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CNG供氣站管道安全設(shè)計(jì)探究

2021-05-25 29672 管道工程論文

本文作者:邢月萍 單位:晉城市煤氣開(kāi)發(fā)利用中心

根據(jù)GB50028-2006第7.3.11的要求,CNG供氣站本站總平面應(yīng)分區(qū)布置,本工程站區(qū)分為生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)。生產(chǎn)區(qū)由工藝裝置區(qū)、卸氣柱、壓縮煤層氣撬車區(qū)組成,壓縮煤層氣撬車固定車位最大儲(chǔ)氣總?cè)莘e為8000m3,撬車固定車位四周有足夠的回車場(chǎng)地,生產(chǎn)區(qū)布置在站區(qū)以北。生產(chǎn)輔助區(qū)主要出入口布置于場(chǎng)區(qū)西南側(cè),并在場(chǎng)區(qū)形成環(huán)形消防通道,場(chǎng)區(qū)中間設(shè)置固定車位3個(gè),設(shè)置3個(gè)卸氣柱,減壓裝置和調(diào)壓裝置位于場(chǎng)區(qū)北側(cè)。新建建筑物有:值班室、控制室、變配電室、增熱室、維修間、門衛(wèi)、衛(wèi)生間等,布置在場(chǎng)區(qū)南側(cè)。場(chǎng)區(qū)四周設(shè)置高度2m的圍墻及車輛出、入口。出、入口道路與站外規(guī)劃路銜接,滿足人流疏散及車輛安全行駛。平面布置如圖1所示。根據(jù)GB50028-2006和GB50016-2010的相關(guān)要求,供氣站生產(chǎn)性質(zhì)為甲類,建構(gòu)筑物與站外建筑物的防火間距:明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)25m,民用建筑25m,重要的公共建筑50m,站外道路15m,架空高壓線及通信線不小于電桿(塔)高度的1.5倍。站內(nèi)工藝裝置區(qū)、卸氣柱、壓縮煤層氣撬車固定車位之間的防火間距、甲類建筑物與站內(nèi)相鄰建筑物之間的防火間距均滿足GB50028-2006和GB50016-2010的有關(guān)規(guī)定。

工藝設(shè)計(jì)

1工藝流程

1)車載壓縮煤層氣釋放系統(tǒng)。壓縮煤層氣由撬車運(yùn)至站內(nèi),撬車內(nèi)20MPa的壓縮煤層氣分三路經(jīng)過(guò)高壓軟管、卸氣柱進(jìn)入減壓撬,減壓撬內(nèi)設(shè)三路減壓回路,每路經(jīng)兩級(jí)換熱、兩級(jí)減壓后降至0.2MPa~0.4MPa,再通過(guò)調(diào)壓器降至0.08MPa~0.1MPa,計(jì)量加臭后由中壓管道引送至站墻外。2)熱水循環(huán)系統(tǒng)。熱水循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備是熱水鍋爐、熱水泵、電子水處理器、除污器等,負(fù)責(zé)向CNG減壓釋放裝置中的換熱設(shè)備提供循環(huán)熱水以保證系統(tǒng)的正常工作。調(diào)壓后的煤層氣作為熱水鍋爐的燃料。3)工藝流程圖如圖2所示。

2主要設(shè)備

壓縮煤層氣撬車:2輛(V=4000標(biāo)立方米)。減壓釋放裝置:選用撬裝設(shè)備,進(jìn)口壓力P1=20MPa,出口壓力P2=0.2MPa~0.4MPa,Q=5000標(biāo)立方米/小時(shí),一臺(tái)套。流量計(jì):Q=5000m3/h(帶溫度壓力補(bǔ)償),1臺(tái)。調(diào)壓器:Q=5000標(biāo)立方米/小時(shí),進(jìn)口壓力P1=0.2MPa~0.4MPa,出口壓力P2=0.08MPa~0.1MPa。調(diào)壓器:Q=100標(biāo)立方米/小時(shí),進(jìn)口壓力P1=0.02MPa~0.2MPa,出口壓力P2=5000Pa~8000Pa,1臺(tái)。加臭裝置:1套。

中壓管道

1壓力級(jí)制

城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿缐毫Ψ旨?jí)及地下燃?xì)夤艿琅c建筑物、構(gòu)筑物或相鄰管道之間水平凈距分別見(jiàn)表1,表2。根據(jù)大學(xué)和黨校提供的用戶的用氣壓力(0.01MPa)和將來(lái)使用管輸煤層氣的壓力(0.1MPa)均較低的情況,故公建用戶采用中壓一級(jí)調(diào)壓柜供氣方式,空調(diào)及鍋爐用戶采用專用調(diào)壓柜。中壓一級(jí)系統(tǒng)包括中壓干管、中壓支管、箱式或柜式調(diào)壓器、低壓管、戶內(nèi)管等。中壓一級(jí)系統(tǒng)壓力級(jí)制如下(均為表壓):中壓管道起點(diǎn)壓力:0.08MPa~0.1MPa。中壓管道末點(diǎn)壓力:0.04MPa。調(diào)壓箱或調(diào)壓柜起點(diǎn)壓力:3150Pa。公建用戶灶具額定壓力:2000Pa。

2管材

根據(jù)晉城市的地質(zhì)情況,新建1.8km中壓干管采用鋼管,管材選用Q235B焊接鋼管,應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB/T3091-2008要求。鋼管的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度、韌性和抗沖擊性都比較高,可承受較高的內(nèi)壓力和外壓力,接口方便,內(nèi)表面光滑,水力條件好。

4管道防腐

為延長(zhǎng)管道使用壽命,強(qiáng)化管道防腐效果,埋地鋼管采用三層PE防腐,鋼管防腐等級(jí)為加強(qiáng)級(jí)。

4管道敷設(shè)

管道采用直埋,應(yīng)埋設(shè)在土壤冰凍線以下,且車行道埋深不小于0.9m,非車行道埋深不小于0.6m,確定管道最小覆土厚度不小于0.9m。管道坡度不小于0.003,坡向凝水缸。

5管道附件設(shè)置

1)閥門及附件。為了便于維護(hù)管理和后續(xù)工程的進(jìn)行,以及事故時(shí)減小停氣范圍,在下列地點(diǎn)設(shè)置閥門和附件:a.出站管道上設(shè)置閥門和絕緣接頭。b.至用戶支管起點(diǎn)設(shè)置閥門。2)凝水缸。為排除管道冷凝水及雜質(zhì),保證管道系統(tǒng)通暢,于管道改變坡向的轉(zhuǎn)折最低點(diǎn)每300m~500m設(shè)置一個(gè)凝水缸。

報(bào)警系統(tǒng)

減壓裝置在運(yùn)行時(shí)由自帶控制系統(tǒng)的PLC自動(dòng)控制。系統(tǒng)中所有自控閥門都由氣動(dòng)執(zhí)行器負(fù)責(zé)打開(kāi)和關(guān)閉,而氣動(dòng)執(zhí)行器的動(dòng)作則由PLC控制,并裝有手動(dòng)緊急情況停止按鈕,觸發(fā)這些按鈕中的任何一個(gè)都會(huì)中止整個(gè)系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)事故,自動(dòng)控制系統(tǒng)將連鎖關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)使其停在安全位置上。站內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)及泄漏報(bào)警裝置,報(bào)警濃度為可燃?xì)怏w爆炸下限的20%。

消防

根據(jù)GB50028-2006及GB50140-2005的相關(guān)規(guī)定,在站內(nèi)每個(gè)壓縮煤層氣撬車處設(shè)置2個(gè)MFZ8手提式干粉滅火器;在每個(gè)卸氣柱處設(shè)置2個(gè)MFZ8手提式干粉滅火器;在減壓混氣裝置處設(shè)置2個(gè)MFZ8手提式干粉滅火器和2個(gè)MFT35推車式干粉滅火器;在輔助用房?jī)?nèi)設(shè)置2個(gè)MFZ8手提式干粉滅火器。1)由于煤層氣的易燃、易爆特性,且大量輸送煤層氣的設(shè)備、管道產(chǎn)生靜電火花等原因即可能導(dǎo)致燃燒和爆炸事故;如果管道、設(shè)備長(zhǎng)期腐蝕,造成燃?xì)庑孤诳諝庵羞_(dá)到一定的濃度,遇火源也會(huì)發(fā)生爆炸事故。2)熱水鍋爐爆炸主要有超壓爆炸、熱水爐缺陷導(dǎo)致的爆炸以及嚴(yán)重缺水導(dǎo)致的爆炸三種形式。3)其他形式危險(xiǎn)性分析。生產(chǎn)過(guò)程中由于有帶電設(shè)備及低壓電氣設(shè)備,生產(chǎn)操作過(guò)程中發(fā)生誤操作或漏電,就會(huì)引發(fā)觸電事故。建筑物所設(shè)避雷針及接地網(wǎng)如果發(fā)生故障,過(guò)電將會(huì)危及人身安全。

結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)?shù)啬茉礂l件出發(fā),合理利用、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),保護(hù)生態(tài)環(huán)境,節(jié)能降耗,力求取得較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益,促進(jìn)城市燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展。車載壓縮煤層氣供氣站可以作為臨時(shí)供氣氣源,以解決一些急用氣用戶。本文以金村供氣站為例,通過(guò)對(duì)其燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮的一些問(wèn)題與大家共同探討。

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