論長輸分輸站二級及多級調壓

秦濤

長輸分輸站最簡單工藝分為5個區，分別是進站區、過濾區、計量區、調壓區、出站區。主要功能為接上游分輸站來氣，經過1201#進站閥進站，進站后經過過濾分離器，濾除氣體中的各種微小顆粒和懸浮物；經過濾后的天然氣到達計量區后，流量計對天然氣進行計量，然后到達調壓區，通過安全截斷閥、監控調壓閥、工作調壓閥構成的調壓橇進行調壓。經過過濾、計量、調壓后的天然氣分輸給下游城市管網用戶，供給工業、商業及居民日常用氣。

往往冬季為用氣高峰，場站瞬時分輸流量會持續增加，難免會出現電加熱器加熱效果不佳的情況，或分輸場站遭遇外電中斷，在冬季外電中斷條件下發電機難以保證分輸撬電加熱器正常運行；場站也有可能出現電加熱器冬季停運檢修的情況，而導致分輸出站溫度持續下降，當低于水露點時，會出現冰堵，導致停輸。

為確保分輸站不停輸，保障冬季平穩輸供氣，結合以上工藝流程，可以通過改變工藝流程操做通過二級調壓來實現不加熱分輸。如果二級調壓不能滿足要求，還可以通過多級調壓完成分輸任務。

一般長輸長輸管線設計壓力為10MPa，冬季用氣高峰時，長輸管線壓力可達到9MPa，城市管網壓力一般為4MPa。

關閉進站1201#閥，氣體進入長輸分輸站，先通過1201#閥旁通的截流截止閥1205#進行一級調壓將9MPa調至6-7Pa，再由調壓撬工作調壓閥6104#進行二級調壓將壓力調至4Pa，分輸至城市管網用戶。

關閉進站1201#閥，過濾分離器入口管線2101#閥門，氣體進入長輸分輸站，先通過1201#閥旁通的截流截止閥1205#進行一級調壓將9MPa調至7MPa，再由過濾分離器入口管線2101#閥門旁通的截流截止閥2109#進行二級調壓，由7MPa調至5.5MPa最后由調壓撬工作調壓閥6104#將壓力.調至4Pa，分輸至城市管網用戶。

二級調壓，多級調壓原理為通過降低調壓撬前的壓力，而降低調壓撬前后的壓差，來提高分輸出站溫度，確保管線不形成水合物而造成管線“冰堵”（形成水合物有三個條件：a、天然氣中含有足夠的水分.b、一定的溫度與壓力即壓力越高、溫度越低越容易形成）；c、氣體處于脈動、紊流等激烈擾動之中，并有結晶中心存在）。

以上原理是通過理想氣體狀態方程得到結論；理想氣體狀態方程是描述理想氣體在處于平衡態時，壓強、體積、物質的量、溫度間關系的狀態方程。其方程為pv=nRT，p是指理想氣體的壓力，V為理想氣體的體積，n表示氣體物質的量，而T則表示理想氣體的熱力學溫度；R為理想氣體常數，其值為8.3144J/（mol·K）。

假設調壓撬前的壓力為P₁，溫度為T₁；調壓撬調壓后的壓力為P₂，分輸出站溫度為T₂，由理想氣體狀態方程可得：

其中nR/v為常量不會變化，T₁雖然隨著外界環境的溫度改變會變化，但外界環境溫度一般相差不大可以忽略。所以調壓撬前的壓力為P1越大，則分輸出站溫度T₂越小，越易出現冰堵，綜上所述長輸管線分輸站可以通過二級及多級調壓分輸，來實現冬季不加熱分輸，雖然調壓撬前通過旁通的截流截止閥調壓后也會有節流溫降（氣體遇到壓力突變引起溫度急劇降低，甚至產生冰凍現象），但氣體還可以與周圍環境換熱，且再到工作調壓閥調壓時壓降也小，此時的溫降肯定比一級調壓的小。

除此之外，分輸降壓放空方式節省了放空量。

放空量=管容‘（初始壓力*10/初始壓縮因子-結束壓力*10/結束壓縮因子），根據《放空作業指導書》、《排污作業指導書》規定放空的結束壓力為0.5-1 MPa，初始壓縮因子和結束壓縮因子）在0.9-1之間變化，變化量可忽略.所以關閉過濾分離器入口管線2101#閥門，氣體通過2101#閥門旁通的截流截止閥2109#進行調壓控制過濾分離器入口管線壓力（初始壓力），來計算放空量。

通過工藝流程的改變實現二級及多級調壓，來達到水露點的指標（在最高操作壓力下，水露點應比最低輸送環境溫度至少低5℃）。避免水露點超標造成分輸調壓節流冰堵。endprint