引进西气东输高压天然气，降低装置能耗

周建民，高远飞，赵 男

（中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐分公司，新疆乌鲁木齐 830019）

引进西气东输高压天然气，降低装置能耗

周建民，高远飞，赵 男

（中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐分公司，新疆乌鲁木齐 830019）

改造现有流程，利用西气东输二线4.0MPa 天然气取代装置现有天然气压缩机，达到节能降耗的目的。

西气东输；二线；高压天然气；节能降耗

乌石化化肥厂二化肥装置设计年生产合成氨30万 t，尿素52万 t。以天然为原料采用布朗深冷净化工艺和布朗三级绝热合成氨工艺。CO2脱除系统采用由 BASF 提供的活性 MDEA工艺。天然气西气东输二线管线设计压力 5.5MPa，合理利用这部分高压天然气取代现用的天然气压缩机，降低综合能耗。

1 装置及天然气流程简介

乌石化化肥厂二合成装置设计年生产合成氨30万 t，采用布朗深冷净化工艺和布朗三级绝热合成氨工艺。CO2脱除系统采用由 BASF 提供的活性 MDEA 工艺。

装置以天然气为原料，外供天然气温度35℃、压力0.78MPa进入界区，经过分离器（V-4）和过滤器（F-13），然后进入原料气压缩机（C-4），经两段压缩冷却和分离，最终出口压力为 3.65MPa。该原料气压缩机（C-4）设计消耗 3.8MPa 中压蒸汽 5.447t/h，0.22MPa 低压蒸汽 17.21t/h。实际生产中 3.8MPa中压蒸汽消耗在 13t/h，0.22MPa 低压蒸汽消耗约为 5t/h。日常需一台90kW 的油泵、一台18.5kW 的冷凝液泵辅助运行。

2 西二线流程简介

1）2010年西气东输二线管道建设为乌石化预留了一条分支管线，该管线设计出口压力5.5MPa，通过输气末站提压进入乌石化天然气压力稳定在4.0MPa，代替现有的天然气压缩机无需再次加压即可满足生产要求。按照此要求在现有的天然气流程的基础上增加了分离罐（V-2511）、原料气过滤器（F-2511）、原料天然气预热器（E2511）以及部分管线。整体项目投资 1 915.74 万元，管道设备的安装施工 2013 年及 2014年完成并投用。

2）西二线至乌石化天然气流程及参数如下：原料天然气（操作压力4.0MPa、操作温度5℃），经过原料气分离罐（V-2511）与原料气过滤器（F-2511）进行气液分离与过滤净化处理，处理后的原料气进入原料天然气预热器（E2511）进行加热，原料天然气用中压蒸汽将原料气加热至160℃，经调节阀 PV-2515 稳压到 3.8MPa 后，接入原有原料气压缩机（C-4）出口管道上。通过温度调节阀 TV-2511调节中压蒸汽的流量来控制E-2511 预热后的原料气温度，西二线投用后，换热器 E-2511将增加 S38 消耗 4.644t/h。

3）为了确保装置安全平稳运行新增加联锁：I-101 联锁变动联锁动作增加：西二线原料气停车。即：PV-2515联锁全关，调节器信号输出强制到0且不受控；PV-2512联锁打开50%，5s 后受控，PIC-2512 原设定不跟踪。原料气停车复位后，PV-2515 调节器受控（PV-2515 调节器原设计为 PDC-111，变动为PIC-2520）。I-101 增加一个切换开关：开关置“0”位时，I-102正常，西二线原料气停车被旁路；开关置“2”位时，西二线原料气停车正常，I-102 被旁路；开关置“1”位时，I-102、西二线原料气停车均正常。I-115联锁变动联锁动作增加：西二线主停车。即：PV-2514 联锁全关，PIC-2514 输出强制到 0；主停车复位后，PIC-2514受控。YS1-CGT1 联锁变动联锁动作增加：西二线 CGT-1停车。即：PV-2513 联锁全关，PIC-2513输出强制到 0；CGT-1 联锁复位后，PIC-2513受控。

3 西二线投入运行

在进行了上述流程改造后，对该流程涉及到的联锁进行了改动，分别完善了西二线工况下，原料气压缩机工况下及两种工况并行情况下的联锁动作，并在装置停工期间择机进行了联锁试验，效果良好。

2014年8月，西二线流程试投用。为防止投用过程因异常状况造成装置停车，按照工艺原料气、H-1燃气、CGT-1燃料气的顺序进行操作。为防止投用过程因异常状况造成装置停车，在投用时先投用最需要验证的原料气，因此投用顺序为原料气、H-1 燃气、CGT-1 燃料气。装置减负荷至 90%，降低空碳比至2.15左右，以提高装置操作弹性，降低投用过程的停车几率。经过几次调整后，西二线末站将出站压力提高至3.9MPa，缓慢投用西二线原料天然气。

缓慢打开调节阀，引西线天然气 5 000m3/h 放空，通过阀门控制，将西二线出口天然气温度提高至150℃。西二线原料天然气并入系统，缓慢关闭天然气压缩机出口切断阀，天然气压缩机退出运行。依次投西二线至一段变换炉燃料气、投用西二线至燃气透平 CGT-1燃料气。

4 投资分析

西二线整体项目投资 1 915.74 万元投用正常运行后，对天然气压缩机开、停两种状态的成本投入进行分析：天然气压缩机运行投入电能折算人民币 21.87 万元 /a、蒸汽投入折算人民币 690.74 万元 /a，按照全年 300d 运行每年投入 722.61 万元。西二线高压天然气投入运行后蒸汽投入折算人民币 108.63万元 /a，按照 2015 年价格计算，每年少投入 613.98 万元。

[1] 梁光川，文雯，周雪，等.集输管道效率监测及分析[J].管道技术与设备，2015，（1）：21-23.

The Introduction of High-pressure Natural Gas to Reduce the Energy Consumption of the Device

Zhou Jian-min，Gao Yuan-fei，Zhao Nan

The existing natural gas compressor is replaced by the 4.0MPa natural gas of the West-East Gas Pipeline Project，which aims to save energy and reduce consumption.

west gas east; second line; high pressure natural gas; energy saving

TK264.9

A

1003-6490（2017）06-0168-01

2017-05-05

周建民（1970—），男，新疆乌鲁木齐人，助理工程师，主要从事生产管理工作。