燃气机组天然气调压阀的故障诊断与维护

燃气机组天然气调压阀的故障诊断与维护

张鹏飞

单位：河北华电石家庄热电有限公司

摘要：当今，我国经济发展十分迅速，随着国家天然气“煤改气”项目的实施及北方清洁供暖政策的再推广，各地纷纷新建燃气锅炉房或者进行原有燃煤锅炉房的改扩建项目，以天然气为燃料的燃气锅炉房成为近几年北方采暖热源发展的趋势。由于燃气锅炉房所需的天然气气量较大，针对不同规模、不同用气压力的燃气锅炉房项目，各地燃气企业往往会采取天然气管线专线直供或者从城市主干管网开口直接供应锅炉房用气的供气形式，而单独建设为燃气锅炉房供气的天然气调压站成为实现供气的必备条件。本文针对燃气机组天然气调压站的建设形式进行了详细的分析，并结合实际工程经验，提出了燃气机组天然气调压站建设的优化建议。

关键词：燃气机组;天然气调压阀;故障诊断;维护

引言

天然气调压装置应用广泛，主要用于高中低压燃气输配管网的终端调压设备，可为居民用户、燃气发电厂、热力厂、炼钢厂、玻璃厂等大型工业用户提供稳定可靠的天然气供应，是一种无论气体流量和上游压力如何变化都能保持下游压力稳定的装置。天然气调压器能够将上游压力减低到一个稳定的下游压力；当调压装置发生故障时能够限制下游压力在安全范围内保障设备管线的安全。应用在国内的主流调压装置品牌繁多，原理结构也有所不同。目前调压装置按照工作原理主要分为自力式调压和电动控制调压两类。第一类自力式调压装置是通过指挥器对调压设备进行压力控制。第二类电动控制调压装置是通过PLC程序对电动设备调节进行压力及流量控制。根据以上两种工作原理衍生出来的调压装置也存在一定差异，因此在实际生产运行过程中出现各种不同问题，调压装置作为工艺重要组成部分，一旦出现故障，失去调压功能，流通介质中断，会导致管线停输或给下游用户生产和生活带来巨大的损失和影响。调压装置出现的故障进行分析，查清故障原因和判定故障类别，及时排除故障，对保证其安全平稳运行有着十分重大意义。

1调压站工艺流程设计优化

燃气电站的用气负荷、用气压力是确定配套调压站建设规模的基本参数，而用气负荷的确定要近远期结合，综合考虑厂内燃气机组等用气设备的建设时序，准确分析用气负荷数据。工艺方案设计时要兼顾近远期负荷的发展规律，以能够满足近期用气需求为基本，并预留远期用气量增长所需的工艺改造条件。因此，在调压站工艺方案设计时，以近期用气负荷为基本，建议调压、计量流程应按照大流量、小流量支路分别设计。在设计工艺方案时，可按照远期规模计算各支路进出口管径，而流量计、调压器等关键、高精度设备按照近远期设计规模分别选型，此种方案的工艺流程设计既能够满足工艺供气需求，又能够节省设备初投资。

2应急管理措施

电厂要根据《应急预案编制导则》（ＧＢ／Ｔ２９６３９）并结合本企业生产特点和安全风险评估结果，建立健全总预案、分预案和相应的专预案，以及应急流程，按照应急预案要求配备应急物资和应急抢险装备，以及安全管理需要的其他装备等。鉴于燃机电厂是极易发生火灾爆炸事故的消防安全重点单位，要与就近消防站建立长期合作关系。同时要建立企业志愿消防队和微型消防站，消防重点部位制定相应的灭火与应急救援专项预案，定期进行防火巡查和检查，以及开展灭火和应急疏散预案演练。

3指挥器

指挥器作为调压装置的灵魂所在，通过指挥器的调节对调压阀进行控制开度，指挥器一般组成为过滤、稳压、调压、排气及反馈，精密程度较高也是调压系统中较为复杂的。一般指挥器常见故障及处理：（1）指挥器过滤堵塞导致无法对调压阀提供动力气源，定期清理更换过滤滤芯；（2）指挥器稳压器阀口损坏导致调压阀动力压力过大无法控制开度，主要表现在调试过程中瞬间超压，无法进行测试，也能导致高压气进入调压阀阀腔将主皮膜击破；（3）指挥器调压阀阀口损坏导致压力无法调节，只能调高无法进行调低压力；（4）指挥器排气阀口塞导致超压气无法排放至下游，这部分超压气体会进入调压阀腔，导致调压阀主皮膜破损这种情况较为严重，需要进行解体更换主皮膜；（5）指挥器反馈一般依靠指挥器内部皮膜，如果皮膜损坏可能导致无法进行开关调压阀。

4噪声控制方案

天然气在调压站调压过程中，因设备的节流降压、流速增大，造成在处理设备中产生气流动力噪声。根据《声环境质量标准》（GB3096-2008）第5.1节规定，燃气电站天然气调压站属于3类声环境功能区，昼间环境噪声限值为65dB（A），夜间环境噪声限值为55dB（A）。调压站的噪声主要来源于调压器、汇管等部位，应针对各噪声源的特点，在工艺设计时应采取经济、合理、有效的噪声控制方案，达到降低噪声的目的。（1）管道及设备的设计流速偏大，势必会增加噪声产生。在调压站工艺设计时应综合考虑设计流量和设计流速，管道设计流速要控制在15m/s以下，设备设计流速要符合设备性能要求，在工艺参数选取阶段就要控制噪声的产生。（2）天然气通过调压器后压力下降、气流速度急剧增大，造成在调压器后形成噪声源。为了控制调压器处产生的噪声，应按照设计流量的1.2倍选择调压器的最大通过能力，并尽量保证工作流量维持在调压器最大通过能力的0.3倍～0.8倍，保证调压器在最优工作状态。流量过大或过小都会造成调压器的振动，增加噪声的产生。调压器自身的噪声控制措施通常是在调压器阀口处增加内置的消音器，从发声原理上减小噪声的产生。（3）由于调压器与汇管之间管段比较短，阀口喷射出的高速气流进入汇管后由于空间增大，在汇管内会造成气流紊动，形成更为强烈的噪声。对于控制汇管处噪声比较有效的措施一方面是汇管的制造工艺采用拔制，增加支管与汇管连接处的圆滑度，增加筒体壁厚，降低噪声值；另一方面就是在噪声源处采用玻璃棉等吸声材料包裹，减小噪声辐射量，经实践可知，在包裹吸声材料后，能将汇管处噪声降低约10dB（A）以上，效果比较显著。（4）调压柜在噪声控制方面还具有特殊的优势，可通过在柜体内壁加装隔声屏来降低噪声值。经实践可知，隔声屏的隔声量约为15dB（A）～20dB（A），可有效降低调压柜四周的噪声污染，能够将在距调压柜1m处的噪声控制在55dB（A）以下，满足国家劳动保护部门的相关要求。

5安全技术措施

燃气发电在其生产工艺过程中，存在很大的危险因素，生产工艺和技术措施必须成熟，在运行过程中要严格执行运行规程，控制调压器的温度、压力、流量、液面等技术参数；设置相关的超温、超压、泄漏自动报警系统，设置自动监视、自动调节系统，减少人为失误带来的事故，利用现代化的科技水平提高自动化控制水平，尽量做到自动报警、自动切换、自动调压、自动发现故障等一系列的自动化系统，保证工艺系统的安全性。

结语

以上常见故障是本人从事天然气行业实际工作中总结对调压装置常见的主要故障，将典型故障进行简要讲解，可以在一定程度上帮助专业人员迅速、快捷地找到故障点，缩短修复时间。为实现稳定调压，保障介质输送，确保设备性能完好是前提，这就要求场站工作人员在日常工作中，在对调压装置操作时，一定要严格依据操作规程作业，严禁违反操作规程操作，进而才能达到调压装置安全平稳运行的目的。

参考文献

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