天然氣場站泄放系統核算

劉慧，趙軒剛，何彥君

（1.西安石油大學，陜西西安710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710201）

天然氣場站泄放系統核算

劉慧1，2，趙軒剛2，何彥君2

（1.西安石油大學，陜西西安710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710201）

泄放系統是保障天然氣處理場站裝置安全生產的重要輔助設施之一，一般設有高、低壓火炬、放空分液及管網系統。通過分析YL、MZ、SM三座天然氣處理廠泄放系統運行現狀，核算放空火炬及分液罐尺寸，針對存在問題提出優化措施，確保場站安全平穩運行。

天然氣場站；泄放系統；核算

1 泄放系統運行現狀

YL處理廠高、低壓放空系統獨立分設。高壓火炬高度為65 m，直徑為DN650，低壓火炬直徑為DN100。

MZ、SM處理廠分別設高壓、低壓放空系統各1套。MZ處理廠高壓火炬高度：H=60 m，直徑：DN600。SM處理廠高壓火炬高度：H=55 m，直徑為DN500。低壓放空用于停工檢修時系統內的余氣和工廠事故狀態低壓氣放空，MZ處理廠低壓火炬高度：H=60 m，直徑：DN100；SM處理廠低壓火炬高度：H=55 m，直徑：DN200。

2 泄放系統核算

2.1 火炬直徑、高度核算參數

（1）火炬參數計算表（見表1）。

表1 YL處理廠火炬參數表

（2）最大放空量確定：當天然氣處理廠出現大面積火災等事故，將所有進出站管線截斷，只對站內管線和設備的氣體進行放空泄壓，此時的放空量是最大的。

圖1 低壓放空流程

（3）計算公式：

圖2 低壓放空流程

2.2 核算結果

分別對YL處理廠、MZ處理廠、SM處理廠火炬高度、直徑進行核算，核算結果均滿足設計要求（見表2）。

表2 YL、MZ、SM處理廠火炬直徑、高度核算結果表

3.1 放空系統安全閥背壓計算

取放空天然氣馬赫數0.5，反算求得W=55.8 kg/s，以該流量計算放空管網各點壓力，核算放空系統安全閥背壓。

（1）YL處理廠中壓系統按照600×104m3/d放空時，根據彈簧式安全閥的泄放要求，背壓應小于安全閥整定壓力的十分之一，經計算，實際安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，符合安全要求（見表3）。

表3 25.3×104m3/h放空時安全閥背壓計算表

（2）MZ處理廠中壓系統按照450×104m3/d，低壓系統按照12.5×104m3/d放空時，根據彈簧式安全閥的泄放要求，背壓應小于安全閥整定壓力的十分之一，經計算，實際安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，符合安全要求（見表4）。

表4 18.8×104m3/h放空時安全閥背壓計算表

表5 12.5×104m3/h放空時安全閥背壓計算表

3 泄放系統評價

（3）SM處理廠各放空系統安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，即安全閥整定壓力的十分之一，符合安全要求。

3.2 泄放時間計算

YL處理廠泄壓時間計算：天然氣處理裝置及配氣區管線容積為395.6 m3，設備容積為200 m3，總容積為595.6 m3。

表6 YL天然氣集配氣區及天然氣處理廠內管網容積計算表

根據氣體狀態方程PV=nRT，將P=5.0 MPa，V= 595.6 m3狀態下天然氣體積換算成0.69 MPa下體積，計算泄放時間是否小于規范要求的15 min以內。

計算結果：t=29 390.58/4 216.67=6.97＜15（min）滿足安全泄放要求。同理計算MZ、SM天然氣處理廠泄放時間均滿足安全泄放要求。

4 結論與認識

（1）通過核算火炬高度、直徑、安全閥背壓及泄放時間，YL、MZ、SM三座天然氣處理廠火炬放空系統均滿足設計要求，在實際運行中也未發生緊急放空事故。

（2）建議在日常生產運行中，嚴格按照規則制度，加強火炬運行管理，應避免設備超壓運行及緊急放空的出現，對于放空系統中所有安全閥定期校驗。確保天然氣處理場站各單元平穩運行。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.033

TE967

A

1673-5285（2015）08-0125-03

2015－07-25

劉慧（1983－），工程師，主要從事天然氣開采工作，郵箱：Lh5_cq＠petrochina.com.cn。

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