天然气管道干线及站场放空控制研究

《天然气管道干线及站场放空控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年8月第36卷第8期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2014Voi．36No．8天然气管道干线及站场放空控制研究裴娜，曹书荣，赵来会(中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000)[摘要]重点研究了天然气站管道及站场放空量的控制方式，采用国际流行的石油化工软件HYSYS、OLGA、TG-NET进行模拟运算，研究了几种放空量控制方式，放空量的趋势及变化，探讨放空量的控制方式及产生的影响，为放空系统设计提

2、供了可靠的技术支持。[关键词]放空量；时间控制；放空阀开度；国际项目[中图分类号]TE881[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)08—0208～03天然气长输管道是国家能源工业的重要基础产业，目前天然气管道占世界各种管道总长的一半以上j。随着天然气管道工业的发展，大口径、高压力输气工艺得到了越来越广泛的应用。天然气管道站场的压力高，管存气量大，站场突发事故后，如何迅速降低管线内天然气压力，减少爆炸等灾难性事件发生的可能，关系到人民生命财产及国有资产的安全。放空系统是管道安全保护系统的重要组成部分，而瞬时放空量

3、的大小和变化趋势决定着放空系统的安全保障能力，也决定着放空系统的规模。瞬时放空量偏小，会降低放空系统的泄放能力，导致放空时间过长，存在严重的安全隐患；瞬时放空量过大，放空时会发生放空管线冰堵、管线震动剧烈甚至撕裂等事故。因此，有必要对放空量的趋势及变化进行研究，探讨放空量的控制方式及产生的影响，为放空系统设计提供了可靠的技术支持。1天然气管道干线放空控制研究输气干线需要放空时，首先关闭需放空管路上下游的截断阀。干线储气量大，放空时间较长。在整个放空时间内，管线压力逐渐下降至一个大气压。然而，在成个过程中，压力并不是均匀下降的。以单

4、个孔板截流放空为例，采用Tg—net软件进行模拟，管线内天然气压降趋势如图1所示(1barg一0．1MPag)，放空量随时间变化趋势如图2所示。bo鲁上＼＼逝删出剁疆图1管线内天然气压降趋势图图2放空量随时间变化趋势图[收稿日期]2014—07—22[作者简介]裴娜(1989一)，女，2011年中国石油大学(华东)毕业，助理工程师，现主要从事油气管道设计工作。学兔兔www.xuetutu.com第36卷第8期裴娜等：天然气管道干线及站场放空控制研究从1、2中nT以看出，在放空起始阶段，管线压降速率最大，放空量也最大，随着管线内压力

5、的降低，压差降低，放空量逐渐减小。若干线采取这种方式放空，按放空量瞬时最大量设计放空系统，放管网在整个放空过程中负荷不足，按瞬时最大量计算的放空立管／火炬周围热辐射影响范嗣大．征地而积大。按平均放空量设计放空系统。在放空开始后的一段时问，放空管网处于超负荷工作状态，震动和噪音很大，管网内背压较高，存在安全隐患。若采用手动放空阀门替代孔板，可采取在放空过程中加大阀门开度的方式。以在整个过程中加人}}j《j¨开度2次为例，采用Tgnet软件进行模拟。采用增加阀门开度的方式，在初始泄压后，第二次开泄压阀时，瞬时泄放量又出现了相等的峰值，

6、_I『以较好地利用放空系统的泄压能力。若工况不变，和上一种放空方法相比较，放空所用的时间不变的情况下，可以减小瞬时放空最大量的值，缩小放空管网的规模，减少放空区域征地面积。此外，还可以采用PID控制器的方式控制泄放阀门的开度，使瞬时泄放量不高于设定值。使用()RGA软件建立模型，以泄露工况模拟放空工况，采用PID控制器根据放空管下游流量，控制泄露点开度的计算。放空开始后，瞬时泄放量长时间动态稳定在设定值，放空系统的泄放能力可根据此设定值设汁，整个放空过程中放空量没有瞬时极值，充分利用了放空管网的泄放能力。在干线放空开始后，泄压阀下

7、游会出现短暂的低温，放空管网选材需根据计算结果选择耐低温管材。放空阀门开启后下游背压会发生变化，放空管网应承受放空发生过程中的最大背压。这种控制方法较充分地利用了放空管网的泄压能力，缺点是对放空阀和控制器的安全性要求很高。项目需要时．需进行综合的经济性比较。据了解，国外一些公司配备移动式压缩机，当干线需要放空时，使用移动式压缩机通过阀室或站场预留接口将干线抽气放空至4MPa，之后关闭预留口，打开放空阀，对干线进行放空一]。此方法优点是降低了干线放空的天然气损失，减小了放空管网的规模，缺点是移动压缩机投资大，：[艺较复杂。2站场放空

8、控制要求当站场发生火灾，事故或其他原因需要将站内管存气快速泄放时，ESD被触发使站场与线路隔离，同事开启站内自动放空阀(BDV)达到紧急放空的目的。国际项目通常以API521为设计标准，要求在15min以内将站场的气体压力降至设计压力的一般或6．9