淺析天熱氣壓氣站余熱發電—煙風管道施工技術

（遼寧遼河石油工程建設監理有限公司蘇浙滬分公司， 遼寧 盤錦 124000）

淺析天熱氣壓氣站余熱發電—煙風管道施工技術

王文昌

（遼寧遼河石油工程建設監理有限公司蘇浙滬分公司， 遼寧 盤錦 124000）

近年來，各類余熱發電項目作為廢熱綜合利用工程，為社會、企業帶來了巨大的環保效益和經濟效益，也得到了政府各部門的大力支持。本文主要說明了天熱氣壓氣站余熱發電中煙風管道施工中的技術難點與技術解決方案。

壓氣站；余熱利用；施工技術

一、施工中的技術難點

1合理避讓壓氣站內天然氣管線問題

壓氣站內地下有天然氣管線，在圖紙設計前，應首先確認站內天然氣管線位置，確保煙風管道支架基礎與天然氣管線距離5米以上。在施工過程中，根據管線埋深及45°傳力原理，施工機械及大件吊裝物等不允許位于管線兩側埋深距離以內，以防止發生天然氣管線的變形甚至泄露造成的危險。

2動火作業安全措施問題

本工程煙風管道安裝大部分采用焊接連接方式，需在壓氣站內進行動火作業，動火作業又分為壓縮機房內動火和壓縮機房外動火，按照中石油西氣東輸相關管理規定，前者屬于二級動火作業，后者屬于三級動火作業，由于壓氣站的作用是對易燃易爆天然氣進行加壓輸送，屬于一級防火單位，對動火作業管理非常嚴格，因此在動火作業過程中，應嚴格采取有效的安全措施，防止因動火造成起火或爆炸事故。

3煙風管道對口問題

煙風管道制作過程中，需要對管道焊縫進行焊接，焊接過程中會產生局部變形，造成煙道吊裝后錯口現象，另外，制作尺寸錯誤也是造成錯口現象的原因之一。本工程煙風管道口徑較大（3820mm），為盡量降低成本，采用8mm厚鋼板做為筒體，并每隔2000mm設置一道筋板，但由于風管制作完成后長時間存放，導致圓口變形，在對口時就會產生錯口現象。煙風管道支架安裝后，其上部管托標高及各向尺寸既已確定，在煙風管道吊裝后，如煙風管道支架未進行聯合找正，就會存在吊裝后兩段煙道錯口現象。

4死口施焊問題

煙風管道是一個密閉的管道系統，最后一段管道吊裝后，形成受限空間，其兩端的內側焊口在施焊時，如焊接產生的煙氣無法順利排出，會造成施工人員煙氣中毒，甚至造成死亡事故，另外，最后一段管道對接后施焊時，內部需要有充足的照明措施。

5信號通訊問題

壓氣站余熱發電項目建成后，需在壓氣站站控室和余熱發電站集控室之間建立合理的信號通訊系統，使雙方隨時掌握對方設備運行情況，對雙方機組運行的過程中，根據對方的相關信號，采取合理的操作，在保證雙方機組運行安全的前提下，確保雙方效益最大化。

二、技術解決方案

1合理避讓站內天然氣管線的技術方案

煙風管道圖紙設計前，應申請壓氣站相關人員，配合探明地下天然氣管線的位置及埋深，并開挖探坑進行管線位置確認，防止煙風管道支架基礎與天然氣管線距離過近。煙風管道安裝過程中，由于其自身的重量較重，需要使用吊車將其吊裝就位，且吊裝部位多，因此，在進行吊車選擇時，應優先選用移動性能較好的履帶吊。

在進行吊車站位區域選擇前，應根據設計階段探明的天然氣管線位置，使用建筑用白灰在管線正上方、兩側進行標識，兩側距中心線的距離應不低于管線的埋深，使吊車站位時，其距離管線最近的點所產生的壓力以45°角傳遞后由天然氣管線下方穿過。確認好禁止標識后，測量禁止標識與壓縮機房間的間距，根據吊裝部位、吊物重量、吊裝半徑、扒桿距離、檔桿高度等因素，綜合計算并選擇吊車車型，并查閱相應吊車的外形尺寸，確認該型吊車是否可站位與禁止標識與壓縮機廠房之間的區域。

確認完吊車站位區域及吊車車型后，還應根據現場實際情況對設備存放區域進行合理規劃，上述的禁止標識范圍內應首先排除。

2信號通訊的技術方案

余熱電站需提供并接入壓氣站站控室的信號包括三通閥門開關信號、三通閥門故障信號、余熱鍋爐、汽輪機運行、停止信號等，壓氣站需提供并接入余熱電站集控室的信號包括兩臺燃氣輪機的啟、停信號。

由于壓氣站站控室的自控相關設備與余熱電站自控相關設備通信協議不同，因此不能直接將相關信號引出或接入，為此，經中石油西氣東輸上海管道管理局相關專家與北京新金應利科技發展有限公司共同協商，決定由新金應利公司出資，在壓氣站站控室內增設一臺操作員站并使用光纖、光電轉換器、網線等完成自余熱電站至壓氣站的信號傳輸。余熱電站集控室值班人員可通過設置于三通閥門前的溫度、壓力遠傳測點對燃氣輪機的啟停等工作狀態進行監視，無需再將線路接入壓氣站線路。為運行時壓氣站與余熱電站相關值班人員進行及時有效的溝通，特在壓氣站站控室和余熱電站集控室之間設置內部電話，確保燃氣輪機發生故障需要停機或運行工況改變時，余熱電站集控室值班人員能夠根據壓氣站的要求及時進行相應操作。

三、合理化建議

為將壓氣站余熱發電煙風管道安裝難度盡量降低，危險源盡量減少，首先考慮在后續壓氣站設計、建設的同時，進行余熱發電項目的設計、施工，且盡量將燃氣輪機排煙煙囪自壓縮機房側面引出，已建成的壓氣站余熱發電項目在設計階段應仔細勘察現場情況，對壓氣站內的設備、設施、管線情況要有詳細的了解后方可進行設計，防止施工過程中出現返工。

已建成的壓氣站與新建余熱電站信號溝通方面，由于雙方控制設備通信協議不同，且壓氣站內控制設備的改造成本較高，因此，應盡量減少雙方設備、系統的交叉，采用獨立控制系統的同時，用將余熱電站一臺安裝加密軟件的操作員站設置在壓氣站站控室內的方案，方便壓氣站操作人員隨時監控余熱電站側的設備運行狀態，余熱電站側操作人員通過閥前壓力、溫度等遠傳測點的信號分析確認壓氣站燃氣輪機的運行狀態。

壓氣站余熱發電是利用燃氣輪機的廢熱通過煙風管道將熱煙氣輸送至余熱鍋爐并進行余熱綜合利用的，按照《石油天然氣工程設計防火規范（GB50183-2004）》的相關要求，相鄰企業廠礦與壓氣站安全距離應大于40米，這樣一來，將造成煙風管道距離過長導致熱能損耗嚴重，余熱發電項目也就失去了建設意義，因此，建議將壓氣站和余熱電站按照“兩站一廠”的原則進行設計和施工。

煙風管道為鋼制管道，余熱發電項目建成后，將造成所有余熱電站廠區的設備與壓氣站設備連為一體，這樣一來，原壓氣站的陰極保護系統可能會超負荷運轉，為此，建議在余熱電站鍋爐入口處增加絕緣法蘭，將壓氣站與余熱電站的設備完全隔離開。

[1] 苗承武．輸氣管道壓氣站動力設備與節能工藝[M]．北京：石油工業出版社，2004．

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