李 冉，薛 壯

（新地能源工程技術(shù)有限公司燃?xì)饧夹g(shù)分公司，河北 廊坊 065001）

石化廠調(diào)壓系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)問(wèn)題分析

李 冉，薛 壯

（新地能源工程技術(shù)有限公司燃?xì)饧夹g(shù)分公司，河北 廊坊 065001）

文章通過(guò)對(duì)石化廠鍋爐在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，從而得出解決方法。對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反思，可以促進(jìn)今后工作的改進(jìn)，杜絕類(lèi)似問(wèn)題的再次出現(xiàn)。

鍋爐；調(diào)壓器；燃?xì)庠O(shè)備

石化廠項(xiàng)目是重點(diǎn)項(xiàng)目，該廠計(jì)劃設(shè)置3臺(tái)鍋爐，其中1、2號(hào)為已建鍋爐，兩臺(tái)均為130 t蒸汽鍋爐，這兩臺(tái)鍋爐正常使用時(shí)為一開(kāi)一備，天然氣管道系統(tǒng)建成投入運(yùn)行半年多，但進(jìn)入7月頻頻出現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

（1）當(dāng)用氣設(shè)備負(fù)荷變化劇烈時(shí)（實(shí)際負(fù)荷從8 000 Nm3/h變化到3 000 Nm3/h，負(fù)荷調(diào)整時(shí)間過(guò)程約1 min），調(diào)壓器出口壓力從0.3 MPa躍升至0.5 MPa，一級(jí)調(diào)壓器自動(dòng)切斷，但一級(jí)調(diào)壓器出口設(shè)置的安全放散閥沒(méi)有起跳（安全放散閥規(guī)格DN65－PN1.6 MPa，啟動(dòng)壓力設(shè)定0.33 MPa）；調(diào)壓器型號(hào)：春暉 CHTG－200－1.6 MPa，間接作用式調(diào)壓器，設(shè)計(jì)流量14 400 Nm3/h（按原用戶(hù)提供一臺(tái)鍋爐負(fù)荷正常是6 000 Nm3/h，最大負(fù)荷12 000 Nm3/h選型），進(jìn)口壓力0.4～0.75 MPa，出口壓力設(shè)定為0.3 MPa；調(diào)壓器出口管徑從DN200變徑到DN250（流量計(jì)）再變徑到DN400（長(zhǎng)度約48 m），至鍋爐穩(wěn)壓閥組前恢復(fù)到DN150口徑。

（2）過(guò)濾器流通能力有限，過(guò)濾精度不夠，造成約0.1 MPa壓力損失，過(guò)濾網(wǎng)幾次出現(xiàn)脫落，調(diào)壓器內(nèi)出現(xiàn)沙、焊渣等雜物，導(dǎo)致調(diào)壓器閥口關(guān)閉不嚴(yán)。過(guò)濾器為天信儀表廠家提供產(chǎn)品，規(guī)格為GYQ－250 A（Y型過(guò)濾器）。

（3）法蘭蝶閥D341X－16 DN250密封面均有損壞，無(wú)法正常關(guān)閉，出現(xiàn)內(nèi)漏。

1 問(wèn)題原因分析

（1）設(shè)備突然從高負(fù)荷轉(zhuǎn)到低負(fù)荷，管道壓力增高，說(shuō)明一級(jí)調(diào)壓器反應(yīng)滯后，設(shè)備負(fù)荷已經(jīng)降低，但調(diào)壓器由于反應(yīng)動(dòng)作時(shí)間滯后，仍然按照高負(fù)荷狀態(tài)調(diào)壓進(jìn)氣，造成一級(jí)調(diào)壓后管道系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的氣體憋壓，超過(guò)一級(jí)調(diào)壓器超壓設(shè)定上限，而此時(shí)安全放散閥又未起到放散降壓作用，故引起一級(jí)調(diào)壓器超壓切斷。

（2）安全放散閥未動(dòng)作說(shuō)明放散閥未調(diào)校合格，設(shè)此放散閥的目的就是當(dāng)管系超壓時(shí)先放散降低管系壓力，以保障用戶(hù)正常用氣，當(dāng)放散后仍無(wú)法解決升壓?jiǎn)栴}時(shí)，調(diào)壓器才切斷動(dòng)作。

（3）過(guò)濾器口徑雖然符合設(shè)計(jì)要求，但其過(guò)流能力未達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，造成阻力大、過(guò)濾網(wǎng)強(qiáng)度不夠，同時(shí)由于上游次高壓管線系統(tǒng)未認(rèn)真做吹掃工作，雜質(zhì)多使得過(guò)濾器工作條件惡化，無(wú)法滿足過(guò)濾精度要求。

（4）設(shè)計(jì)中使用蝶閥是為了減少安裝尺寸，此閥門(mén)平時(shí)是保持常開(kāi)狀態(tài)，出現(xiàn)這種情況說(shuō)明，閥門(mén)密封面強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，雖然閥門(mén)公稱(chēng)壓力標(biāo)識(shí)滿足設(shè)計(jì)要求，在管線含雜質(zhì)的氣流沖擊下，密封面出現(xiàn)破損，導(dǎo)致無(wú)法關(guān)閉完全。

2 解決方法

（1）提高一級(jí)調(diào)壓器的靈敏度，如其能達(dá)到說(shuō)明書(shū)1 s的反應(yīng)速度，則現(xiàn)有管系能滿足此負(fù)荷變化需求（調(diào)壓后管系是按1 s延時(shí)來(lái)進(jìn)行放大選型的）。調(diào)壓器動(dòng)作延遲時(shí)間與管系壓力增加對(duì)應(yīng)管線參見(jiàn)下列計(jì)算（選擇計(jì)算其中管道短的鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算）：

鍋爐實(shí)際負(fù)荷變化情況（8 000 Nm3/h→3 000 Nm3/h，一級(jí)調(diào)壓器后管系壓力顯示0.3 MPa→0.5 MPa）；一、二級(jí)調(diào)壓器之間管道長(zhǎng)度約48 m，管徑D406.4×7.9，故鍋爐管系物理總?cè)莘e：

設(shè)計(jì)流量按8 000 Nm3/h考慮，即Q設(shè)＝2.22 Nm3/s，調(diào)壓器每延遲1 s動(dòng)作，等于多進(jìn)氣2.22 Nm3，折合工況流量：

注：進(jìn)氣壓力仍按0.3 MPa工作壓力計(jì)算（實(shí)際進(jìn)氣過(guò)程是一個(gè)壓力逐步上升的動(dòng)態(tài)過(guò)程，此處簡(jiǎn)化按一個(gè)固定壓力來(lái)計(jì)算，同時(shí)忽略溫度因素）。

根據(jù)P1V1＝P2V2公式推導(dǎo)，P1：原工作壓力0.3 MPa；V1：增加氣量后維持0.3 MPa壓力下應(yīng)有管系容積（m3）；P2；升壓結(jié)束時(shí)管系壓力（MPa）；V2：實(shí)際管系容積5.75 m3。

當(dāng)升壓結(jié)束時(shí)，P2＝（0.3＋0.101325）×（5.75＋0.56）÷5.75＝0.4404 MPa（絕壓），即0.339 MPa（表壓）。

同理可推導(dǎo)，當(dāng)延遲2 s動(dòng)作時(shí)，P2＝0.378 MPa（表壓）。當(dāng)延遲3 s動(dòng)作時(shí)，P2＝0.417 MPa（表壓）；當(dāng)延遲4 s動(dòng)作時(shí)，P2＝0.456 MPa（表壓）；當(dāng)延遲 5 s動(dòng)作時(shí)，P2＝0.495 MPa（表壓）。

實(shí)際壓力升至0.5 MPa，說(shuō)明調(diào)壓器延遲至少5 s以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)前期的設(shè)計(jì)依據(jù)。出現(xiàn)這種情況，現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)不做調(diào)整的話，要么改進(jìn)調(diào)壓器，提高其靈敏度，要么增加調(diào)壓后管系容量。經(jīng)咨詢(xún)調(diào)壓器廠家，調(diào)壓器反應(yīng)靈敏度無(wú)法提升，只有考慮增大管系容積。

反推：調(diào)壓器延遲3 s需要管系容積，安全放散閥起跳壓力為0.33 MPa，那么取0.329 MPa為一、二級(jí)調(diào)壓設(shè)備間管系允許最高壓力，則按照公式P1V1＝P2V2推出V2＝P1V1/P2。

P1：最高允許工作壓力0.329 MPa；V1：最高允許工作壓力下的換算管系容積（m3），V2＝V1＋3 s×0.56 m3/s；P2：正常工作時(shí)管系壓力0.3 MPa；V2：正常工作時(shí)實(shí)際需要管系容積（m3）。

V2＝23.2 m3，即管系容積要在原有基礎(chǔ)上增加17.5 m3，即管徑需從DN400調(diào)整為785 mm，在現(xiàn)有安裝條件下不現(xiàn)實(shí)。

由公式 V1＝1.68/〔（P1＋0.101325）÷（P2＋0.101325）－1〕可以看出，要想降低 V1容積，在維持出口設(shè)定壓力的基礎(chǔ)上，必須提高P1最高允許工作壓力，即達(dá)到0.417 MPa才能使現(xiàn)有管系滿足要求。但此假設(shè)的前提條件是二級(jí)調(diào)壓器進(jìn)口允許壓力范圍能達(dá)到此壓力要求且一級(jí)調(diào)壓器反應(yīng)靈敏度能達(dá)到 3 s。若能滿足此條件，可以考慮將一級(jí)調(diào)壓器切斷壓力上調(diào)至0.43 MPa，但安全放散閥設(shè)定壓力仍為0.33 MPa，當(dāng)管系超壓時(shí)先行放散，以減少管系內(nèi)的氣體，緩解壓力升高的速度，放散的情況只會(huì)出現(xiàn)在鍋爐負(fù)荷突然從高降低的情況。

（2）另一種解決方法是協(xié)調(diào)用戶(hù)在需要負(fù)荷變化時(shí)慢慢降負(fù)荷，延長(zhǎng)負(fù)荷變化時(shí)間，以確保調(diào)壓器能夠反應(yīng)過(guò)來(lái)（目前用戶(hù)采用的就是這一方法）。

3 問(wèn)題反思

（1）大型用戶(hù)應(yīng)要求燃?xì)夤颈M量選用進(jìn)口燃?xì)庠O(shè)備，進(jìn)口設(shè)備雖然貴，但相對(duì)質(zhì)量和精度要高，參數(shù)提供詳細(xì)，可有效避免后期運(yùn)營(yíng)中的誤動(dòng)作或不動(dòng)作問(wèn)題，并在提交設(shè)計(jì)方案前明確設(shè)備各項(xiàng)具體技術(shù)參數(shù)及用戶(hù)自己購(gòu)買(mǎi)的燃?xì)庠O(shè)備參數(shù)，確保計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)的準(zhǔn)確性，使設(shè)備選型能夠滿足用戶(hù)設(shè)備的需求。

（2）調(diào)壓設(shè)備可有意識(shí)的遠(yuǎn)離用氣點(diǎn)設(shè)置，以增加調(diào)壓后的管系容積，減少調(diào)壓設(shè)備反應(yīng)滯后帶來(lái)的壓力提升影響，避免出現(xiàn)超壓切斷問(wèn)題，如受現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法設(shè)置，那就要考慮增大管徑或加穩(wěn)壓罐，但需要明確所選調(diào)壓設(shè)備的具體參數(shù)（反應(yīng)時(shí)間），可以要求調(diào)壓設(shè)備廠家給予書(shū)面參數(shù)確認(rèn)。從節(jié)約工程造價(jià)的角度，設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮遠(yuǎn)離設(shè)置。

（3）考慮到施工中存在的管道內(nèi)雜質(zhì)多，吹掃不干凈的問(wèn)題，可以考慮在主管道上靠近調(diào)壓計(jì)量設(shè)備的前端增加一個(gè)臨時(shí)過(guò)濾器或排污設(shè)備，前期雜質(zhì)多時(shí)勤排污、更換濾芯，待后期管道雜質(zhì)減少后將其拆除，避免前期大量雜質(zhì)進(jìn)入給設(shè)備帶來(lái)?yè)p壞，影響用戶(hù)正常用氣。

（4）過(guò)濾器選型時(shí)不僅要考慮過(guò)濾精度問(wèn)題，還要考慮流通能力問(wèn)題，Y型過(guò)濾器適用于中小型用戶(hù)，大型用戶(hù)或壓力高的用戶(hù)不適用。

（5）大型用戶(hù)應(yīng)要求投入使用前先進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，確保每個(gè)設(shè)備處于正常工作狀態(tài)后才可正式通氣點(diǎn)火，這樣聯(lián)合調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題還有時(shí)間來(lái)整改解決。

The Petrochemical Plant Accent Presses the System Operation Problem Analysis

Li Ran，Xue Zhuang

The article through the question which appears in the use process carries on the analysis to the Petrochemical plant boiler, thus obtains the solution.To presents the question to carry on the resonsideration, may promote the future work improvement, ceases the similar question the appearance once more.

boiler; pressure regulator; fuel gas equipment

TK229.6

A

1000－8136（2011）06－0039－02