天然气场站泄放系统核算

刘慧，赵轩刚，何彦君

（1.西安石油大学，陕西西安710065；2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安710201）

天然气场站泄放系统核算

刘慧1，2，赵轩刚2，何彦君2

（1.西安石油大学，陕西西安710065；2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安710201）

泄放系统是保障天然气处理场站装置安全生产的重要辅助设施之一，一般设有高、低压火炬、放空分液及管网系统。通过分析YL、MZ、SM三座天然气处理厂泄放系统运行现状，核算放空火炬及分液罐尺寸，针对存在问题提出优化措施，确保场站安全平稳运行。

天然气场站；泄放系统；核算

1 泄放系统运行现状

YL处理厂高、低压放空系统独立分设。高压火炬高度为65 m，直径为DN650，低压火炬直径为DN100。

MZ、SM处理厂分别设高压、低压放空系统各1套。MZ处理厂高压火炬高度：H=60 m，直径：DN600。SM处理厂高压火炬高度：H=55 m，直径为DN500。低压放空用于停工检修时系统内的余气和工厂事故状态低压气放空，MZ处理厂低压火炬高度：H=60 m，直径：DN100；SM处理厂低压火炬高度：H=55 m，直径：DN200。

2 泄放系统核算

2.1 火炬直径、高度核算参数

（1）火炬参数计算表（见表1）。

表1 YL处理厂火炬参数表

（2）最大放空量确定：当天然气处理厂出现大面积火灾等事故，将所有进出站管线截断，只对站内管线和设备的气体进行放空泄压，此时的放空量是最大的。

图1 低压放空流程

（3）计算公式：

图2 低压放空流程

2.2 核算结果

分别对YL处理厂、MZ处理厂、SM处理厂火炬高度、直径进行核算，核算结果均满足设计要求（见表2）。

表2 YL、MZ、SM处理厂火炬直径、高度核算结果表

3.1 放空系统安全阀背压计算

取放空天然气马赫数0.5，反算求得W=55.8 kg/s，以该流量计算放空管网各点压力，核算放空系统安全阀背压。

（1）YL处理厂中压系统按照600×104m3/d放空时，根据弹簧式安全阀的泄放要求，背压应小于安全阀整定压力的十分之一，经计算，实际安全阀背压小于安全阀最大允许背压，符合安全要求（见表3）。

表3 25.3×104m3/h放空时安全阀背压计算表

（2）MZ处理厂中压系统按照450×104m3/d，低压系统按照12.5×104m3/d放空时，根据弹簧式安全阀的泄放要求，背压应小于安全阀整定压力的十分之一，经计算，实际安全阀背压小于安全阀最大允许背压，符合安全要求（见表4）。

表4 18.8×104m3/h放空时安全阀背压计算表

表5 12.5×104m3/h放空时安全阀背压计算表

3 泄放系统评价

（3）SM处理厂各放空系统安全阀背压小于安全阀最大允许背压，即安全阀整定压力的十分之一，符合安全要求。

3.2 泄放时间计算

YL处理厂泄压时间计算：天然气处理装置及配气区管线容积为395.6 m3，设备容积为200 m3，总容积为595.6 m3。

表6 YL天然气集配气区及天然气处理厂内管网容积计算表

根据气体状态方程PV=nRT，将P=5.0 MPa，V= 595.6 m3状态下天然气体积换算成0.69 MPa下体积，计算泄放时间是否小于规范要求的15 min以内。

计算结果：t=29 390.58/4 216.67=6.97＜15（min）满足安全泄放要求。同理计算MZ、SM天然气处理厂泄放时间均满足安全泄放要求。

4 结论与认识

（1）通过核算火炬高度、直径、安全阀背压及泄放时间，YL、MZ、SM三座天然气处理厂火炬放空系统均满足设计要求，在实际运行中也未发生紧急放空事故。

（2）建议在日常生产运行中，严格按照规则制度，加强火炬运行管理，应避免设备超压运行及紧急放空的出现，对于放空系统中所有安全阀定期校验。确保天然气处理场站各单元平稳运行。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.033

TE967

A

1673-5285（2015）08-0125-03

2015－07-25

刘慧（1983－），工程师，主要从事天然气开采工作，邮箱：Lh5_cq＠petrochina.com.cn。

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