燃气调压站的安全装置及其安全性分析
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燃气调压站的安全装置及其安全性分析 来源:http://www.tjstwy.com 时间:2016-03-13 23:45:40 点击数:2091

1 燃气调压站

燃气调压站一般由调压器、过滤器、快速安全切断阀、安全阀、测量仪表和工艺管道、阀门等组成,其主要任务是接收上游管网来气,进行过滤、调压、计量及相关参数记录,按输配管网的压力和流量进行调节和控制。

1.1 调压设备运行参数

调压设备运行主要参数有:进口压力p1,出口压力p2,关闭压力pb,放散压力pf,切断压力pq。

① 关闭压力与出口压力的关系

根据调压器稳压精度和性能,其关闭压力与出口压力之间关系如下:

pb=(1.10~1.25)p2

② 关闭压力与放散压力的关系

安全放散装置可以缓解调压器关闭不严造成的泄漏问题,一般考虑超过关闭压力的10%~20%即开始放散,即放散压力为:

pf=(1.1~1.2)pb

③ 切断压力与放散压力的关系

调压器失灵造成燃气放散,不利于环保和周围生命财产安全,且浪费能源。为防止长时间放散,一般考虑超过放散压力的10%~20%即可切断气源,即切断压力为[1]:

pq=(1.1~1.2)pf

1.2 调压器

调压器是调压站的核心设备,它的作用是将上游较高的进口压力调节至下游所需要的较低压力,并能防止波动的进口压力及流量的干扰,保持出口压力为某一恒定值。燃气调压器是一种可靠性很高的装置,但由于燃气中可能含有水分、尘埃、碎屑以及其他沉积物,另外由于调压器皮膜破裂、部件失效、信号管堵塞等原因,调压器通常出现以下故障:

① 调压器失灵,超压供气,使燃气以进口压力(高压或中压)未经降压直接进入下游管网和用户,造成燃气表、管道和用气设备损坏,甚至产生火灾、爆炸等严重事故。

② 调压器失灵,出口压力迅速降低,或者关闭而中断供气,下游管网和用户的供气压力降低,可能在用户终端引起熄火甚至严重事故。

③ 调压器发生故障,出现供气压力波动,造成用户用气设备燃烧不完全,产生不安全因素。

出现以上情况,按惯例只能采取如下处理措施:通常情况下,调压站内一路调压系统处于工作状态,另一路则处于备用状态。当调压器出现故障,造成超压放散等情况,在得到报告后,作业人员到达现场进行处理,关闭故障调压系统,开启另一路调压系统和安全放散装置使其正常工作。这种做法会给用户带来诸多不安全因素,因此其安全性极差。

在燃气供应的运行中,确保安全是首要的因素。一旦发生燃气泄漏或超压,后果不堪设想。因此,在正常运行的调压站内配备完善的安全装置十分必要,其意义在于,当发生事故时,能够做到在第一时间自动将燃气气源切断或将超压燃气排放至大气,保护下游管道和用户的安全[2]。

2 调压站的安全装置

调压站内的安全装置用来确保调压站安全可靠运行,保护下游的设备和仪表能在规定的压力范围内正常运行。

2.1 安全阀

安全阀通常置于调压站的出口管道上。当调压器正常工作时,安全阀处于关闭状态;当调压器出现故障,造成出口压力升高,且升高至安全阀的开启压力时,安全阀自动开启,将管道中燃气排入大气,当压力下降到开启压力以下时,安全阀自动关闭。

安全阀分为全流量安全阀和微流量安全阀。微流量安全阀是一种微流量放散装置,一般放散流量为管道最大流量的1%~5%,其作用为当非故障引起出口压力升高时将气体排出,以避免安全切断阀因误操作而切断导致该调压线路中断。于这类安全问题,虽然监控器和切断阀也都可用,但是微流量安全阀更方便有效,这是因为即使是监控器和切断阀本身也会因污染物作用在关闭时泄漏。

2.2 安全切断阀

目前安全切断阀已广泛应用于各级调压站、调压箱内。根据相关设计规定,当调压器压力降大于1.7MPa时,必须安装安全切断阀。如北京来广营调压站,进口压力为3.4MPa,出口压力为0.76MPa,就必须安装安全切断阀;通州调压站,进口压力为3.3MPa,出口压力为0.17MPa,也要安装安全切断阀;北新建材调压站,进口压力为1.6MPa,出口压力为0.17MPa,虽未达到最低压力降标准,但也安装了安全切断阀。

安全切断阀置于调压器上游管道上。调压器正常工作时,安全切断阀常开,当调压器下游管道压力升高至其设定值时,安全切断阀立即关闭,截断气流,从而可靠地避免超压。安全切断阀一旦关闭后,一般需人工复位,不能自动打开。

2.3 监控器

监控器就是一台备用调压器,它可以与主调压器型号相同,也可以不同。监控器与主调压器的连接通常分为串联与并联。

① 串联式监控器

主调压器与监控器串联安装,监控器通常安装在主调压器的上游。监控器的给定出口压力应略高于主调压器的出口压力,因此正常工作时监控器的调节阀全开。当主调压器发生故障,出口压力上升到监控器的给定出口压力时,监控器立即接替主调压器进入工作状态。监控器也可以放在主调压器之后,其出口压力不得低于主调压器。

 

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