燃气调压撬的设计与应用

丁昱

（中石油中亚天然气管道有限公司，北京 100007）

调压撬是集过滤、计量、加热、调压为一体的燃气调压计量设备，天然气经来气管线引入本装置，经装置中滤芯式过滤器除去天然气中的5um以上的固体粉尘颗粒等杂志，经气体涡街流量计对来气用气量进行计量，流量计算由流量计算机完成并将用其总量上传至站控系统。

流量计后设有电动球阀，可由站控系统将计量故障回路切换到备用回路。经计量后的天然气进入直接作用式电加热系统，将天然气升温后进入压力控制系统。

一级压力控制系统由1台安全切断阀和2台调压阀串联在一起组成，二级压力控制系统由2台安全切断阀和1台调压阀串联在一起组成。安全切断阀、调压阀为相互独立的设备。正常情况下，安全切断阀和监控调压阀处于全开位置，由工作调压阀对下游压力进行控制。当工作调压阀出现故障，无法控制下游压力时，监控调压阀开始工作，以维持下游压力的安全范围。若监控调压阀也出现故障，不能控制下游压力时，安全切断阀则自动切断气源，以保证下游管道和设备的安全。

一般情况下，两个供气支路同时工作，同时在每个供气支路均可独立承担整个系统的负荷进行配置，保证燃气轮机供气的连续性和稳定性。

调压撬电加热控制柜专为天然气自用撬天然气加热设计，主回路由一个进线断路器QF1、接触器KM1和一个调功器RKZ3组成。控制回路包括继电器xJx、PID温度控制仪MAC50D以及报警指示灯xHx和报警蜂鸣器xH01组成。控制系统具有本地/停止/远程的操作模式以及手动/自动操作模式，同时系统具有过热、故障指示、过电流、防雷等保护功能。

控制参数分别设置为：法兰报警温度TE1：90℃；加热芯高温报警温度TE3：80℃；加热芯高高温报警温度TE2：150～195℃；加热器出口温度给定值TE4：10～20℃。在自动控制模式下，电加热器是由一块温度控制仪TE4实现主控功能。在此控制模式下，主控温度表TE4采集电加热器出口温度，如果采集到的电加热器出口温度低于设定的温度，则经过PID的计算输出4～20mADC的信号并输出给调功器，同时如果工艺管道内有气体流动，并且引起了流量开关动作，使流量开关输出闭合节点信号，则调功器输出需要的功率，对加热器的输出功率进行0～100%的平滑调节，如果温出口温度高于设定温度或者流量开关没有动作，则加热器停止工作。

在手动控制模式下，则屏蔽了温控仪TE4的输出信号和流量开关的输出信号，通过WR手动输出旋钮直接控制调功器进行功率的输出控制加热器的功率。

如果综合报警存在，则无法启动加热器，只有当报警状态消失且经过人工复位（旋转SA5复位开关）后，电加热器才能重新启动。

在就地控制模式下（旋转SA3就地和远程控制按钮），可以在控制柜上直接启动和停止电加热器。在远程控制模式下，可以在SCADA系统中，通过HMI发送命令（启动命令为保持信号）去启动和停止电加热器。在这两种控制模式下，都可以通过控制柜的紧急停止开关SA4停止加热器的工作。

加热器的运行、停止、综合报警状态以及工作电压和电流值可以从SCADA系统的HMI画面上进行远程监控。远程和就地的状态就是控制是否给加热器供工作电源，远程就是在SCADA系统中给加热器进行控制，就地就是在控制柜中进行启动或停止按钮控制；手动/自动是控制机柜中调功器的电流输出的大小，在自动状态时通过出口温度经过PID计算，输出4～20mA DC控制调功器的输出。在手动状态下直接给出调功器的输出，输出值通过调节控制柜面板的旋钮进行手动输出。电加热器设有法兰温度报警指示灯H3、高报温度报警指示灯H4、高报温度指示灯H5、流量指示开关灯H6，所有这些报警在线路中都为开关闭合报警，为常开触点。

当任何一个报警产生时，会有相应的报警指示灯显示。若消除此报警，无论是在就地或远程控制模式下，都必须通过控制柜的复位开关进行复位操作。

复位开关是带钥匙的非自复位式开关，每次进行复位操作后必须人工旋转钥匙把开关恢复到工作状态。复位开关在复位状态会屏蔽系统的所有的保护功能，如果复位操作之后，没有恢复到工作状态，会导致电加热器在无保护的状态下工作，容易产生事故。

为了避免控制中发生事故。首先，电加热控制柜内超温保护回路和报警回路应分开设置。任何工作状态下超温保护回路不应被屏蔽。其次，可以调整流量开关设定值至2～3m/s，适当降低敏感度。并且在复位开关、急停按钮等重要开关应增加醒目的警示标示。同时，为了进一步保障设备的安全性，将电加热器芯的温度信号上传至站控系统并进行超温报警。手动功能锁定，正常情况下不允许操作。

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[2]Gas Transmission and Distribution Piping Systems,ASME B 31.8-2007.

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