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優化管道閥室工藝下的天然氣論文

來源:網絡|發布時間:2021-02-12|瀏覽次數:
優化管道閥室工藝下的天然氣論文隨著天然氣產業的快速發展,天然氣長輸管道的安全平穩運行,則成為下游用戶長期穩定用氣的必備保障,而閥室在天然氣長輸管道中起著重要的節點作用,科學合理的閥室工藝既便于長輸管道分段管理,又有利于后期天然氣市場的開發,為天然氣資源和管道資源的高效利用做出貢獻[1-3]。針對天然氣長輸管道生產作業過程中的常見問題,以陜西省天然氣長輸管道為例,詳細論述了在生產作業過程中閥室存在的缺陷,從工藝流程入手,分析了閥室工藝改造的可行性,提出了閥室工藝進行優化改造的措施,并對新工藝進行了HAZOP分析。

1優化輸氣干線閥室的主要作用

閥室是天然氣長輸管道干線中的重要設施,通常情況下無人值守,工藝流程相對簡單(圖1)。為便于進行長輸管道的維修,縮短放空時間,減少放空量,避免事故擴大化,在輸氣干線上間隔一定距離修建閥室,凈化工程www.schrjh.com,并安裝線路截斷閥[4-6]。閥室在天然氣長輸管道中的主要作用有:①當閥室上、下游管道突然發生事故時,管道內天然氣的壓力將會在短時間內驟降,則線路截斷閥可以根據預先設定的允許壓降速率自動關閉閥門,切斷上下游天然氣,防止事態進一步擴大;②在進行管道維修等生產作業時,通過關閉作業段管道上下游閥室,切斷上下游氣源,排除不安全隱患,潔凈室www.hrjhgs.com,便于生產作業安全、順利進行。

2生產作業中閥室的常見問題

在役的天然氣長輸管道中由于建設初期各種因素影響,存在部分輸氣干線閥室未設置注氮口及新增用戶供氣接口,給后期的生產運行管理帶來諸多不便,其中主要表現在以下兩個方面。

2.1無法從閥室直接完成干線氮氣置換

據不完全統計,在陜西省天然氣長輸管道每年的生產作業中,涉及到“氮氣置換”的約占91%,其中主要包括新建管道的投氣置換作業、輸氣干線改線碰口作業、接氣碰口作業以及輸氣干線附屬設施的拆裝更換作業等。在生產作業前期,科學合理地選取注氮點則成為工藝調整中的重要環節[7]。從歷年的大型生產作業情況來看,常常由于輸氣干線閥室未設置注氮接口,而只能通過拆卸作業管段上下游各側場站、閥室的放空閥、排污閥或其他閥門來連接注氮設備進行置換作業,常常由于所拆卸閥門的尺寸與注氮設備接口的尺寸不匹配而無法直接進行注氮,還需通過在兩者之間連接變徑短管進行注氮。這既延誤了作業時間,又額外增加了氮氣置換的風險,給生產作業帶來較大不便。

2.2無法從閥室直接向用戶接氣

隨著下游市場的開發,用戶對天然氣的迫切需求愈來明顯,每年新增的直接或間接用戶數穩步上升。據統計,2012年陜西省天然氣公司用戶總數為48家,截止2013年底,公司用戶總數已達68家,比上一年增加20家,增長率高達41.7%。當然,隨之而來的就是頻繁的新增用戶接氣碰口作業,根據用戶的不同,可將碰口作業分為以下3類:①通過輸氣場站預留供氣口直接接氣;②通過閥室預留供氣接口直接接氣;③輸氣干線上開口接氣。由于部分閥室未預留新增用戶供氣分輸接口,且用戶距離輸氣場站較遠,難以通過第①類、第②類方式直接進行連頭接氣,這樣就給新用戶的接氣碰口作業帶來諸多不便。在長輸干線上開口接氣或在閥室內進行開口連頭作業,其前期準備工作較為繁瑣,工程量較大,耗費大量的人力物力的同時還需進行復雜的工藝調整,并常常會影響到正常的輸氣工作。與此同時,在施工過程中繁瑣的操作步驟極易埋下安全隱患,從而引起事故的發生。

3閥室工藝改造的可行性分析

針對生產作業中上述兩大問題,通過對閥室工藝進行改造,合理設置標準注氮口及預留口,既可實現從閥室注氮口直接對作業段干線進行氮氣置換,又能滿足新增用戶直接從預留口連頭接氣的需求,保證生產作業順利、安全進行,確保各用戶用氣不受影響。

3.1方案設計

在進行閥室工藝改造設計時,閥室的原有功能,即在緊急狀態下關斷的功能和管道檢修作業時切斷氣源的功能不能改變。在閥室原有設備工藝的基礎上,增加標準注氮接口,應使其滿足既能向上游注氮,又能向下游注氮;增設預留供氣分輸接口,應滿足既能從長輸管道上游向用戶供氣,又能從長輸管道下游向用戶供氣,且要求注氮作業和用戶正常供氣二者互不影響(圖2)。當作業點位于閥室下游一側時,潔凈室www.hrjhgs.com,只需拆除注氮口8閥后盲板,將注氮設備與閥室標準注氮接口8用法蘭連接起來,同時確認閥門1、2、5、6、7、9、10、11關閉,確認閥門3打開,緩慢打開閥門8,控制注氮速度,向閥室下游開始注氮,對作業管段進行氮氣完全置換,當檢測到管道內氣體中O2含量低于2%、CH4組分含量低于天然氣爆炸下限的25%(25%LEL)且持續20min檢測合格后,則停止注氮[9],關閉閥門3、8,拆除注氮設備,恢復注氮口8閥后盲板封堵。與此同時,確認閥門4打開,利用閥室上游來氣繼續向用戶供氣,這樣既可保證下游檢修時注氮作業正常進行,同時保證了用戶用氣不受影響。當作業點位于閥室上游一側時,將注氮設備與標準注氮接口8用法蘭連接后,確認閥門1、3、4、6、9、10、11關閉,確認閥門2、7打開,緩慢打開閥門8,控制注氮速度,向閥室上游開始注氮,注氮合格后,關閉閥門2、7、8,拆除注氮設備,恢復盲板封堵。在向上游注氮的同時,確認閥門5打開,利用長輸管道下游來氣繼續向用戶供氣,保證用戶用氣不受影響。

3.2閥室工藝

HAZOP分析危險與可操作性分析(HAZOP)是一種用于辨識設計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結構化、系統化的定性風險評價方法[10],將其應用于改造后閥室工藝的風險評估中,根據閥室工藝改造的現場情況,按照改造后的閥室工藝流程可劃分HAZOP分析節點:正輸供氣并向下游進行干線注氮作業工藝流程,反輸供氣并向上游進行干線注氮作業工藝流程。針對改造后的兩種閥室工藝流程進行HAZOP分析(表1),分別考慮6種偏差,最終提出將改造后閥室工藝納入管道SCADA系統中進行實時監控,并在作業過程中增加氣體泄漏檢測裝置及檢測頻次等運行管理建議,便于新工藝的順利實施,最大限度的保障安全生產。

3.3方案實施

對已建成的管道、場站、閥室進行全面排查,梳理閥室工藝狀況,秉著“安全第一”的原則,根據地區不同、市場差異,對存在缺陷的閥室在條件允許的情況下逐步進行整改。在此次工藝改造過程中,每個閥室需增加閥門6個、法蘭盲板1個、對焊焊口9道(圖2b)。通過對閥室工藝進行升級改造,增設預留供氣分輸接口簡化輸氣干線碰口作業流程,加裝標準注氮接口,保證氮氣置換作業安全、高效,便于設備的管理,提高設備的互換性,簡化了氮氣置換的操作步驟,節約作業成本,減小工程量,消除了在拆裝其他無關設備閥門時的不安全因素。針對長輸管道干線開口接氣的碰口作業,生產部門應與下游用戶洽談協商,建議其通過就近分輸場站或閥室的供氣預留口接氣,通過法蘭連接進行連頭碰口,避免大型動土作業、割管焊接動火作業等危險操作,避免復雜的工藝調整,極大地縮短工期,節約物資成本,并有效避免管道原防腐材料、陰保設施等遭到破壞,保障下游用戶用氣不受影響,確保管道安全、平穩運行的同時保證管道的完整性[11]。針對此改造方案,建設單位會同設計單位多次進行溝通,對于新建、改建、擴建的項目,在設計之初就考慮到未來下游市場的發展及管道檢修等生產作業的需要,充分發揮閥室在整個天然氣管道中的節點作用,全面科學設計閥室工藝,合理設置標準注氮接口以保證生產作業安全經濟進行,合理預留供氣分輸接口以滿足下游市場發展的需要。例如陜西天然氣公司所轄西商線、漢安線、靖西三線、關中環線等,在管道設計建設中,閥室均采用了此方案,并取得了良好的應用效果。

4結論

從天然氣長輸管道閥室優化改造項目實施后反饋的結果分析,在閥室內合理增設標準注氮口,一定程度上簡化了氮氣置換時作業人員的操作步驟,降低了作業風險,提高了作業效率,為后續的生產作業爭取了寶貴的時間;通過閥室預留的分輸供氣接口與新增用戶連頭接氣,避免了復雜的工藝調整及長輸干線動土、動火等危險作業,保證管道完整性,并且減少工程量,節約物資成本,徹底消除了大型作業帶來的不安全因素,確保管道安全、平穩運行。從管道生產運行管理的角度出發,新建管道的投氣置換、輸氣干線改線碰口、新增用戶接氣碰口以及管道附屬設施維修等大型作業,必將會隨著天然氣管道的敷設、市場開發的深入而越來越頻繁,為了減小工程量、簡化作業步驟、降低作業風險,閥室工藝流程技術改造項目的開展意義深遠,且具有較強的可操作性。

作者: 張科 牛生輝 朱建平 單位:陜西省天然氣股份有限公司 在线看日本免费不卡资源,日本免费网址大全在线观看,日本不卡免费一区二区

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