天然氣增壓站危害分析及預防措施研究

閆辛

摘 要：由于天然氣增壓站是直接影響天然氣輸送穩定性的關鍵因素，為了提升增壓站的管理水平并保證其安全運行，就需要從設計因素、環境因素、施工因素以及試車因素等方面分析相應的危害以及提出相應的預防措施，以供參考。

關鍵詞：天然氣增壓站;危害;預防措施

天然氣增壓站的主要作用就是對管道中的天然氣進行凈化和增壓，滿足下游及用戶的輸氣流量要求。在此增壓站中的關鍵設備就是壓縮機及其附屬設備，變頻電機驅動裝置及其附屬設備等，其中的壓縮機附屬設備中比較關鍵的就是空冷器，主要起到對增壓之后的天然氣進行冷卻的作用，此外還有為機組的潤滑油提供冷卻循環水的冷卻塔和水管路等，以及為壓縮機干氣密封提供壓縮空氣的空壓機及其管路等，為壓縮機提供動力的110kV變電站等。由于天然氣管道通常在遠離城市的位置建設，而且此類增壓站也通常在西部沙漠邊緣地帶建設，具有較為惡劣的運行環境，容易受到環境因素的影響而出現故障并影響其正常運行。加之這些地區中還容易出現雷雨以及風沙等天氣、冬季溫度比較低，也增加了增壓站運行中的安全隱患。

1 設計因素造成的危害及預防措施

一是針對增壓站整體布局因素，由于其中包含數量較多的設備，如果沒有合理布局容易造成設備相互之間的干擾。尤其是針對其中不同的工藝區、壓縮機區、變電所區、輔助設備區以及生活區來說，如果出現輔助設備區內的空壓機和循環水泵等設備與壓縮機房的距離比較遠的情況，就會導致其運行中能耗的增加，同時也會由于空壓機運行產生的噪音而影響生活區。因此就可以將輔助設備區遠離生活區，將其設置在壓縮機區與變電所區的中間位置。

二是針對變電所來說，為了確保其供電可靠性，需要采用一用一備兩條供電線路并且在這兩條線路中進行無擾動切換裝置的設置。通過此種設置可以防止在雷雨影響下而出現跳閘時對供電可靠性的影響。

三是針對ESD系統來說，其主要起到在緊急狀況下關斷閥門、站內放空以及壓縮機停機等確保增壓站安全運行的作用。因此，在此系統發生異常時容易導致壓縮機事故停機問題，這就需要針對此系統中的CPU以及IO模塊、供電模塊等采取冗余設計方式來提升其運行安全系數。

四是針對壓氣站中的壓縮機和空壓機運行中的噪音來說，容易對人們的聽力和身體健康、心情等造成危害，為此可以將隔音材料應用于壓縮機房和控壓機房中對噪音進行控制。

五是針對變電所中的變頻器和變壓器等大功率電器設備來說，其運行中會產生大量的電磁污染而危害工作人員的身體健康。為此，可以在此變電所中采取無人值守的管理方式，通過在遠離變電所的位置設置站場監控室的方式對變電所中的設備運行情況進行實時監控。

2 環境因素造成的危害及預防措施

一是高溫因素。由于增壓站中具有較大功率的設備數量較多，在運行中的發熱量也比較大，但是由于在風沙天氣比較多的沙漠邊緣地區建設的增壓站運行中不能通過窗戶通風的方式進行散熱，容易造成在夏季高溫天氣下出現溫度過高的問題。此外，如果應用風冷式的空壓機，也會在其運行中產生大量的熱空氣，如果對此熱空氣進行重新壓縮則會導致溫度的進一步升高，甚至會導致空壓機自動停機的問題。為此就需要在容易出現高溫的區域中加裝空調，并且保證機房中有足夠的散熱和空氣流動空間，確保集中的設備與墻壁之間保證2m以上的距離。

二是風沙因素。由于增壓站所出的地理環境原因，在運行中遇到風沙天氣的概率較高，為了減少風沙對設備運行造成的影響，就需要在壓縮機房設計中盡量減少窗戶的數量，而且在窗戶外加裝過濾網。同時還要通過正壓通風設施的應用，始終保證機房內部處于微正壓的狀態，在組織外來風沙的同時，也加速空氣流動，在起到散熱作用的同時，也在天然氣泄漏時可以及時將天然氣排出機房外。

三是低溫因素。針對目前增壓站中比較常用的噴淋式水冷設備來說，此類冷卻塔運行中容易將噴淋水濺出塔外。如果在冬季溫度比較低的天氣下則容易導致冷卻塔周圍的窗戶結冰而堵塞窗戶，降低其散熱效果。為此需要在冷卻塔上設置防飛濺擋水板來預防上述問題。

3 施工因素造成的危害及預防措施

在增壓站施工中：

一是在管線焊接中出現焊接質量缺陷問題，比如出現裂紋、夾渣未熔透、未熔合、焊瘤、氣孔以及咬邊等問題，容易在增壓站連續運行中由于難以發現管道的上述問題而增加其質量隱患問題。

二是在對壓縮機組進行安裝的過程中，如果安裝操作不夠規范而導致壓縮機與齒輪箱、齒輪箱與電機之間的找平找正和對中參數誤差超出規定范圍的情況，則會增加機組振動幅度和概率，甚至會出現機組位移的問題，導致安全事故的發生并縮短其使用壽命。

三是在增壓站建成之后的正式投入運行之前，如果沒有做好壓縮機喘振模擬測試、連鎖控制測試、緊急停機系統測試等調試測試工作，容易導致安裝施工中的隱患沒有被發現，使其在后期的運行中出現重大缺陷和事故等問題。為此就需要在增壓站的建設施工中，嚴格控制管線焊接質量，保證焊接操作滿足相應操作規范要求，做好焊接質量檢查和處理工作。同時還要嚴格執行安裝規范要求做好壓縮機組的安裝，保證上述參數誤差在規定范圍之內。在建成增壓站之后需要開展一系列調試測試工作，在保證測試合格之后才能正式投入運行。

4 試車因素造成的危害及預防措施

正是由于在增壓站建設過程中容易遺留質量隱患，加之天然氣氣源的質量也表現出不確定性的特點，增加了壓縮機試車投產運行中的不確定性，這就需要做好對壓縮機試車時可能出現的危害因素采取相應的預防措施。

4.1 壓縮機腔體氣密性測試

對于壓縮機來說，無法對其開展工藝管道的強度試驗以及密封性試驗，造成其中的連接法蘭和本體出現試壓死角問題，這就需要在上述試驗完成并對管線進行連接之后開展機組的整體氣密性測試工作。具體地說就是按照管道設計壓力、使用氮氣對壓縮機的進出口管線、本體和空冷器等開展氣密性測試，而且在測試完成之后將氮氣封存在機腔內，防止出現天然氣等泄漏的問題。

4.2 機械運轉測試

針對采用活塞式截止閥的離心式壓縮機防喘閥來說，其中的截流裝置在運行中容易出現堵塞問題，而且在開展機械運轉測試時，就會由于其內部具有較多的雜質，導致這些雜質經過閥門籠筒位置時出現堵塞問題，這就需要在開展此測試工作時要將此防喘閥拆掉并使用管道短節進行連接。

4.3 壓縮機干氣密封安裝

在此安裝過程中，不僅要求安裝人員穿戴干凈的手套，在安裝之前需要使用精華空氣對密封腔以及安裝環境進行吹掃。在安裝過程中要重點做好對安裝方向的控制，否則就容易導致動環反向旋轉而對密封面造成損壞的問題。此外，還要對進氣管路和機殼上的進出氣孔進行清洗，處理其中的粘附物以及劃痕問題，針對具有缺陷的動靜圈進行更換，或者是涂覆潤滑脂進行修復。

4.4 干氣密封氣源準備

在此增壓站中的干氣密封為比較精密的器件，要求其密封氣體具有干凈和干燥的特點，并保證其具有穩定的氣壓力和流程。而針對剛投產的增壓站管道來說，其中難免會存在灰塵等，因此就需要使用外部獨立的干凈高壓氣源，保證采用專線的管路防止出現與其他工藝介質互竄等問題。同時還要確保外部氣源壓力比機腔內的壓力大，防止機腔內的氣體從迷宮位置進入干氣密封而導致密封失效問題。此外，外部氣源管路中還需要應用干燥以及過濾設備來保證其純凈和干燥，還要保證氣源溫度在60℃左右，防止溫度過高而造成密封泄漏問題。

5 結語

針對目前對天然氣進行壓縮的增壓站來說，其運行狀態直接影響天然氣長輸管道的運行狀況，而如果沒有做好對增壓站的設計和施工，容易增加其運行中的事故概率，同時也會由于檢修維護不到位而造成對壓縮機的危害。這就需要在增壓站的設計、施工以及后期的使用和維護管理中做好對其中重要設備的全過程管理工作，保證增壓站的安全和可靠運行。

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