石化厂调压系统运营问题分析

李 冉，薛 壮

（新地能源工程技术有限公司燃气技术分公司，河北 廊坊 065001）

石化厂调压系统运营问题分析

李 冉，薛 壮

（新地能源工程技术有限公司燃气技术分公司，河北 廊坊 065001）

文章通过对石化厂锅炉在使用过程中出现的问题进行分析，从而得出解决方法。对出现的问题进行反思，可以促进今后工作的改进，杜绝类似问题的再次出现。

锅炉；调压器；燃气设备

石化厂项目是重点项目，该厂计划设置3台锅炉，其中1、2号为已建锅炉，两台均为130 t蒸汽锅炉，这两台锅炉正常使用时为一开一备，天然气管道系统建成投入运行半年多，但进入7月频频出现问题，经现场调研，发现存在以下问题：

（1）当用气设备负荷变化剧烈时（实际负荷从8 000 Nm3/h变化到3 000 Nm3/h，负荷调整时间过程约1 min），调压器出口压力从0.3 MPa跃升至0.5 MPa，一级调压器自动切断，但一级调压器出口设置的安全放散阀没有起跳（安全放散阀规格DN65－PN1.6 MPa，启动压力设定0.33 MPa）；调压器型号：春晖 CHTG－200－1.6 MPa，间接作用式调压器，设计流量14 400 Nm3/h（按原用户提供一台锅炉负荷正常是6 000 Nm3/h，最大负荷12 000 Nm3/h选型），进口压力0.4～0.75 MPa，出口压力设定为0.3 MPa；调压器出口管径从DN200变径到DN250（流量计）再变径到DN400（长度约48 m），至锅炉稳压阀组前恢复到DN150口径。

（2）过滤器流通能力有限，过滤精度不够，造成约0.1 MPa压力损失，过滤网几次出现脱落，调压器内出现沙、焊渣等杂物，导致调压器阀口关闭不严。过滤器为天信仪表厂家提供产品，规格为GYQ－250 A（Y型过滤器）。

（3）法兰蝶阀D341X－16 DN250密封面均有损坏，无法正常关闭，出现内漏。

1 问题原因分析

（1）设备突然从高负荷转到低负荷，管道压力增高，说明一级调压器反应滞后，设备负荷已经降低，但调压器由于反应动作时间滞后，仍然按照高负荷状态调压进气，造成一级调压后管道系统短时间内进入的气体憋压，超过一级调压器超压设定上限，而此时安全放散阀又未起到放散降压作用，故引起一级调压器超压切断。

（2）安全放散阀未动作说明放散阀未调校合格，设此放散阀的目的就是当管系超压时先放散降低管系压力，以保障用户正常用气，当放散后仍无法解决升压问题时，调压器才切断动作。

（3）过滤器口径虽然符合设计要求，但其过流能力未达到系统设计要求，造成阻力大、过滤网强度不够，同时由于上游次高压管线系统未认真做吹扫工作，杂质多使得过滤器工作条件恶化，无法满足过滤精度要求。

（4）设计中使用蝶阀是为了减少安装尺寸，此阀门平时是保持常开状态，出现这种情况说明，阀门密封面强度不达标，虽然阀门公称压力标识满足设计要求，在管线含杂质的气流冲击下，密封面出现破损，导致无法关闭完全。

2 解决方法

（1）提高一级调压器的灵敏度，如其能达到说明书1 s的反应速度，则现有管系能满足此负荷变化需求（调压后管系是按1 s延时来进行放大选型的）。调压器动作延迟时间与管系压力增加对应管线参见下列计算（选择计算其中管道短的锅炉系统进行计算）：

锅炉实际负荷变化情况（8 000 Nm3/h→3 000 Nm3/h，一级调压器后管系压力显示0.3 MPa→0.5 MPa）；一、二级调压器之间管道长度约48 m，管径D406.4×7.9，故锅炉管系物理总容积：

设计流量按8 000 Nm3/h考虑，即Q设＝2.22 Nm3/s，调压器每延迟1 s动作，等于多进气2.22 Nm3，折合工况流量：

注：进气压力仍按0.3 MPa工作压力计算（实际进气过程是一个压力逐步上升的动态过程，此处简化按一个固定压力来计算，同时忽略温度因素）。

根据P1V1＝P2V2公式推导，P1：原工作压力0.3 MPa；V1：增加气量后维持0.3 MPa压力下应有管系容积（m3）；P2；升压结束时管系压力（MPa）；V2：实际管系容积5.75 m3。

当升压结束时，P2＝（0.3＋0.101325）×（5.75＋0.56）÷5.75＝0.4404 MPa（绝压），即0.339 MPa（表压）。

同理可推导，当延迟2 s动作时，P2＝0.378 MPa（表压）。当延迟3 s动作时，P2＝0.417 MPa（表压）；当延迟4 s动作时，P2＝0.456 MPa（表压）；当延迟 5 s动作时，P2＝0.495 MPa（表压）。

实际压力升至0.5 MPa，说明调压器延迟至少5 s以上，远远不能满足设计前期的设计依据。出现这种情况，现有设计参数不做调整的话，要么改进调压器，提高其灵敏度，要么增加调压后管系容量。经咨询调压器厂家，调压器反应灵敏度无法提升，只有考虑增大管系容积。

反推：调压器延迟3 s需要管系容积，安全放散阀起跳压力为0.33 MPa，那么取0.329 MPa为一、二级调压设备间管系允许最高压力，则按照公式P1V1＝P2V2推出V2＝P1V1/P2。

P1：最高允许工作压力0.329 MPa；V1：最高允许工作压力下的换算管系容积（m3），V2＝V1＋3 s×0.56 m3/s；P2：正常工作时管系压力0.3 MPa；V2：正常工作时实际需要管系容积（m3）。

V2＝23.2 m3，即管系容积要在原有基础上增加17.5 m3，即管径需从DN400调整为785 mm，在现有安装条件下不现实。

由公式 V1＝1.68/〔（P1＋0.101325）÷（P2＋0.101325）－1〕可以看出，要想降低 V1容积，在维持出口设定压力的基础上，必须提高P1最高允许工作压力，即达到0.417 MPa才能使现有管系满足要求。但此假设的前提条件是二级调压器进口允许压力范围能达到此压力要求且一级调压器反应灵敏度能达到 3 s。若能满足此条件，可以考虑将一级调压器切断压力上调至0.43 MPa，但安全放散阀设定压力仍为0.33 MPa，当管系超压时先行放散，以减少管系内的气体，缓解压力升高的速度，放散的情况只会出现在锅炉负荷突然从高降低的情况。

（2）另一种解决方法是协调用户在需要负荷变化时慢慢降负荷，延长负荷变化时间，以确保调压器能够反应过来（目前用户采用的就是这一方法）。

3 问题反思

（1）大型用户应要求燃气公司尽量选用进口燃气设备，进口设备虽然贵，但相对质量和精度要高，参数提供详细，可有效避免后期运营中的误动作或不动作问题，并在提交设计方案前明确设备各项具体技术参数及用户自己购买的燃气设备参数，确保计算的基础参数的准确性，使设备选型能够满足用户设备的需求。

（2）调压设备可有意识的远离用气点设置，以增加调压后的管系容积，减少调压设备反应滞后带来的压力提升影响，避免出现超压切断问题，如受现场条件限制无法设置，那就要考虑增大管径或加稳压罐，但需要明确所选调压设备的具体参数（反应时间），可以要求调压设备厂家给予书面参数确认。从节约工程造价的角度，设计优先考虑远离设置。

（3）考虑到施工中存在的管道内杂质多，吹扫不干净的问题，可以考虑在主管道上靠近调压计量设备的前端增加一个临时过滤器或排污设备，前期杂质多时勤排污、更换滤芯，待后期管道杂质减少后将其拆除，避免前期大量杂质进入给设备带来损坏，影响用户正常用气。

（4）过滤器选型时不仅要考虑过滤精度问题，还要考虑流通能力问题，Y型过滤器适用于中小型用户，大型用户或压力高的用户不适用。

（5）大型用户应要求投入使用前先进行联合调试，确保每个设备处于正常工作状态后才可正式通气点火，这样联合调试中发现问题还有时间来整改解决。

The Petrochemical Plant Accent Presses the System Operation Problem Analysis

Li Ran，Xue Zhuang

The article through the question which appears in the use process carries on the analysis to the Petrochemical plant boiler, thus obtains the solution.To presents the question to carry on the resonsideration, may promote the future work improvement, ceases the similar question the appearance once more.

boiler; pressure regulator; fuel gas equipment

TK229.6

A

1000－8136（2011）06－0039－02