天然氣增壓站流程改造設計

孫志學

摘要：本次設計是根據某縣境內工業用戶和民用天然氣情況對某增壓站進行站場布局與設計。從天然氣站場系統的工藝總體布局到設備的選型，再到各類數據的計算與校核，均按照天然氣站場系統的要求與相應的規范和法規。

設計從基本參數的確定開始依次確定了目前工業用戶和城鎮的居民以及未來幾年新增工業企業的用氣量。完成基本計算之后，進行站場系統的設備選型與計算，通過對壓縮機參數的計算，保證下游工業用戶用氣需求。再進行配氣站的工藝布局和管徑設計.確定方案后可進行下一步的施工組織。

本設計基本符合了天然氣增壓站設計的要求，且添加了一些新元素，可作為增壓站的設計參考。

關鍵詞：壓縮機;分子篩;旋風分離器、調壓器、單向閥;

1、增壓站流程現狀簡介

某增壓站前期設計思路：四家中壓氣源來氣匯集到匯管，匯管分流兩路，一路經過高壓往復壓縮機輸送給下游工業園區，在滿足工業園區用氣前提下，余氣外輸至高壓管網（高壓往復壓縮機設計參數主要依據高壓長輸管網運行壓力）;二路經過低壓分子篩深度脫水再調壓后直接供給城鎮管網。

某增壓站后期設計思路：隨著工業園區大型用戶逐步增多，往復增壓壓縮氣量已不能滿足用戶氣量。增加第三路供氣流程，通過大型螺桿壓縮機將中壓氣源增壓至次高壓輸送給下游工業園區。

2、運行情況分析

隨著增壓站投產運行，原設計思路在實際生產中出現了設計前預想不到的問題。通過實際運行我們大致分析總結以下幾項問題：其一，下游城鎮由于用戶不斷增加（尤其是用氣高峰期和冬季），用氣量也不斷增加;大型螺桿壓縮機對進口氣源壓力要求不高，城網和壓縮機在增壓站源頭來自同一個匯管。造成城網用氣在高峰期壓力驟降，加上四個氣源供氣的不穩定性，導致匯管內壓力不穩定，加劇了城鎮中壓管網的波動性，經常性造成用戶調壓箱切斷閥切斷。其二，高壓往復壓縮機下游高壓分子篩經常性出故障，超聲波流量計聲道經常無信號，經過多次拆卸維修。通過是設備損壞原因結合上游氣質情況，發現高壓往復壓縮機進口和出口氣質較差，存在油、水、煤粉混合雜質。這些雜質損壞率分子篩顆粒，使分子篩失去吸水功能，進而造成下游設備跟著受影響;煤粉和水以及油的混合物遮擋了超聲波部分聲道的信號傳遞，造成計量誤差。其三，原設計的運行方式有，第一種壓縮機增壓單獨輸送下游工業用戶，外輸閥門關閉;第二種壓縮機增壓輸送下游工業用戶，同時余氣外輸，即兩個下游同時輸送;第三種壓縮機增壓輸送下游工業用戶，下游工業用戶需求量大需要虧氣外補，高壓管網也向用戶送氣;第四種下游工業用戶停產，壓縮機單獨輸送大管網。從圖1流程可以看出壓縮機出口的兩個下游沒有更好的防止倒流（回留）裝置，在第二種運行方式情況發生時，系統內壓力超高，下游工業用戶需求少，導致下游管網壓力大于高壓管網壓力時，此時兩個下游同時增壓送氣，會出現用戶管網氣倒向輸送至高壓管網，造成計量繁瑣，輸差變大，損壞設備等。

3、流程改造設計

為了解決城鎮管網供氣壓力波動問題，我們通過在大型螺桿壓縮機下游增加一分路（即工業園區用氣和城鎮管網用氣均來自螺桿壓縮機）。基本流程為螺桿壓縮機增壓至次高壓，再調壓至穩定中壓輸送至城鎮管網。同時，為了避免串氣，在城網匯管氣源出增加一道單向閥。經過改造可以實現，城網冬季或高峰期用氣緊張時，通過增壓再調壓供氣;淡季切換流程直接由匯管向城網供氣。如圖1所示

針對高壓往復增壓后氣質差引起設備故障問題，經過氣源氣質和壓縮后氣質綜合分析。設計改造原有凈化流程，在分子篩深度除水設備前增壓一臺旋風分離器，用來除去往復機壓縮帶出的少量油滴、壓縮冷卻后產生的少量水珠、微量煤粉。

為了防止高壓管網串氣情況發生，優化工藝設計，正輸工藝在高壓管網送氣方向增加一道或幾道單向閥門防止氣體倒流。反輸工藝（高壓管網向工業園區供氣），增加節流閥實現自動調節。由此解決了高壓管網的不確定因素引起管網壓力過高造成倒流串氣。

改造示意圖如下：

4、結論

天然氣增壓站是整個供氣系統的心臟，下游各類用戶的能否穩定用氣需要我們反復從設計階段可行性、施工建設階段預見性、運行階段總結分析，再通過設計施工改造階的慎重性，每一個步驟都必須精心考量。設計階段應立足企業根本，做到經濟運行;施工階段必須把控施工質量，避免后期運行發生的問題;設計變更改造要結合運行經驗和工程項目實際情況慎重決定;后期運行要總結運行特點，提出合理經濟的運行意見。因此，準確的掌握各方面信息，設計思路兼顧各個上游和下游的生產特點，才能更好的尋找到更加合理的設計理念。