新建加气母站冬季生产运行风险识别与研究

ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７１—５１５２．２０１４．１２．（）０４　新建加气母站冬季生产运行风险识别与研究　口山东省天然气管道有限责任公司（２５０１　０１）张宗超李贻贤乔实　摘　要：加气母站相对于天然气分输站相比，压力高、动设备多、操作复杂、多个设备需配合运　转。加气母站的第一次冬季运营，在设备管理和安全运行又有其特殊性，本文以山东管　道公司某新建加气母站冬季运行的注意问题进行风险识别与研究，主要从生产运行人员　管理和设备运行方面进行阐述，为新建加气母站的第一次生产运行提供参考。　关键词：加气母站冬季运行风险识别与研究　Ｒｉｓｋｓ　Ｉｄｅｎｔｉｉｃａｔｆｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｗｉｎｔｅｒ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎｅｗ　Ｐｒｉｍａｒｙ　Ｆｉｌｌｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｚｈａｎｇ　Ｚｏｎｇｃｈａｏ，Ｌｉ　Ｙｉｘｉａｎ，Ｑｉａｏ　Ｓｈｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｐｒｉｍａｒｙ　ｉｌｌｉｆｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｈａｓ　ｍｏｒｅ　ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｏｐｅｒａｔｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ａｎｄ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｃｏｏｐｅｒａｔｅ　ｗｉｔｈ．Ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｗｉｎｔｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｉｔｓ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙ　ｉｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔａｋｅ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｃｏｍｐａｎｙ　ｎｅｗ　ｉｌｌｉｆｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｓ　ａ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｒｉｓｋｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｗｉｎｔｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｉｌｌｉｆｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｐｒｉｍａｒｙ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｎｔｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｒｉｓｋｓ　ｉｄｅｎｔｉｉｃａｔｉｆｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｙ　山东管道公司某加气母站在２０１３年５月份单机调　试并进行联合试车，运转良好，待到】１月份办理完成　全部所需营业手续后正式开业，此时已进入冬季，压　１　生产运行人员管理　山东管道公司长期从事天然气长输管道输送业　务，对天然气分输站的运行管理比较成熟。某加气　母站是公司第一座加气母站，运行管理和操作经验　缩机、脱水装置、仪表等动设备的运行环境与调试期　间有很大不同，加气母站生产人员认真分析冬季生产　面临的困难和可能遇到的状况，有效识别风险并制定　较少，生产运行人员全部从公司各天然气分输站抽　调，经过移动式压力容器培训和取证后上岗，对比　相应措施，确保了第一个冬季的安全可靠生产。　１８｛城市燃气２０１４／１２总第４７８期　天然气分输站大都是静设备，加气母站的动设备在　操作方法和规程上有很大不同，虽然人员去其他加气　母站实习，但实际参与压缩机运行和槽车充装的实践　操作少。此外，操作人员大都是近两三年新毕业的大　学生，对加气母站的高压危险性认识不足，习惯于分　输站静设备的运行管理，对压缩机等设备运行比较好　奇，对一些高压危险区重视不够。　解决措施：聘请专业保运人员，保障加气母站的　生产运行；执行特种作业上岗制度，严格遵守岗位操　作规程，持证上岗，发现不按规程操作及时制止；利　用每天早晨班前会、周一晚和周三晚上的学习例会及　换班会总结近期问题，让生产人员认知错误，并在思　想上树立安全意识。此外，鉴于人员操作的不熟练，　尽量减少夜晚加气的次数，虽然夜间电费便宜，但人　员处于疲劳状态，不易于安全运行。　２　设备螺栓连接松动问题　加气母站压缩机为活塞压缩机，在运行过程中，　螺纹连接易松脱：　（１）活塞的周期性往复作用，会带来压缩机各　部分载荷的周期性变化，具体到螺纹连接，就会造成　主要螺纹副问的摩擦力的瞬间减少或消失，如螺纹副　间无摩擦力作用或摩擦力很小，螺纹副运行一段时问　后就可能会出现松脱；　（２）压缩机整体受持续载荷作用，考虑到金属　材料具有蠕变的特性，随着时间的累计，构成螺纹副　的两部分会出现不可恢复的塑性变形，进而出现应力　松弛的问题＿ｌ＿，应力松弛的表现形式同样是螺纹副的　摩擦力减小，故也会增加螺纹连接失效的几率；　（３）冬季的低温会让构成螺纹副的两部分发生　肉眼无法观测到的变形，由于各种金属材料的热胀冷　缩系数不尽相同，如构成螺纹副外螺纹的热胀冷缩系　数更大，在温度降低后，螺纹副问的摩擦力就有可能　减少，增加螺纹连接松脱的几率。　螺纹副失效将会导致压缩机各连接部位出现天然　气或润滑油泄漏的问题；压缩机各部件的震动又与螺　纹副的有效性有很大的关系，如地脚螺栓松动，将增　加整机的振动，如活塞杆的螺纹副松动将引起活塞杆　振动的增加，增加活塞及相关附件损坏的几率。振动　张宗超等・新建加气母站冬季生产运行风险识别与研究　的Ｓ￣Ｄｉ：ｉ会反过来恶化螺纹连接的受力情况，进一步增　加螺纹连接失效的几率。　解决措施：在充分认识到问题严重性后，加气母　站生产人员精心准备，广泛动员，按照厂家提供的设　备技术资料，在入冬前完成了所有压缩机连接点的紧　同工作，并在冬季的实际生产中，密切注意各压缩机　的振动状况，切实保障压缩机的冬季稳定运行。　３　冰堵问题　３．１天然气水合物形成条件分析　天然气是一种复杂的烃类混合物，主要成分是　甲烷，如天然气中的水分超过一定值，在一定的压力　和温度下，水能和气相或液相的烷烃生成结晶水合物　Ｃ　Ｈ　．ｘＨｚ０＿２＿。天然气水合物是一种类似于冰或雪的物　质，密度值约为０．８８ｇ／ｅｍ３－Ｏ．９０ｇ／ｃｍ　。低温高压是水　合物形成的必要条件，在压缩机运行初期，加气柱处　压缩天然气温度较低，压力相对较高，是极易形成水　合物的阶段。天然气水合物形成对生产的影响主要体　现在两个方面，一是天然气水合物的累计会带来管道　的冰堵，使生产作业无法正常进行；二是颗粒状的水　合物会损坏“科里奥利流量计”等设备。　３．２压缩机出口管线节流分析　气体在管道中流过突然缩小的截面，产生强烈　的涡流，压力下降，而又无法及时与外界进行热量交　换的过程称为绝热节流。对于实际气体，绝热节流会　带来温度的变化，温度变化程度可用“焦耳汤姆逊系　数”来表示。对于不同介质，节流系数数值会有很大　的不同，如在常温常压下氢气节流系数为正值，甲烷　的节流系数为负值。对于同种物质，节流系数也会随　温度及压力的变化而变化＿３＿。　加气母站生产具有不连续性，压缩机运行与否　与长管拖车实际到站情况为准，冬季夜间压缩机有时　会停机较长时间。压缩机经过长时间停机后，在其运　行初期，由于压缩过程产热少、冷却水温度低、使压　缩机出口处天然气温度较低，经过现场测量，上述情　况下压缩机出口温度一般在５　ｏＣ左右。同时在运行初　期，压缩机排量大，压缩机出口管道内介质流速较　快，遇同心异径管、拉断阀等阻力件，会产生明显的　节流效应。高速流体及阻力件的共同作用使压缩机出　城市燃气２０１４／１２总第４７８期Ｉ　１９　张宗超等・新建加气母站冬季生产运行风险识别与研究　４．２控制措施　６　总结　加气母站的第一次冬季运行是新建加气母站运　行的重要阶段，重视分析可能遇到的问题并进行有效　处理，为以后生产运行积累了经验。经过一个冬季的　根据冷却水塔两套循环系统不同的工作环境，对　于不同系统可以采取不同的解决办法。内循环系统由　于与工作环境密闭，系统内介质损耗较少，可以将其　中的介质由水更换为其它冷却介质，结合实际情况，　在冬季来临前将内循环的水全部更换为防冻液（参数　为一３５　）；外循环系统由于与外界充分接触，如采　用防冻液替代品，介质的快速消耗会带来很大的经济　负担，结合实际情况，加气母站采用定时点动设备　的方法予以解决。如夜间压缩机运行１ｈ以上，集水槽　安全运行，加气母站各项参数良好，累计销售天然气　３００万１ＴＩ。，现在加气母站的售气量已达到日均５万ｍ，，　各项参数运营正常。此外，为减少冰堵，建议设计人　员在工艺管道设计时尽量减少弯头、变径等；为防止　冬季冷却水塔的结冰，压缩机生产厂家可以参照国外　压缩机研制单独风冷压缩机。　内水温即可达到３５ｑｃ，再配以每小时点动一次喷淋水　泵，集水槽内及喷淋水泵就不存在结冰的危险。　５　其他　结合冬季生产的特点，加气母站按公司冬季生　产统一要求，积极分析识别各类安全隐患，编制了自　己的冬季生产方案，更新了应急预案，并进行实际演　练，确保在一旦出现问题时，每个人按职责运行。此　外，加气母站生产人员在入冬前对全站进行了全面细　致的自查自改，完成了电伴热系统的检测等工作，增　加冬季巡检频率，加强各关键点的监测力度，缩短压　力容器排污周期等。　浙江省永康天然气综合利用规划通过评审　２０１４年１　１月７　Ｅｔ，浙江省永康市召开天然气综　合利用规划评审会。　会上，规划编制单位从永康市天然气利用现　状、气源和设施的布局规划、重点项目及投资估　算等１０个方面，介绍了永康市天然气综合利用规　划、天然气汽车加气站布点规划情况。与会专家　进行了讨论和现场评审，对进一步优化规划设计　同时，城市中心城区、经济开发区、城西新区、　芝英镇、古山镇、龙山镇等重点区域主干管网和　二级干网建设将加快推进。Ｎ２０２０年，市级天然　气管网将基本覆盖市域各乡镇。　规划至２０１７年，全市天然气年供应保障能力　达到３亿ｍ　，天然气消费占全市能源消费总量的　１２％左右。全市居民气化率达￣１１４０％以上，基本完　成主城区“煤改气”工程。有序推进交通运输业　提出了建设性意见。　根据规划，永康市天然气工程总投资５．５７亿　元，将重点推进天然气门站、高中压调压站、高　中压管网及汽车加气站等天然气场站设施建设。　的“油改气”工程，实现公交车气化率５０％以上，　出租车气化率８０％以上。　（本刊通讯员供稿）　城市燃气２０１４１１２总第４７８期ｌ　２１