CNG減壓撬技術文件

1、術文件項目：CNG減壓站工程技術部分一、基礎參數(shù)：1 .用戶類型：工業(yè)供氣2 .燃氣輸送壓力：0.20.4MPa3 .CNG 減壓站流量：1000 Nm3/h 雙路2、 CNG 減壓站制造原則及依據(jù)標準（ 1） 則（ 1）符合國家相關設計規(guī)范，確保安全穩(wěn)定運行。（ 2）結構合理、運行經濟，確保輸出天然氣壓力在控制范圍內。（ 3）盡可能運用新產品、新技術。（ 2） 造依據(jù)（ 3） GB50028-2002城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范（ 4） GB50156-2002汽車用加油加氣站設計與施工規(guī)范（ 5） GB50235-97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收（ 6） GB50236-98現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施

2、工及驗收規(guī)范（ 7） GB50316-2000工業(yè)金屬管道設計規(guī)范（ 8） GB3836-83爆炸性氣體環(huán)境用電器設備（ 9） H31-67高壓管、管件及緊固件通用設計（ 10） GBJ93-86工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范（ 11） GB12348工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（ 12） SH3063石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范3、 CNG 減壓站功能及設計技術參數(shù)1、主要功能壓縮天然氣（CNG）減壓站具有以下基本功能（ 1） ） 天然氣減壓功能（ 2） 天然氣加熱（ 3） 天然氣緊急切斷（ 4） 天然氣泄漏報警（ 5） 燃氣超壓放散（ 6） 超壓切斷（ 7） 天然氣計量（ 8）

3、 各段壓力、溫度、流量、報警的遠傳及連鎖功能用戶如有其他特殊要求可訂貨時另議。2、主要技術參數(shù)序號項目RX1000/25-CNG-C（ 1000nm3/h 兩路）1結構形式一開一備2換熱級數(shù)23減壓級數(shù)24過濾器精度20m5一級前設計壓力25MPa6二級前設計壓力2.5MPa7二級后設計壓力1.6MPa8換熱溫度70809出口氣體溫度01010一級出口壓力范圍1.01.2MPa11二級出口壓力范圍0.20.4MPa12動力氣源壓力0.2-0.4MPa（可調）13二級后放散壓力1.3P2（可調）14換熱功率360000Kcal/h15天然氣進口管徑DN2516天然氣出口管徑DN80四、設計計算條

4、件即運行參數(shù)1、換熱器的換熱面積的計算條件：一級換熱器：介質壓力：20MPa介質進口溫度：20（或當?shù)貧v年最低溫度）介質出口溫度：30二級換熱器：介質壓力：1.02.5MPa介質進口溫度：5介質出口溫度：152、一、二級調壓裝置流量的確定條件：一級調壓裝置：進口壓力范圍：3.025MPa出口壓力：1.0-1.2MPa二級調壓裝置：進口壓力范圍：1.01.2MPa 出口壓力：0.2-0.4MPa3、設計參數(shù)一級調壓裝置前設計壓力：25MPa二級調壓裝置前設計壓力：2.5MPa二級調壓裝置后設計壓力：1.6MPa水系統(tǒng)設計壓力：0.6MPa4、運行參數(shù)一級調壓裝置出口壓力范圍：1.01.2MPa二

5、級調壓裝置出口壓力范圍：0.20.4MPa天然氣出口溫度：55、箱體技術條件（ 1）噴塑箱體，頂部為戶外防雨型。（ 2）箱體上半部分沖有通風孔，通風孔總面積滿足30cm2/m2的要求。五、 CNG 調壓站的基本組成CNG 減壓站由卸車系統(tǒng)、調壓換熱計量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)四部分組成。a） 卸車系統(tǒng)由快裝接頭、高壓膠管、高壓球閥組成。b） 調壓換熱計量系統(tǒng)由進氣管路、進口球閥、高壓過濾器、緊急切斷閥、一級換熱器、一級調壓器、二級換熱器、二級調壓器、安全放散閥、壓力表、溫度計、流量計、控制閥門、壓力及溫度傳感器等組成。c） 控制系統(tǒng)由壓力及溫度傳感器、防爆接線盒、溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、

6、報警控制儀表及各種開關組成。d） 鍋爐系統(tǒng)由燃氣鍋爐、燃氣爐用調壓器、熱水循環(huán)泵、（或選裝皮膜計量表）等組成。六、工藝流程簡介（參見工藝流程圖）低壓或中壓天然氣通過壓縮機，增壓至20MPa，將其壓縮到特制的鋼瓶或管束，放到帶牽引機構的撬車上，組成壓縮天然氣儲存及運輸?shù)那搜b車，撬裝車將壓縮天然氣運到供氣站內，經過卸車系統(tǒng)進入CNG調壓設備，通過減壓撬內的裝置將高壓天然氣減至用戶所需的壓力進入輸送管網(wǎng)。減壓撬內的減壓裝置一般設兩路，一開一備，每路采用二級調壓； CNG 進口采用雙路進口，單獨供應，便于用戶使用。（ 1 ） 天然氣經入口球閥、高壓過濾器（除掉氣中雜質）和切斷閥后進入一級換熱器，將天然

7、氣溫度升至60° 左右，天然氣預熱后進入一級調節(jié)閥（2） 一級調節(jié)閥將壓縮天然氣壓力降到1.01.2MPa左右，經過二級換熱器換熱，將天然氣溫度再次升高到15° 左右，升溫后的天然氣進入二級調節(jié)閥（3） 二級調壓器將壓縮天然氣壓力降到0.20.4MPa（可調）。（4） 減壓后的天然氣經再次過濾后進入流量計計量后送入燃氣管網(wǎng)。（5） 調壓器的計算裝置為最大供氣量的1.2倍。（6） 在一級調壓器進口管道設有快速切斷閥。七、安全裝置1 .設備自動連鎖控制CNG 減壓站配有中央控制臺，可以實現(xiàn)對整個氣站的遠程監(jiān)控，并對設備的安全進行連鎖控制?？刂婆_采集點：A 路天然進口壓力 B 路

8、天然進口壓力 A 路一級調壓后壓力 B 路一級調壓后壓力 天然氣出口壓力 天然氣出口溫度 循環(huán)水溫度 箱內燃氣泄漏濃度以上信號遠傳到中控臺，當某一點出現(xiàn)異常時，通過中控臺自動切斷天然氣入口的緊急切斷閥，同時打開另一路緊接切斷閥，使另一路通氣以保證不 間斷供氣。2.超壓放散放散閥會自動開啟。二級調壓器后壓力超過放散閥設定的壓力時，二級放散閥根據(jù)不同的壓力匯合，匯合管引出箱體，并高出頂部2 米及高出地面 4 以上。設備部件選擇CNG 減壓站出于對用戶高度負責的態(tài)度，所采用的關鍵部件均采用可靠成熟的產品。下面把全站設備匯總如下：一、一級調壓器根據(jù)用戶要求及實際工藝需要，本壓縮天然氣減壓系統(tǒng)中的一級調

9、壓裝置選擇氣動調節(jié)閥，型號：美國進口KIMRAY HPPR系列調節(jié)閥。HPPR 系列調節(jié)閥由美國凱姆雷（KIMRAY）生產的一種高精度、大流量指揮式調壓器。美國凱姆雷尤其設備及控制公司（ KIMRAY GAS&OILEQUIPMENT&CONGTRCOOL.S,L TD ）是世界氣體工業(yè)、化工領域內搞品質調節(jié)閥、 控制器、 儀表的制造商，其廣泛的產品線為不斷增長的氣體工業(yè)和石油化工領域內的生產、集輸及設備制造商提供了更新穎、更經濟的產品。HPPR 系列調節(jié)閥結合了傳統(tǒng)指揮式調壓器和調節(jié)閥的優(yōu)點，應用了指揮式調壓器指揮器的特點，同時應用調解閥的閥體可滿開度的工作原理，使其具備了指

10、揮式調壓器的調壓器動作靈敏，反應速度快的特點，也具備了調解閥適應大流量的特點，既滿足了壓縮天然氣減壓時的出口壓力穩(wěn)定，也可以最大限度的將壓縮天然氣撬車內的天然氣減壓輸送到管網(wǎng)。HPPR 系列調節(jié)閥為整體機械式結構，盡量避免中間環(huán)節(jié)，以防由于電控部分的不穩(wěn)定造成調節(jié)閥工作失靈。調節(jié)閥的工作是由指揮器的壓力控制，隨著上游壓力的不斷降低(CNG撬車)調節(jié)閥后的壓力也隨之變化，當調節(jié)閥后的壓力降低時，指揮器工作使調節(jié)閥的開啟度也相應開大，以保證有足夠量的天然氣通過，反之，則調節(jié)閥的開啟度自動減小，確保調壓后的天然氣壓力在設定范圍之內。指揮式調節(jié)閥的優(yōu)點： 減壓閥出口壓力穩(wěn)定、調壓精度高。 大皮膜指揮式

11、執(zhí)行機構使得調壓器動作靈敏，反應速度快。 不銹鋼閥桿，使用壽命長。1、調壓器主要參數(shù)工稱壓力等級：ANSI class 1500 (PN25)連接形式：法蘭連接ANSI B16.5-1981溫度范圍：-29 93°進出口尺寸：DN252、主要零部件標準材料序號零件名稱1閥體鑄鋼2閥桿303 不銹鋼3閥籠鑄鋼4閥芯碳化物5管路304 不銹鋼6接頭鑄鋼7閥座D2工具鋼8閥芯密封金屬 - 金屬9薄膜腈 / 尼龍二、二級調壓閥二級調壓閥選用自己生產的型調壓器，調壓器的使用壽命、應用范圍、調壓精度、調壓穩(wěn)定性都經過了市場的驗證。根據(jù)要求, 即P1（進口壓力）=1.01.2MPa，P2（出口壓力

12、）=0.20.4MPa （可調）時流量滿足Q 1000Nm3/h三、高壓卸車膠管高壓管和接頭，采用美國PARK產品，柔性好，強度高，使用壽命長?？趶剑篋N25長度：5 米產地：美國進口PARK為保護下游管道及設備的安全，在壓縮天然氣進口處設有緊急切斷閥。緊急切斷閥一般選用合資或國內名牌產品。動力源一般為帶壓空氣或氮氣，動力其緣由用戶自己解決；氣動電磁閥為日本金子產品。設緊急切斷閥的同時，在每臺啟動調節(jié)閥上單獨設一防爆電磁閥，做緊急切斷用，切斷主回路切斷閥的同時也切斷調節(jié)閥的緊急切斷。緊急切斷閥監(jiān)控點：1 、一級調壓后的壓力超限2、二級調壓后的壓力超限3、天然氣出口超壓4、循環(huán)水出水溫度5、燃氣

13、泄漏報警 當以上某一點出現(xiàn)異常時，通過中控臺智能儀表自動切斷天然氣入口的緊急切斷閥和調節(jié)閥緊急切斷閥，同時打開另一路緊急切斷閥，使另一路減壓系統(tǒng)開始正常送氣以保證不間斷供氣。同時中控臺會發(fā)出聲光報警，并提醒值班人員對故障進行處理。緊急切斷閥進出口：DN25 PN32動力源：壓縮空氣或氮氣動力源壓力：0.2-0.4MPa五、換熱器CNG減壓站所用的高壓換熱器均為本公司自行設計，委托壓力容器生產廠家制造而成，換熱器采用熱水列管式，氣走管程，水走殼程。管程材質為不銹鋼、殼程材質為碳鋼。1 、 換熱器的換熱量的計算條件：壓縮天然氣（CNG）在壓降之前能借助于熱交換器的熱量升溫，以抵消氣體發(fā)生焦耳 湯姆

14、遜效應引起的降溫，那么，該熱交換器所提供的熱功率應按下面的公式計算：Q=qnCP（ Pdt/dP+t2-t1）式中： Q熱功率（KJ / h）qn標準體積流量CP氣體定壓比熱（KJ /（ m3* ° ）t2 降壓后的溫度（° ）t1降壓設備進口處的溫度（° ） P 降壓前后的壓差（MPa）dt/dP焦耳 湯姆遜系數(shù)（° / MPa）如果 dt/dP 作為常數(shù)來計算，則根據(jù)氣體的性質和工況就可確定其所需的熱功率。CNG 的 dt/Dp 值可根據(jù)天然氣（CH4）的狀態(tài)圖來計算。在其出態(tài)參數(shù)P1,t1已知時，可確定狀態(tài)點的焓值h1。按焦耳 湯姆遜系數(shù)的定義條件

15、：絕熱截流其焓不變，由終狀態(tài)的焓h2= h1和截流后的壓力P2參數(shù)就可確定其終溫度t2值。焦耳 湯姆遜系數(shù)可按下式求得：MJ= t/ P=( t2 t1) /( p2 p1)在工程上，一般把微分的溫降都近似為常數(shù)，對于天然氣，該常數(shù)約為4 ° / MPa。 這樣根據(jù)天然氣氣流的參數(shù)可確定計算換熱功率Q。各段換熱所需的熱功率如下式求得：一級調壓所需熱功率：基礎參數(shù)：P1=3MPa 一級調節(jié)后壓力CP=1.65 KJ /( m3* °) t=510 °Q1= qnCP( Pdt/dP+t2-t1)二級調壓所需熱功率：基礎參數(shù)：P2=0.2MPa 二級調節(jié)后壓力CP=1

16、.65 KJ /( m3* °) t=10 °Q2= qnCP( Pdt/dP+t2-t1)減壓需要的總熱功率：Q=Q1+Q2=59060Kcal/h考慮鍋爐效率和熱損失，故匹配鍋爐為: 70000Kcal/h2 、 換熱器的換熱面積的計算條件：一級換熱器：介質壓力：20MPa介質進口溫度：20介質出口溫度：20二級換熱器：介質壓力：2.5MPa介質進口溫度：5介質出口溫度：20六、中央控制臺中央控制臺為本公司定型產品，具有現(xiàn)場及遠傳控制功能，采集系統(tǒng)的工作信號一般為：1、 A 組天然進口壓力2、 A 組一級調壓后壓力3、 B 組天然進口壓力4、 B 組一級調壓后壓力4、天

17、然氣出口壓力5、天然氣出口溫度6、換熱溫度高限7、換熱溫度低限8、箱內燃氣泄漏濃度9、顯示電加熱器、每路入口緊急切斷閥等開停狀況10、手動控制入口緊急切斷閥。中控臺上設模擬流程控制界面，對以上信號進行顯示控制，當某一點出現(xiàn)異常時，通過中控臺自動發(fā)出報警、控制信號?？刂品绞?根據(jù)設定下限溫度可自動啟動；根據(jù)設定上限溫度可自動停機； 具有超溫保護功能； 具有運行信號遠傳功能；七、安全放散安全閥采用全啟式；安全閥由主閥和外部的導閥組成，當主閥開啟時，不允許有氣體流經導閥；安全閥有設定值調節(jié)裝置，使安全閥的設定值可以調節(jié)；安全閥配有現(xiàn)場測試借口；當安全閥達到設定值時應能迅速起跳泄放壓力、安全閥起跳壓力

18、和設定值之間的誤差不超過3%； 當管線壓力回落至最大操作壓力，安全閥自動關閉；安全閥多次操作后，仍能準確起跳和復位。安裝場所：室外地面，爆炸危險環(huán)境屬 區(qū)。閥門與管道采用法蘭連接。材料選用方面：閥體為鑄造碳鋼；噴嘴為不銹鋼堆焊硬質合金；活塞、主閥和導閥的接管為不銹鋼；彈簧為INCONELX-750 ；閥座密封填料：聚四氟乙烯。安全閥的檢驗與測試均遵循GB/T13927-92等有關標準和規(guī)定的相關要求。檢驗和測試在閥門表面處理和噴漆前進行；閥門表面噴防銹漆，以保證使用期間不被腐蝕。所有組裝完畢后的閥門在出廠前，都需經過檢驗。門試壓包括以下內容：閥體水壓試驗；閥座水壓試驗；閥座泄露實驗；設定壓力測

19、試（包括起跳壓力、排放壓力、回座壓力等）；突開實驗；規(guī)范規(guī)定的其他試驗。在檢驗、測試后，排凈閥體內的試驗介質，以保證閥腔的清潔和干燥。在閥體上表明名稱、型號、設定壓力、出入口標準規(guī)格和額定壓力、排放系數(shù)和有關流通面積、噴嘴編號及設計壓力、制造廠及制造年月。十二、制造、檢驗1、 此調壓裝置嚴格按GB50028-2002城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范所要求的進行制造生產。2、 壓縮天然氣管道采用GB/T5310高壓鍋爐用無縫鋼管、GB/T14976高壓化肥設備用無縫鋼管或GB/T流體輸送用不銹鋼無縫鋼管。3、 二級調壓器后的管道采用的管材、壁厚、管材強度設計系數(shù)按GB50028-2002城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范。 除與

20、設備、閥門采用法蘭連接外，管道與管道、管道與管件之間采用焊接連接。4、 焊縫檢驗：卸氣柱至調壓柜之間天然氣管道焊縫外觀檢查按GB50326現(xiàn)場設備、管道焊接工程施工及驗收規(guī)范、GB50156汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范， 外觀質量等級不低于級；對接焊縫采用X 射線檢驗，檢驗數(shù)量為100%，質量等級不低于級的要求；角焊縫和T型焊縫要求進行磁粉或滲透檢驗，缺陷顯示累積長度不低級的要求。5、 強度、氣密試驗：卸氣柱至調壓柜之間管道強度試驗采用潔凈水作試驗介質，實驗壓力為1.5倍設計壓力，試驗完成后，應將水吹掃干凈。氣密試驗采用干燥空氣或氮氣，試驗壓力為1.15倍設計壓力。十三、設備配置表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量產地主體部分1一級調壓器HPPR DN25臺2美國KIMRAY2二級調壓器RTJ-50/2.5 DN50臺2國產3氣動緊急切斷閥DN25 PN320套2德國MHA4一級后安全閥A42F 25