天然气调压站工艺方案设计实践

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1、天然气调压站工艺方案设计实践一、调压站用途1999年东海天然气开始供应上海城市燃气，供气能力期未将达到120万米3／日，预计到2001年约有30万米3／日天然气需要平衡利用。与此同时，上海对能耗高、污染重的城市煤气制气厂提出了洁净生产的新要求。2000年3月，上海市《关于加强本市环境保护和建设的实施意见》中，吴淞工业区环境综合整治要求吴淞煤气制气有限公司在2002年完成结构调整。另外，根据2000年冬季高峰期的需求预测，也要求调峰能力相应提高，为此吴煤公司被批准实施天然气改制和掺混改造工程。天然气改制和掺混工艺需要引入城市天然气管网0.8～1.6MPa

2、的天然气，通过调压站降压，用于天然气改制炉和掺混生产。二台天然气改制炉每天利用30万米3天然气，生产出66万米3市用煤气。改造后，吴煤公司日生产能力将从原来的180万米3／日提高到220万米3／日，全年可以削减废水污染物76.0％，削减废气污染物74％以上，对吴淞工业区的削减污染效果有明显提高。二、调压站设计参数的选定1、调压站进出口压力的确定天然气改制炉主要生产工艺操作指标要求，加热天然气压力为0.15MPa，制气天然气压力同样为0.15MPa，改质气增热（掺混）用的天然气压力仅为0.01MPa，而城市天然气中压管网压力设计压力为0.8～１.6MPa

3、，因此，需要通过天然气调压站，将0.8～１.6MPa天然气降压，才能满足生产工艺要求。由于天然气改制和掺混工艺对天然气压力要求不同，故对调压站要求有二路不同的出口压力。2、调压站供气规模的确定本次改造工程为两台天然气改制炉，改制和掺混天然气总量为30万m3／d，考虑到吴煤公司今后将继续进行相关改造，因此将天然气调压站额定流量确定为六台天然气改制炉改制和掺混的总量，即90万m3／d（其中改制天然气量为60万m3／d，掺混天然气量为30万m3／d）。由于天然气改制炉生产是间歇式的，即加热和制气循环交替进行，改制天然气又分为加热天然气和制气天然气，其瞬时流量

4、；加热天然气：3048Nm3/h，制气天然气：8332Nm3/h。由于两台制气炉设计为联锁运行，即一台炉处于制气阶段时，另一台炉正处于加热阶段。因此二台改制炉生产时，天然气管道瞬时流量应为3048+8332=11370Nm3/h，考虑到改制炉单炉生产能力的提高，故将最大瞬时流量确定为12000Nm3/h。所以按六台改制炉同时生产计算：改制用天然气最大瞬时流量为12000m3/h×3=36000Nm3/h。由于一台改制炉所产改质气为28万Nm3/日（2800kcal/m3），再用5万Nm3/d（9600kcal/m3）进行增热至33万m3/d（3800k

5、cal/m3），当六台改制炉同时生产时，所需掺混天然气量：掺混用天然气最大瞬时流量为（50000÷24）×6=12500Nm3/h。因此，天然气调压站的供气规模设计应满足天然气改制与掺混改制所需最大流量要求，即改制用天然气最大瞬时流量+掺混用天然气最大瞬时流量=36000+12500=48500Nm3/h。3、天然气调压站站址布置吴煤公司天然气改制和掺混工程改造属老厂改造，必须因地制宜。由于城市天然气管网运行压力为0.8～１.6MPa，从安全角度考虑，调压站到城市天然气管网之间的距离越短越好。从现场情况来看，天然气调压站布置在公司东大门西北侧，与2万m

6、3气柜、往复式压送机房，机炉主厂房相邻的原废钢仓库位置较佳，符合建、构筑物防火间距要求。天然气调压站与这些建、构筑物防火间距如下：相邻建构筑物名称现有间距（m）规范要求间距（m）往复压送机12.9812.02万米3气柜21.420.0机炉主厂房13.012.0沉淀池10.010.0厂东大道10.010.07.5万米3气柜>2525.0三、调压站的工艺方案的选定为满足天然气改制与掺混工艺的需要,吴煤公司天然气调压站整个调压系统需由以下部分组成：进口计量路、一级调压路、二级调压路、出口计量路。1、进口计量路的设计方案由于天然气供应方在我公司调压站前的城市天

7、然气管网上未设计量设施，因此，该调压站必须设有用于贸易结算的计量装置，并且按规定必须具备在线标定功能。这一段管路从与上游管路相连的进口管路到一级调压路前的截断阀（不包括截断阀）为止。设计流量:50000Nm3/h，（按六台改制炉改制与掺混生产要求）天然气输送能力50000Nm3/h，天然气计量能力:最小45500Nm3/h(0.6MPa考虑管网用气高峰时)，最大110500Nm3/h(预计管网压力将升级到1.6MPa)，设计压力2.0MPa，设计温度-10℃～60℃，进口管径选取DN300（在48500m3/h、进口压力0.6MPa的情况下，管道中天然

8、气的流速为27.2m/s），进口管压力等级为PN25。根据系统流量和压力，选择符合贸易结算标准