输气站工艺操作及逻辑控制

摘 要

输气站工艺操作及逻辑控制:1.站场正常自动启动;2.旋风分离器流程操作;3.过滤分离器流程操作;4.超声波流量计计量流程操作;5.超声波流量计标定流程操作;6.调压设备流程操作;7.清管器接收流程操作;8.安全泄放和放空流程操作;9.手动排污流程;10.紧急切断流程;11.站场正常停运

 文中阀门等设备编号参见前文输气站工艺流程

1.站场正常自动启动

站场启动前,所有阀门均处于关闭状态。

(1)站场启动时,首先开启的阀门有气液联动球阀BV103、手动阀门BV327~330、BV407、BV408。

(2)打开进站电动球阀BV102的旁通阀,待压力基本平衡后打开BV102。

(3)打开电动球阀BV219的旁通阀,待压力基本平衡后打开BV219。

(4)打开选定过滤分离器前手动球阀的旁通阀,待压力基本平衡后,打开选定过滤分离器前手动球阀,再打开选定过滤分离器后的电动球阀;

(5)打开全部超声波流量计前手动球阀的旁通阀,待压力基本平衡后,打开手动球阀,打开选定超声波流量计后的电动主动密封球阀。

(6)打开全部调压设备前的手动球阀,选择合适的调压设备,打开选定调压设备后的电动球阀。

(7)打开电动球阀BV401向城市门站供气;打开电动球阀BV402的旁通阀,待压力基本平衡后,打开BV402,向电厂供气。

2.旋风分离器流程操作

本站设置旋风分离器4台,旋风分离器只在清管作业时使用,工作台数可根据输气量选择,在最大输气量下4台全部工作。旋风分离器两侧压差大于0.1MPa时,旋风分离器进行排尘作业。在清管作业结束后,关闭旋风分离器前的手动球阀和旋风分离器后的电动球阀,放空旋风分离器筒体内天然气,天然气经BV219进入过滤分离器。

3.过滤分离器流程操作

本站设置3台过滤分离器,工作方式为两用一备。过滤器前后装有就地指示压力表和流量检测装置。如果过滤分离器两用一备工作时,当某一路的流量明显小于另一路流量,说明此路过滤器可能堵塞,应该更换滤芯。

本站过滤分离器正常运行时,手动阀BV209、BV210和电动球阀BV212、BV213处于开启状态,手动球阀BV211、电动球阀BV214处于关闭状态,过滤分离器GF201、GF202正常工作,过滤分离器GF203处于备用状态,处于备用工作状态过滤分离器不带压。

更换滤芯时(以GF201为例),先切换到备用的GF203。先打开手动球阀BV211的旁通阀,当压力基本平衡后,打开手动球阀BV211,打开电动球阀BV214,当GF203工作正常之后,关闭GF201后的电动球阀BV212,实现过滤分离器的切换。关闭手动球阀BV209,对GF201进行放空和排污之后,打开过滤器快开盲板更换滤芯。滤芯更换完成之后,关闭过滤分离器GF201的放空阀和排污阀,过滤分离器GF201作为备用。

4.超声波流量计计量流程操作

本末站为用户和城市门站供气。用户供气计量采用超声波流量计,运行方式为一用一备。城市门站供气也采用超声波流量计,运行方式为一用一备,并为城市门站预留一路超声波流量计安装接口。

去用户流量计正常工作时,手动阀BV304、BV305和电动主动密封球阀ZV304处于开启状态,电动主动密封球阀ZV305、手动主动密封球阀ZV308、ZV309处于关闭状态,气体由流量计FT303计量,流量计FT304处于备用状态。

当对去用户流量计维修或进行工作流量计更换时(以FT303为例),需切换到备用流量计FT304,打开电动主动密封球阀ZV305,关闭电动主动密封球阀ZV304,即可实现工作流量计和备用流量计的切换,然后关闭待维修管路上的手动球阀BV304,打开待维修管路上的放空阀,将该段气体放空,然后对FT303进行维修或更换。

当流量计维修或更换后重新投运时(以FT303为例),先打开BV304两侧的旁通阀,等该阀两侧的压力基本平衡时,再打开该阀,流量计FT303处于备用状态。

去城市门站流量计正常工作时,手动阀BV302、BV303和电动主动密封球阀ZV302处于开启状态,电动主动密封球阀ZV303、手动主动密封球阀ZV306、ZV307处于关闭状态,气体由流量计FT301计量,流量计FT302处于备用状态。

当对去城市门站流量计维修或进行工作流量计更换时(以FT301为例),需切换到备用流量计FT302,打开电动主动密封球阀ZV303,关闭电动主动密封球阀ZV302,即可实现工作流量计和备用流量计的切换,然后关闭待维修管路上的手动球阀BV302,打开待维修管路上的放空阀,将该段气体放空,然后对FT301进行维修或更换。

当流量计维修或更换后重新投运时(以FT301为例),先打开BV302两侧的旁通阀,等该阀两侧的压力基本平衡时,再打开该阀,流量计FT301处于备用状态。

5.超声波流量计标定流程操作

当发现去用户的超声波流量计精度需要进行现场在线标定时(以FT303为例),打开手动主动密封球阀ZV308和手动球阀BV319,关闭电动主动密封球阀ZV304,使FT303和标定车串联运行。标定工作完成之后,打开电动主动密封球阀ZV304,关闭手动主动密封球阀ZV308和手动球阀BV319,恢复正常流程。

当发现去城市门站流量计精度需要进行现场在线标定时(以FT301为例),打开手动主动密封球阀ZV306和手动球阀BV318,关闭电动主动密封球阀ZV302,使FT301和标定车串联运行。标定工作完成之后,打开电动主动密封球阀ZV302,关闭手动主动密封球阀ZV306和手动球阀BV318,恢复正常流程。

6.调压设备流程操作

本末站采用电动调压阀进行调压。控制方式采用压力、流量双重控制,正常时采用压力控制,当流量超过允许最大值时,采用流量信号进行限流控制;为安全考虑,每路都设有安全截断阀和自力式监控调压阀,去城市门站的安全截断阀的高压截断设定值为3.8MPa,低压截断设定值为0.5MPa;去用户的安全截断阀的高压截断设定值为4.25MPa,低压截断设定值为0.5MPa。

去城市门站的调压设备正常运行时,手动球阀BV307、BV308和电动球阀BV313处于开启状态,电动球阀BV314处于关闭状态,气体经电动调节阀PV301调压后供城市门站,电动调压阀PV302处于备用状态。

当对调压设备维修或进行更换时(以PV301一路为例),需切换到备用调节设备PV302一路,打开电动球阀BV314,关闭电动球阀BV313,即可实现工作调压设备PV301和备用调压设备PV302的切换,然后关闭待维修管路上的手动球阀BV307,打开待维修管路上的放空阀,将该段气体放空,然后对PV301进行维修或更换。

上述工作完成之后,打开手动球阀BV307,调压设备PV301处于备用工作状态。

去电厂的调压设备正常运行时,手动球阀BV309~311和电动球阀BV315、BV316处于开启状态,电动球阀BV317处于关闭状态,气体经电动调节阀PV303、PV304调压后供电厂,电动调压阀PV305处于备用状态。

当对调压设备维修或进行更换时(以PV303一路为例),需切换到备用调节设备PV305一路,打开电动球阀BV317,关闭电动球阀BV315,即可实现工作调压设备PV303和备用调压设备PV305的切换,然后关闭待维修管路上的手动球阀BV309,打开待维修管路上的放空阀,将该段气体放空,然后对PV303进行维修或更换。

上述工作完成之后,打开手动球阀BV309,调压设备PV303处于备用工作状态。

7.清管器接收流程操作

接收清管器时,当清管器快进站时,打开清管器接收筒上电动球阀BV101,打开电动旋塞阀XV101,关闭电动球阀BV102。当清管器进入接收筒内,清管指示器YS01动作后,打开电动球阀BV102,关闭电动球阀BV101、关闭电动旋塞阀XV101,恢复正常流程。

放空接收筒内的天然气,当接收筒内压力为0.2MPa时,打开排污阀带压排污,排污结束后,筒体内压力降为常压。打开接收筒,取出清管器。

8.安全泄放和放空流程操作

工艺装置区各管段都设有手动放空,在设备进行维护和检修时,将管段内的天然气放空。站内安装了紧急放空电动旋塞阀XV301、XV302与ESD系统联动,当站内出现紧急事故,关闭进站气液联动球阀BV103和出站电动球阀BV401、BV402,迅速自动开启电动旋塞阀XV301、XV302,将天然气通过放空总管送至本站放空立管集中放空,站场正常放空时也可使用XV301、XV302。该放空立管同时作为干线管道维修的一个泄放口。干线放空时,采用点火泄放。

为确保为去城市门站和电厂的天然气不超压,在出站处安装安全阀。去城市门站安全阀设定值为3.85MPa,去电厂安全阀设定值为4.3MPa,当压力超过设定值时,自动泄放。

9.手动排污流程

手动排污由手动球阀和排污阀组成,用于排除过滤器、汇管、清管器接收筒等设备的污物。如过滤器的流量通过能力降低过大需要更换滤芯时,先用放空阀放空将压力降至0.2MPa左右,打开排污管线上的排污阀进行排污。

10.紧急切断流程

当站内发生火灾等险情时,关闭进站气液联动球阀BV103,出站的电动球阀BV401、BV402,切断该站与干线和下游用户的连通。同时,站内放空电动旋塞阀XV301、XV302迅速打开,放空站内天然气。气液联动球阀BV103及电动球阀BV401、BV402和放空电动旋塞阀XV301、XV302应该联动。

11.站场正常停运

关闭进站阀BV102,顺序关闭过滤分离器、流量计和调压装置后的电动球阀,最后关闭出站阀BV401、BV402。

四、逻辑控制

1.过滤分离器切换

该末站设有3台过滤分离器,正常工作时两用一备。

当某一路过滤分离器的流量明显小于另一路流量20%时,报警并切换到备用过滤分离器(以GF201切换到GF203为例),打开备用过滤分离器GF203前的手动球阀的旁通阀,当压力基本平衡后,打开BV211,打开备用过滤分离器GF203后的电动球阀BV214。关闭过滤分离器GF201前的手动球阀BV209、关闭电动球阀BV212,实现工作过滤分离器GF201和备用过滤分离器GF203的切换。

2.超声波流量计切换

当对超声波流量计维修或进行工作流量计更换时(以FT301为例),需切换到备用流量计FT302,打开电动主动密封球阀ZV303,关闭电动主动密封球阀ZV302,即可实现工作流量计和备用流量计的切换。

3.调压设备切换

当对去城市门站的调压设备维修或进行更换时(以PV301一路为例),需切换到备用调压设备PV302一路,打开电动球阀BV314,关闭电动球阀BV313,即可实现工作调压设备和备用调压设备的切换。

电动调节阀PV301正常工作时,阀后的设定压力为3.5MPa,监控的自力式压力调节阀PCV301设定压力为3.6MPa,安全切断阀SSV301的设定压力为3.8MPa。当电动调节阀PV301失效时报警,监控的自力式压力调节阀PCV301开始工作,当监控的自力式压力调节阀PCV301失效,阀后压力达到3.8MPa时,安全切断阀SSV301自动关闭,自动切换到备用的调压设备PV302一路。

当城市门站的小时用气量超过6780m3/h时,电动调压阀由压力控制自动切换为流量控制(通过调节阀的流量不超过设定值)。电动调压阀由压力控制自动切换为流量控制的流量设定值在站控室和中心控制室是可调整的。

当对去用户的调压设备维修或进行更换时(以PV303一路为例),需切换到备用调压设备PV305一路,打开电动球阀BV317,关闭电动球阀BV315,即可实现工作调压设备和备用调压设备的切换。

电动调节阀PV303正常工作时,阀后的设定压力为3.91MPa,监控的自力式压力调节阀PCV303设定压力为4.0MPa,安全切断阀SSV303的设定压力为4.25MPa。当电动调节阀PV11303失效时报警,监控的自力式压力调节阀PCV303开始工作,当监控的自力式压力调节阀PCV303失效,阀后压力达到4.25MPa时,安全切断阀SSV303自动关闭,自动切换到备用的调压设备PV305一路。

当用户的小时用气量超过220000m3/h时,电动调压阀由压力控制自动切换为流量控制(通过调节阀的流量不超过设定值)。电动调压阀由压力控制自动切换为流量控制的流量设定值在站控室和中心控制室是可调整的。

4.站内阀门故障切换

(1)进出站阀门故障关断。

当进站阀门BV102、BV103或出站阀门BV401、BV402故障关断时,执行站场正常停运程序。

(2)流量计下游阀门故障关断。

当流量计下游阀门故障关断时,执行流量计切换程序。

(3)过滤分离器下游阀门故障关断。

当过滤分离器下游阀门故障关断时,立即自动打开备用过滤分离器后的电动阀门,启用备用过滤分离器。

(4)调压设备下游阀门故障关断。

当调压设备下游阀门故障关断时,自动打开备用调压设备后的电动阀门,实现调压设备的切换。

5.紧急切断系统

当站场触发ESD信号时,立即关闭进站气液联动球阀BV103和出站电动球阀BV401、BV402。当进站阀BV103和出站阀BV401、BV402关闭后,打开站内紧急放空电动旋塞阀XV301、XV302放空站内天然气。进站气液联动球阀BV103及出站电动球阀BV401、BV402和紧急放空电动旋塞阀XV301、XV302应该联动。

五、报警与站场紧急关闭(ESD)

1.报警

站场内出现以下事件,需要报警,但不限于此:

(1)站场事故关断;

(2)气质检测超标;

(3)过滤分离器流量偏流超限或差压超限(压差0.1MPa,);

(4)各种电动或气液联动阀门故障;

(5)流量计故障;

(6)调压设备流量超限;

(7)调压设备故障;

(8)站场ESD系统触发;

(9)站场进出站压降速率超限;

(10)其他。

2.ESD系统

工艺站场的ESD指令由手动发出,也可来自中心控制室,手动则根据值班人员的判断。站场接收ESD信号后,报警并立即执行站场保护停运程序。

本文摘自石油工业出版社《输气管道运行维修技术》(冯春艳,徐秀澎,赵璇,赛维钰,罗彩霞)