工作调压器）4 辅助锅炉部分（加热 压力调节部分）,调压站的功能,事故情况下的安全隔离.进一步的过滤分离.通过两套独立的调压装置为两台燃机提供符合稳定燃烧要求压力的天然气.一套独立的二级调压器为辅助锅炉提供符合其燃烧器要求压力的天然气。调整后的天然气压力：3.283.63Mpa，调压站进口天然气压力：约4.0MPa（5.0MPa高报，3.85MPa低报。）,入口部分 流量计总管流量：150,000 Nm3/h(2 54.3 t/h),紧急关断阀ESD 超压.紧急情况或火灾时紧急关断，确保整个供气系统乃 至整个电厂的安全 气动执行机构，弹簧返回型 调压站入口和辅助锅炉之路各一个 八个气体泄漏探测器（八取三）,过滤/分离部分过滤器,立式双联两个腔室（两级过滤分离）第一级为 挡板分离较大的固体颗粒，第二级为 凝聚式滤芯过滤液滴及更微小的颗粒。每个腔室均有独立的液位信号及相应 的自动排液阀，由PLC控制，同时液 位信号接入DCS，高低液位报警高压差报警（0.055MPa）接入DCS自动放散阀：设定值4.2MPa.,过滤器的切换,当过滤器的前后压差达到0.055MPa时，就应更换滤网。操作步骤：1 检查备用过滤器系统各阀门.仪表是否处于待运行状态 2 检查完毕确保无误后，将备用过滤器进口处的旁路小球 阀缓慢打开至全开状态，将该旁路截止阀缓慢打开，向过滤器充压 3 当压力不再上升时，缓慢开启过滤器入口球阀，关闭旁路球阀和截止阀，然后缓慢打开该过滤器的出口球阀 4 完成上述步骤后，关闭另一台过滤器的进出口球阀 5打开欲更换过滤器的手动放空阀，将过滤器内的天然气放散至常压，然后进行氮气置换，再打开过滤器顶部法兰盖，进行更换滤芯。,储液罐,储液罐用来收集过滤器排放出 来的冷凝物，磁浮子液位计指 示储罐内液体的高度。冷凝物会污染水，烃类和土壤，因而绝对不能排放到于水或污 水排水系统中。,调压部分快速关断阀SSV,与调压器后压力信号连锁 超压或欠压情况下快速、完 全切断 设定值3.90MPa（工作线路）3.95MPa（备用线路）,SSV的工作原理,Po 调压器出口压力D 压力传送器C 膜片V1.V2 压缩弹簧（设定压力）H 控制杆01 枢轴N 销钉P 平衡杆02 枢轴M 开关手柄K 开关L 杆H2 二级杆R 手柄S 阀A 复位按钮,SSV复位操作,故障已排除压力保持在超压和欠压之间的正常值出口处无泄漏，利用旁通阀使阀的前后压力平衡压下手柄R，然后将手柄顺时针旋转阀杆L到达其最高位置时，按下复位按钮A，使开关杆M被平衡杆P卡住再将手柄R慢慢向回旋转，此时开关杆M已被平衡杆卡住。放开手柄R,手柄可以自由转动。,我阿发发嘎嘎嘎嘎嘎,SSV的停运,慢慢关闭调压线的进口阀然后慢慢关闭出口阀手动打开出口处的放散阀泄压压力达到欠压设定值时，关闭SSV打开SSV旁路阀，对前面管路进行泄压管道完全泄压后，则可进行维修工作,SSV常见故障及处理,超（欠）压时，开关装置不动作或错误动作。产生的原因：1 在设定值的平均值时，手柄H不在水平位置。2 高（低）压弹簧设定不准确 处理的方法：1 重新调整和校验设定值 2 将手柄H放在水平位置在没有达到低限动作压力时转换器不动作。产生的原因：压力传送器的膜片破裂 处理的方法：检查压力传送器中的膜片，必要时更换膜片阀不能开启。产生的原因：阀的上下游压力不平衡 处理等方法：用旁通管路平衡压力开关与复位机构不能复位 产生的原因：连杆H不水平，开关销M不能被卡住 处理的方法：检查压力传送器中压力是低于高限还是高于高限，必要时调整杆H到水平状态阀关闭后，出口压力继续上升 产生的原因：压力传送器密封泄漏 处理的方法：检查密封圈和阀座，必要时更换,调压阀,主.备各两路调压线，各自独立 每路上有一个监控调压器和一 个工作调压器型式为指挥器控制型调压器。具有良好的稳定性和高速的反 应能力根据燃机入口处压力（主）和 调压器出口压力（辅）变化综 合控制，由PLC来实现流量为75000 Nm3/h调压精度1调节范围1100 出口压力3.283.63Mpa,调压阀的工作原理,1 调节螺钉2 指挥器2级调压器弹簧3 指挥器2级调压器皮膜4 指挥器2级调压器指挥 器阀芯5 稳定器压力6 指挥器1级调节阀芯7 调压器控制腔8 调压器皮膜9 调压器弹簧10调压器阀芯,调压线路的工作原理,正常运行时，调压工作由工作调压器来完成，工作调压器为自力式调压器，它通过一个叫做指挥器的装置来实现，指挥器感应调压阀的入口压力和出口压力，并通过其内部的特殊结构设计，将调压器的阀杆稳定在一个固定的位置，这样当流量一定时，调压阀的前后压降就不会发生变化，调压器的出口压力也就不会发生变化，达到调压的目的；在运行时，指挥器的设定压力应是一个定值，当指挥器感应到调压器的出口压力变化时，指挥器与调压器的膜片处相互配合，使调压器重新达到一个新的平衡。为了能更精确地控制燃机之前的压力稳定，我们这套系统采用PLC控制：PLC系统将燃机前置模块的压力降作为附加值传给工作调压器的指挥系统，并将这个附加值直接加入到指挥器的设定值中，这样工作调压器的设定压力就会随着前置模块压力降的变化而变化，这个变化值正好等于燃机前置模块的压力降，而调压器出口处的压力与燃机前置模块的压力降的差值保持不变，这个差值就是燃机前的压力，从而达到控制燃机入口的压力稳定。当工作调压失效时，该阀门将处于全开状态，此时出口压力高于监控调压器的设定值后，监控器开始接替原工作调压器进行工作。如果由于某种原因造成调压器出口压力高于安全放散阀的起跳压力时，安全阀开始放散，如果此时压力继续升高至SSV的关断值时，SSV在1秒钟内紧急切断，该调压线路停止工作，而备用调压线则开始工作。,调压线路的设定,工作线：SSV 3.9MPa 监控调压器3.36MPa 工作调压器3.33MPa备用线：SSV 3.95MPa 监控调压器3.33MPa 工作调压器3.3MPa,调压阀的常见故障及处理,在正常压力下监控器就开始工作 原因：1 调压器与监控器设定压力值太接近 2 加速指挥器的设定点接近监控器的设定点 处理：1 将监控器的设定压力值调高或将调压器的设定值调低 2 将加速指挥器设定点调高监控器没有工作之前SSV动作 原因：1 监控器指挥器或加速指挥器的设定压力值太高接近SSV的设定压力 处理：1 将监控器指挥器或加速指挥器的设定压力值调低或将SSV设定压力值调高,调节压力过高 原因：1 指挥器设定太高 2 调压器损坏 3 环境温度/工作温度过低，指挥器加热装置损坏 处理：1 轻轻旋松指挥器调节螺钉，直到达到所要求压力 2 检查损坏的调压器 3 维修加热装置调节压力过低 原因：1 指挥器设定太低 2 调压器压差小于0.5bar 3 无进口压力 4 稳压器压力不够 5 环境温度/工作温度过低。指挥器加热装置损坏 处理：1 轻轻旋紧指挥器弹簧上的调节螺钉，直到所需压力达到要求 2 提高进口压力 3 看是否安全切断阀损坏 4 检查稳压器的过滤器是否太藏 5 维修加热装置,辅助锅炉部分,两条 一运一备两级调压，一级设定压力0.4MPa，二级设定压力0.022MPa一级SSV设定值0.6MPa二级SSV设定值0.15MPa无监控调压阀最大流量1100Nm3/h 电动加热器 30KW 温升20（入口12，出口32）,辅助锅炉调压线加热器,加热器控制柜的操作步骤 1 合上自动开关1QF.2QF，电源指示灯HL1亮 2 在温控仪BT1上设定加热器的出口温度 3 通过旋转按钮SA选择手动或自动运行方式，自动时受DCS控制，手动时直接投入运行，加热器启动指示灯HL2亮。4 如果加热器内部温度超过报警值时，超温报警指示灯HL3亮，同时自动加热器电源。5 故障经处理后，按下复位按钮SB3，才能重新启动加热器。,放散系统,天然气系统内设有一套放散系统，提供电厂重大事故情况下的天然气泄压放空.设备超压安全泄放.设备检修时的手工放散。6个放散点,调压站电气单元,电气单元主要包括UPS.ESD.安全关断系统.过滤器排污系统（PLC）.调压站（PID）自动控制与报警系统（PLC）.天然气报警器等。调压站控制柜的操作程序：1 将外部供电开关合上，UPS将自动投入运行，380VAC动力电和保安电源220VAC失电均有故障输出DCS系统 2 将控制柜内UPS输出QF6(220VAC)和QS7(24VDC).QS8(24VDC).电源开关及其他开关合上，此时调压站各种电气.仪表设备均可供交.直流电 3 将各种电气.仪表配电断路器合上，此时各种电气元件处于待机控制状态，各种仪表处于显示状态 4 将SA5转换按钮旋转至送电位置，KA6继电器动作，此时输入.输出回路均有控制电源，电源指示灯H1灯亮 5 将SA3转换按钮旋转至启动位置，进入组态I控制状态，及控制方式1（开环控制），电源指示灯H5灯亮 6 将SA4转换按钮旋转至启动位置，进入组态II控制状态，及控制方式2（闭环控制），电源指示灯H6灯亮 7 将GT1IPID(SA1)调节转换按钮旋转至启动位置，GT1IPID调节运行指示灯（H3）亮，调压站1燃机将根据入口前的三路信号进行自动PID调节运行。若PID调节有故障（无信号输出），H11指示灯亮.在组态I或组态II控制状态下H13.H14有一盏故障灯亮，H2综合故障灯亮，按复位按钮SB1可消除声响。8将GTII PID(SA2)调节转换按钮旋转至启动位置，GT1IIPID调节运行指示灯（H4）亮，调压站2燃机将根据入口前的三路信号进行自动PID调节运行。若PID调节有故障（无信号输出），H12指示灯亮.在组态I或组态II控制状态下H13.H14有一盏故障灯亮，H2综合故障灯亮，按复位按钮SB1可消除声响。9 若GT I PT1#2#3#4#和GT II PT1#2#3#4#无信号输入，H19.H20.H21.H22.H23.H24.H25.H26无信号输入，将相应发生报警，按复位按钮SB1可消除声响 10 待故障信号排除掉，故障指示灯才灭,系统投运,系统投入运行前需检查的项目气密性试验氮气置换系统充压,系统投入运行前需检查的内容,危险区域内已经没有明火.防爆等级不符合规定的电气设备及其他可能引燃天然气的设备已经在天然气系统危险区域内充分设置了“禁止吸烟”.“禁止明火”等警告性标语。机组已经完成充压，如系统尚未充压，需确认气密试验已经完成，确保氮气置换工作已经完成可燃其他报警器处于正常状态，配合可燃气体泄漏探测器的正确使用，检查整个天然气系统的严密性，没有非正常的可燃气体泄漏检查系统中所有阀门均处于正常位置，且无故障信号。调压器前上游压力稳定燃料伺服系统无故障火焰探测器无故障没有检查到火焰没有熄火遮断其他辅助设备处于允许启动状态没有启动燃料气过流量遮断没有火灾保护系统遮断没有燃料气预混阀位置故障没有干式低NOx燃烧室遮断所有相关连锁控制系统正常所有相关电气系统正常,气密性试验,检测整个调压站系统的法兰.螺纹及卡套接头等的连接处是否可靠。其步骤如下：1 系统安装完毕，已经与上下游隔离 2 用压缩空气充压至6bar左右，稳压 3 用肥皂水对各个连接处进行检查 4 稳压6个小时，如果压力没有下降，证明系统良 好 5 泄压，气密性结束,氮气置换,整个系统可以一次完成置换或者分部分进行，置换过程中保持氮气压力在1.5-2.0bar，其置换步骤如下：1 把要进行置换的部分与其他系统完全隔离 2 全开放散系统阀门，将压力降为常压 3 充氮气至1.5-2.0bar 4 缓慢关闭系统放空截止阀，调节充氮系统减压 阀门，保持压力在1.52.0bar 5 在放空处检测氧气含量关闭充氮系统，直至氧 含量小于1，关闭放空阀。置换的时候，氮气瓶的调压阀不应全开。,系统充压,充压前，下列阀门应在开启状态：ESD前后隔离球阀 待投入过滤器的出口主球阀 调压线路的出口主球阀 与PI PT仪表连接的阀门 液位计系统阀门，其余阀门均应关闭。操作步骤：1 开启ESD旁路充压球阀，然后缓慢开启该旁路截止阀，待压力稳定后关闭上述两个阀门 2 打开ESD执行机构的供气球阀，打开ESD，至此，入口部分引气完成 3 打开过滤器入口主球阀的充压旁路球阀，然后缓慢打开该旁路的截止阀，完 成过滤系统的引气 4 打开SSV前的主球阀旁路，将天然气引至SSV前 5 按下SSV旁路平衡阀，直到SSV后的压力达到2.0-2.5MPa后，开 启SSV，这时监控器和工作调压器自动开启 6 系统压力稳定后，打开投入过滤器的入口球阀.排液球阀和截止阀.调压线路的入口球阀 7 用同样的方法对辅助锅炉调压线进行充压，至此调压站引气结束。在充压的过程中，压力的升高应该是缓慢的，否则将严重冲击下游设备,调压站系统的巡检点,流量计运转是否正常各阀门位置是否正确过滤器液位排污罐液位过滤器压差ESD供气系统是否泄漏调压器出口压力是否稳定PLC等电气系统的运行状况系统是否有泄漏,系统停运,当燃机停机后，可手动关闭该燃机对应的调压线的出口球阀。当全厂停机时，可关闭调压站进口球阀。,谢谢！,
