天然气增压站流程改造设计

孙志学

摘要：本次设计是根据某县境内工业用户和民用天然气情况对某增压站进行站场布局与设计。从天然气站场系统的工艺总体布局到设备的选型，再到各类数据的计算与校核，均按照天然气站场系统的要求与相应的规范和法规。

设计从基本参数的确定开始依次确定了目前工业用户和城镇的居民以及未来几年新增工业企业的用气量。完成基本计算之后，进行站场系统的设备选型与计算，通过对压缩机参数的计算，保证下游工业用户用气需求。再进行配气站的工艺布局和管径设计.确定方案后可进行下一步的施工组织。

本设计基本符合了天然氣增压站设计的要求，且添加了一些新元素，可作为增压站的设计参考。

关键词：压缩机;分子筛;旋风分离器、调压器、单向阀;

1、增压站流程现状简介

某增压站前期设计思路：四家中压气源来气汇集到汇管，汇管分流两路，一路经过高压往复压缩机输送给下游工业园区，在满足工业园区用气前提下，余气外输至高压管网（高压往复压缩机设计参数主要依据高压长输管网运行压力）;二路经过低压分子筛深度脱水再调压后直接供给城镇管网。

某增压站后期设计思路：随着工业园区大型用户逐步增多，往复增压压缩气量已不能满足用户气量。增加第三路供气流程，通过大型螺杆压缩机将中压气源增压至次高压输送给下游工业园区。

2、运行情况分析

随着增压站投产运行，原设计思路在实际生产中出现了设计前预想不到的问题。通过实际运行我们大致分析总结以下几项问题：其一，下游城镇由于用户不断增加（尤其是用气高峰期和冬季），用气量也不断增加;大型螺杆压缩机对进口气源压力要求不高，城网和压缩机在增压站源头来自同一个汇管。造成城网用气在高峰期压力骤降，加上四个气源供气的不稳定性，导致汇管内压力不稳定，加剧了城镇中压管网的波动性，经常性造成用户调压箱切断阀切断。其二，高压往复压缩机下游高压分子筛经常性出故障，超声波流量计声道经常无信号，经过多次拆卸维修。通过是设备损坏原因结合上游气质情况，发现高压往复压缩机进口和出口气质较差，存在油、水、煤粉混合杂质。这些杂质损坏率分子筛颗粒，使分子筛失去吸水功能，进而造成下游设备跟着受影响;煤粉和水以及油的混合物遮挡了超声波部分声道的信号传递，造成计量误差。其三，原设计的运行方式有，第一种压缩机增压单独输送下游工业用户，外输阀门关闭;第二种压缩机增压输送下游工业用户，同时余气外输，即两个下游同时输送;第三种压缩机增压输送下游工业用户，下游工业用户需求量大需要亏气外补，高压管网也向用户送气;第四种下游工业用户停产，压缩机单独输送大管网。从图1流程可以看出压缩机出口的两个下游没有更好的防止倒流（回留）装置，在第二种运行方式情况发生时，系统内压力超高，下游工业用户需求少，导致下游管网压力大于高压管网压力时，此时两个下游同时增压送气，会出现用户管网气倒向输送至高压管网，造成计量繁琐，输差变大，损坏设备等。

3、流程改造设计

为了解决城镇管网供气压力波动问题，我们通过在大型螺杆压缩机下游增加一分路（即工业园区用气和城镇管网用气均来自螺杆压缩机）。基本流程为螺杆压缩机增压至次高压，再调压至稳定中压输送至城镇管网。同时，为了避免串气，在城网汇管气源出增加一道单向阀。经过改造可以实现，城网冬季或高峰期用气紧张时，通过增压再调压供气;淡季切换流程直接由汇管向城网供气。如图1所示

针对高压往复增压后气质差引起设备故障问题，经过气源气质和压缩后气质综合分析。设计改造原有净化流程，在分子筛深度除水设备前增压一台旋风分离器，用来除去往复机压缩带出的少量油滴、压缩冷却后产生的少量水珠、微量煤粉。

为了防止高压管网串气情况发生，优化工艺设计，正输工艺在高压管网送气方向增加一道或几道单向阀门防止气体倒流。反输工艺（高压管网向工业园区供气），增加节流阀实现自动调节。由此解决了高压管网的不确定因素引起管网压力过高造成倒流串气。

改造示意图如下：

4、结论

天然气增压站是整个供气系统的心脏，下游各类用户的能否稳定用气需要我们反复从设计阶段可行性、施工建设阶段预见性、运行阶段总结分析，再通过设计施工改造阶的慎重性，每一个步骤都必须精心考量。设计阶段应立足企业根本，做到经济运行;施工阶段必须把控施工质量，避免后期运行发生的问题;设计变更改造要结合运行经验和工程项目实际情况慎重决定;后期运行要总结运行特点，提出合理经济的运行意见。因此，准确的掌握各方面信息，设计思路兼顾各个上游和下游的生产特点，才能更好的寻找到更加合理的设计理念。