高寒地區(qū)調(diào)壓撬啟動(dòng)氣路冰堵分析

摘 要：高寒地區(qū)環(huán)境惡劣，特別是在冬季，溫度極低，對(duì)于壓縮機(jī)啟動(dòng)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。在壓氣場(chǎng)站，燃驅(qū)壓縮機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，由于啟動(dòng)氣路中天然氣的突然啟動(dòng)，造成調(diào)壓閥前后壓差過(guò)大，溫度極低，易發(fā)生冰堵。文章結(jié)合場(chǎng)站的實(shí)際情況，簡(jiǎn)要分析了發(fā)生冰堵原因，重點(diǎn)提出了幾種解決冰堵的辦法，并且比較了幾種方法的優(yōu)劣點(diǎn)，并且建議采取相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)；燃驅(qū)機(jī)組；調(diào)壓撬冰堵；措施

1 概述[2]

澀寧蘭天然氣管道地處青藏、黃土高原，海拔較高，最高處可達(dá)3800m，常年飛砂走石，溫度較低，特別是在冬季融雪天氣，溫度可達(dá)-20℃。這對(duì)于燃驅(qū)機(jī)組在冬季啟機(jī)來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

主要問(wèn)題是在啟機(jī)過(guò)程中面臨的調(diào)壓撬處啟動(dòng)氣路易于發(fā)生冰堵的現(xiàn)象。而發(fā)生此類(lèi)現(xiàn)象的原因是在機(jī)組正常運(yùn)行情況下，調(diào)壓撬啟動(dòng)氣路的天然氣處于靜止?fàn)顟B(tài)，也即是死氣的狀況，加熱器不能夠加熱天然氣（即是天然氣溫度接近環(huán)境溫度）。在這樣的情況下，突然啟機(jī)，致使天然氣的流速?gòu)牧阃蝗辉龃螅{(diào)壓閥前后的壓差過(guò)大，再加之溫度低，融雪過(guò)后空氣中水含量增加，且天然氣的處理不夠徹底，在調(diào)壓閥這種地方很容易產(chǎn)生冰堵現(xiàn)象，啟動(dòng)氣路管道堵塞，致使啟機(jī)無(wú)法成功。

2 燃驅(qū)機(jī)組

對(duì)于使用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的天然氣壓氣站來(lái)說(shuō)，燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)過(guò)程較為復(fù)雜，這里需要指出的是啟動(dòng)氣在啟機(jī)過(guò)程中的作用。

預(yù)潤(rùn)滑周期完成后，控制系統(tǒng)開(kāi)啟啟動(dòng)系統(tǒng)，先導(dǎo)壓力氣打開(kāi)啟動(dòng)器進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)器/關(guān)斷閥，來(lái)自調(diào)壓撬啟動(dòng)氣路的高壓天然氣將啟動(dòng)壓力供給啟動(dòng)馬達(dá)，推動(dòng)馬達(dá)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，在離合器的閉合的作用下，帶動(dòng)渦輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間后，進(jìn)入清吹帶轉(zhuǎn)期；然后經(jīng)過(guò)程序進(jìn)入盤(pán)車(chē)階段，按照程序最后到達(dá)燃?xì)廨啓C(jī)自持轉(zhuǎn)速，脫扣之后切斷閥切斷啟動(dòng)氣路，啟動(dòng)氣停止工作。在這段時(shí)間內(nèi)由高壓轉(zhuǎn)化為低壓的天然氣通過(guò)放空管路，達(dá)到火炬處燃燒放空。在壓氣站，使用高壓氣體推動(dòng)啟動(dòng)馬達(dá)是一種較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，而高壓氣體一般都采用天然氣，較為方便。

所以，啟動(dòng)氣在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，如果發(fā)生調(diào)壓撬處冰堵的事件，那么機(jī)組是不可能啟動(dòng)起來(lái)，更不用說(shuō)正常的工作生產(chǎn)。

3 壓氣站調(diào)壓撬

對(duì)于天然氣壓氣站的調(diào)壓撬，一般來(lái)說(shuō)主要分為三個(gè)部分：（1）在燃?xì)廨啓C(jī)處使用的啟動(dòng)氣路和燃料氣路；（2）作為放空引燃?xì)獾姆趴章罚唬?）發(fā)電機(jī)燃料氣路。另外，對(duì)于有些場(chǎng)站的生活用氣也是從調(diào)壓撬這里引出。涉及到燃料氣路和啟動(dòng)氣路的流程，如圖所示。

4 措施改進(jìn)[3][4][5]

4.1 啟動(dòng)氣路使用

使用啟動(dòng)氣路，使之內(nèi)部天然氣一直處于流動(dòng)狀態(tài)，即是壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候由啟動(dòng)氣路與燃料氣路兩路共同供給燃料氣（從理論上來(lái)說(shuō)，燃機(jī)燃料氣壓力為1.38～2.28MPa，燃機(jī)啟動(dòng)氣路壓力1.38～2.76MPa。）。在這樣的情況下，即使是燃機(jī)突然停機(jī)，需要重新啟機(jī)，不會(huì)因?yàn)闅怏w的突然啟動(dòng)，壓差過(guò)大而產(chǎn)生冰堵的現(xiàn)象。如圖所示，在機(jī)組正常運(yùn)行的過(guò)程中，打開(kāi)電動(dòng)閥門(mén)18，保證加熱器后啟動(dòng)氣路中的天然氣一直處于流動(dòng)狀態(tài)，避免了由于溫差大引起的冰堵現(xiàn)象。

但是值得注意是，該方法存在一定的風(fēng)險(xiǎn)：第一，兩路氣同時(shí)作為燃料氣，相對(duì)來(lái)說(shuō)增大了燃料氣的流量和壓力，所以壓力是否滿足燃料氣的供給至關(guān)重要；第二，在機(jī)組重新啟動(dòng)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)燃料氣的流量和壓力突然減小，該波動(dòng)會(huì)不會(huì)影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組的生產(chǎn)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。第三，機(jī)組運(yùn)行時(shí)單機(jī)或者是雙機(jī)要求的壓力也是不同的，如果兩路之間差壓較大，該種方法就很難以滿足。所以此方法有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。

4.2 放空

在啟動(dòng)氣路和燃料氣的工作調(diào)壓閥之后都有放空管線，流程圖如圖所示，在機(jī)組需要啟動(dòng)之前，略微開(kāi)啟放空閥門(mén)，將啟動(dòng)氣路的天然氣緩慢放空，增加天然氣流過(guò)調(diào)壓閥的時(shí)間，同時(shí)也增加加熱器到放空管路這段之間的溫度，使得調(diào)壓閥的工作狀態(tài)恢復(fù)到正常的情況。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，該方法能夠有效的避免調(diào)壓閥冰堵的現(xiàn)象，但是，該方法液存在一定的缺點(diǎn)：第一，天然氣的浪費(fèi)；第二，放空天然氣使得溫度升高存在一定的時(shí)間，不能夠及時(shí)的解決掉這個(gè)問(wèn)題。在機(jī)組啟機(jī)之前，打開(kāi)加熱器之后的放空閥門(mén)b，c使加熱器之后的這一段管道內(nèi)的天然氣處于流動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在放空5min左右能夠致使后面這一段的管道天然氣溫度和加熱器的溫度達(dá)到近似的平衡，在這時(shí)啟動(dòng)機(jī)組在很大程度上是不會(huì)引起調(diào)壓撬的冰堵的。

4.3 熱水

該方法是當(dāng)發(fā)生冰堵的時(shí)候，利用熱水，將水合物融化，進(jìn)而使管路通暢，保證燃機(jī)的正常啟動(dòng)。通過(guò)實(shí)際的使用，該方法能夠有效的解除冰堵現(xiàn)象。同時(shí)，該方法也存在一定的弊端。第一，時(shí)間較長(zhǎng)，不能夠保證機(jī)組的馬上啟機(jī)；第二，不能夠確保冰堵點(diǎn)的位置，澆水的工作量會(huì)很大；第三，外加水于管道之上可能會(huì)使一些閥門(mén)之類(lèi)的原件孔被堵住，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，但是很具有實(shí)際性。

4.4 電伴熱

在啟動(dòng)氣路上加上電伴熱，保證加熱器之后的天然氣也是隨時(shí)處理較高的溫度，有效的避免的冰堵的發(fā)生。該方法一次性的投資相比于其他方法較大，但是就能夠長(zhǎng)久的保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

4.5 比較

參考文獻(xiàn)

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