燃机电厂天然气调压站优化分析

燃机电厂天然气调压站优化分析

姜毕诚

江苏华电仪征热电有限公司 211400

摘要：燃气轮机发电厂的燃气变电站是提高燃气质量，使其符合燃气轮机进口规定的关键解决方案的系统软件。它与中下游发电机组和机械设备的安全稳定运行直接相关。基于上下游天然气质量特征和站点布局标准，进行天然气变电站系统软件的有效而可靠的设计，可以提高发电机组运行的合理性，降低工程成本，降低能耗。

关键词：燃机；电厂；天然气；调压站；优化

燃机电厂天然气变电站的关键工作包括燃气通道断开，测量验证，粗略分离，分离/过滤，加热，工作压力调节，天然气分配，排放，污水处理，在线检查，安全检查和电气控制系统，仪表板控制，数据通讯等。考虑到安全性，节省工程投资，有利于竣工投运后的运行维护，可以有效地改善变电站的系统设置和方案设计，并可以充分合理地应用，以取得最佳效果。

一、入口单元优化

通道模块的关键机械设备包括紧急切断阀和绝缘接头。入口配有绝缘接头，以完成变电站与上游和下游天然气管道之间的绝缘，以确保通道的安全。绝缘接头后面装有紧急切断阀（ESD）。紧急切断阀，通常选择无效的切断执行器驱动器的闸阀。驱动器的气动阀是仪表板天然气，根据继电器完成远程操作，并产生天然气。在发生许多泄漏、火灾或其他紧急情况时，可以通过本地或远程控制快速断开气动阀，以确保发电厂的安全。

二、计量单元优化

天然气经过通道模块后进入测量验证模块进行测量验证，便于与上、下游天然气分配器进行贸易测量验证的验证。对于工作站中的所有天然气，均根据超声波流量计进行校准，配有总流量计算机。总流量计算机根据标准条件下的温度和工作压力进行校准，天然气压力可以由总流量确定，电子计算机的显示屏及时显示。该模块还配备了在线色谱分析仪，以完成对蒸气质量的在线监控，并与蒸汽流量计和总流量电子计算机配合，完成热值计算。通过蒸汽流量计建立了一个旁路，当校准蒸汽流量计时，旁路打开。

三、粗分离单元优化

粗分离单元的关键作用是消除天然气中的大固体颗粒和分散的液体，以及在运营初期，由于工程建设等各种因素的破坏而残留在管道中的残留物和其他废物。发电厂粗分离单元的关键设备是旋风除尘器，由其收集的废物沉入分离设备的底部，天然气通过入口和出口排出，并配有闸阀旁通阀，可用于维护期间的短期天然气回路。此外，该模块还配备有全自动过滤阀和由专营权经营的高低浮子液位计，可将污水处理主管中的残留物自动排入冷库。

四、分离/过滤单元优化

该模块是一个精细的过滤器模块，用于提取天然气中的小固体颗粒和小液体，并向燃气轮机提供净化后的天然气。我们可以根据具体情况将过滤器设备设置为双重使用和待机或使用一待机。过滤装置的原理是基于屏蔽效应、深层效应和静电效应消除气体中的残留物，过滤装置通常分为两阶段的设计方案。第一阶段是分离阶段。通过分离器分离和飓风分离来分离固体颗粒和液体。第二阶段是过滤器部分，并使用过滤器元件产生气体。过滤后，由滤芯过滤的清洁气体通过入口和出口引出。此外，它还配备有全自动过滤阀和由连锁经营的高低浮子液位计，可将积聚在过滤器部分和分离部分底部的残留物自动排入冷库。

五、加热单元优化

（1）水浴电加热器：水浴加热器是将燃气锅炉和热交换器集成在一起的机器和设备，由炉子本身和燃烧器组成。它使用软化水作为中间传热介质，软化水消化并吸收由火缸中的点火气体产生的热量，并将其传递到风机盘管或热交换器中的气体中。水浴电加热器的燃烧器所需的气体工作压力通常为0.2 MPa左右。因此，直接从气体主管中流出的气体必须配备一套减压设备，以满足水浴炉的气体工作压力要求。

（2）电加热装置：电加热装置利用电磁能立即加热气体。加热方法简单，但是立即消耗高质量的电能。因为燃气轮机发电厂的燃气变电站属于防爆区域，所以电加热装置必须是防爆产品。如果现场安装了自动控制系统，需要选用防爆型的控制柜，若安装在安全区域内，则不必选择防爆型的控制柜。对于电加热器，可以选用立式和卧式型式。

（3）管壳式换热器：将燃气轮机系统软件中产生的过热水或蒸汽用作热原，并根据管状热交换器对气体进行加热。这种传热方式运行可靠，系统设置简单，工程造价低，运行经济。但是，对于远离主要工业厂房区域的燃气电厂燃气变电站，必须安装更长的管道，并且必须综合考虑其稳定性和合理性。

六、调压单元优化

变压器模块是变电站的关键工作压力控制设备，分为模块化设备和上级控制设备。在模块化压力转换中，每台燃气轮机都配备有一个可变压力回路供使用和一个备用装置。在压力转换计划中，两个或两个上部燃气轮机配备了多通道可变压力环路，每个可变压力回路相互配合以执行几个燃气轮机的气体回路。每个变压器回路通常与用于进出口贸易的手动保护闸阀，安全紧急切断阀，监控交流稳压器和运行中的交流稳压器连接。在所有正常工作条件下，工作中的交流稳压器会调节电厂燃气变电站的入口和出口的工作压力。当工作中的交流稳压器出现常见故障时，由于安全事故，工作中的交流稳压器会打开和关闭。在工作过程中，当交流稳压器中下游的工作压力升高时，运用监控式交流稳压器检测到中下游的工作压力升高后，即可投入全自动运行。为了更好地提高交流监控电压调节器的响应速度，交流监控电压调节器配备了网络加速器。如果监控交流稳压器也有常见故障，则说明监控交流稳压器已安装，以应对安全事故。在运行过程中关闭变压器回路时，变压器站入口和出口的工作压力将逐渐降低。当在备用变压器回路的工作中将工作压力降低到交流稳压器的设定点时，预留回路就在工作中，交流稳压器的全自动资金投入正在发挥作用。如果中间和下游的工作压力再次异常升高至安全阀的设定工作压力，则安全阀将工作；否则，安全阀将继续工作。如果工作压力再次升高以达到安全紧急切断阀的设定工作压力，则安全紧急切断阀将被断开以确保系统优化。

结语：

综上所述，在燃气轮机电厂中，天然气调压站是强调天然气质量关并使其符合燃气轮机对天然气要求的关键处理系统。我们必须做好天燃气调压站的选型设计，尽可能地合理利用自身资源，合理优化调压站的配置结构，确保机组运行的有效性和经济性，从根本上达到节能降耗的目的。

参考文献：

[1]张安安,邓靓,杨威,李茜,曲广龙.计及天然气管网压力能消纳的充电设施优化规划[J].电网技术,2021,45(03):970-979.

[2]景治强.PLC在天然气调压站控制系统中的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(18):107-108.

[3]王耕宇.天然气调压站余压发电系统应用研究[D].北京建筑大学,2018.

[4]任渊源,张卫灵,光旭,刘炳俊,刘建生.三菱M701F4联合循环机组天然气调压站优化设计[J].浙江电力,2018,37(10):79-83.

[5]张舟.北京地区燃气调压站管道冻胀特性及优化设计研究[D].北京建筑大学,2018.

[6]潘达矿.天然气调压系统中调压阀的优化设计分析[J].化工管理,2017(21):205.