储气库放空系统优化技术研究

地下储气库工程的放空系统由放空管网及火炬组成,放空量的确定是决定放空系统的关键要素。放空系统泄放量不应是集注站最大处理量,应综合分析计算各种泄放工况下的泄放量及各种工况同时发生的概率后确定。秦皇岛—沈阳天然气管道储气库工程集注站放空系统为事故状态下放空,满足注采集输管线、集注站、双向输气管道的放空需求。通过集注站平面分区布置、工艺系统划分、高低压分开设置的方法对天然气站场放空进行分析计算和设备选型,确定高压放空和低压放空分开设置的放空系统方案,解决了天然气站场放空规模过大,放空设施浪费的问题。该方法属国内首次应用,目前已被其他同类型储气库借鉴。     

输气站场放空立管防火间距的研究

针对GB 50183 2004《石油天然气防火设计规范》中未给出放空量超过4×104 m3/h的放空立管与油气站场的防火间距,采用DNV PHAST软件模拟不同放空量、不同风速条件下的气体扩散和热辐射范围,冷放空作业时,立管与油气站场之间的防火间距不应小于0.5LEL所限定的边界空间;热放空作业时,立管与油气站场之间的...     

长输管道线路阀室放空系统热辐射影响范围研究

天然气热放空广泛应用于长输管道阀室检维修、危险作业及压力参数超限等突发事件的应急处置,热放空火焰热辐射强度直接关系到天然气管道运营安全和人员健康。采用DNV PHAST软件建模并计算典型场景热辐射强度,分析风速、温度、湿度等气象参数和物料温度对热辐射强度的影响,以及放空立管不同高度时的地面人员、设备设施安全性。研究结果表明,风速对下风向热辐射最远距离的影响最大,增加放空立管高度可减少热辐射对周围人员、地面建(构)筑物和设备设施带来的影响。     

输气管道工程放空系统设置现状及改进建议

按照以往工程习惯做法,输气管道阀室设置放空管,站场设置具有点火功能的放空管,受放空管防火间距和火炬热辐射的影响,阀室和站场的选址在工程建设中存在的问题日益突出。针对中国石油输气管道建设情况,对比分析了现行国内外天然气管道放空标准,结合国内放空系统设计、建设、运行现状和存在的问题,对现行国家标准修订提出了建议。     

气田集气站放空系统存在的问题及解决方案

气田集气站放空工艺是工艺装置、压力储罐等设施发生事故时可燃性气体安全排放的保障。随着站场处理工艺由简至繁,放空需求也越来越复杂。在放空过程中,高、低压放空管道间易发生窜气窜液的情况,冬季工艺低处易冻堵憋压,导致阀门泄漏;放空火焰易灼烤周边农作物,同时经常出现火雨现象,损坏周边地面设施及植被。为了消除安全环保隐患、保障站场平稳生产,通过调整高、中、低压放空工艺连接方式解决放空管道间窜气窜液问题,并根据火炬辐射强度计算调整火炬高度以缓解灼烤问题,由最初的单一放空管道系统+火炬,逐步调整为多级压力放空管道系统+分液罐+火炬的模式,缓解了火雨的问题。     

压气站火炬热辐射影响范围及控制措施分析

由于火炬进行热放空作业时产生的热辐射可能对周围的人员及设备设施造成伤害、破坏，对某压气站火炬热放空开展热辐射影响分析。结果表明：下风向的辐射影响范围大于上风向的辐射影响范围；当辐射强度较小时，其影响范围随着风速增大而变小；当辐射强度较高时，其影响范围随着风速增大而变大；不同高度下，随着距离地面高度的增加辐射影响范围变大。根据分析结果针对不同设备设施进行辐射影响分析，对辐射超出标准限值要求的设备设施采取控制措施，可为安全生产提供参考。     

站场放空火炬系统优化及改造

通过对某站场放空火炬系统的现状分析,指出高含硫天然气放空应引入火炬系统燃烧后排放,放空系统应具有可靠的全自动电点火设施。提出了为确保放空火炬系统安全可靠运行涉及的相关问题;结合相关标准规范就放空火炬系统功能设置、阻火设施、点火设施、系统安全运行等方面进行了探讨。同时针对具体工程实例,提出利用放空天然气作为点火气源,增设全自动高空电点火系统的优化实施方案,确保站场含硫放空天然气的安全排放。     

天然气掺氢对站场放空系统的影响规律分析

为了掌握天然气掺氢后对站场放空系统的影响规律,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件,分析天然气掺氢后放空系统的适应性。结果表明：天然气掺氢后安全阀额定泄放量始终大于所需泄放量,原安全阀能满足泄放要求;天然气掺氢不会导致放空系统运行温度超出设计范围,反而对放空管道的低温工况有明显的抑制作用;天然气掺氢会使安全阀背压轻微减小,不会导致安全阀背压及放空系统运行压力超压;天然气掺氢后放空系统管径均满足泄放要求;随着掺氢比例的提高,放空火炬的辐射热距离逐渐减小。     

石油化工企业火炬及油田站场火炬热辐射强度与水平距离的关系

在石油开采和加工过程中,将不可回收的可燃性气体通过火炬高温燃烧变为其他化合物排放。但是,可燃性气体在燃烧过程中产生热辐射,热辐射的强度会对生命和财产造成影响。同一地点受热辐射的影响取决于火炬放空量、火炬高度和火炬水平距离。论述了石油化工企业及油田站场的火炬放空量取值和火炬平面布置。以国内某1 000×104t炼油厂和苏丹六区块油田某FPF项目为例,进一步说明了火炬热辐射强度、火炬高度和火炬水平距离的关系,为项目征地提供了科学依据。     

橇装化设计在长输天然气管道站场的应用

随着天然气开采和利用规模的不断扩大,长输天然气管道站场的建设得到进一步发展。常规的站场设备安装前置条件较多,设备资料、设计图纸、建设方意见等环节紧密连接,任何一环滞后都将影响整个工期和工程建设质量。油气管道站场"橇装化设计"有利于解决这些问题。本文以某长输天然气管道分输站为例,说明了橇装化设计特点和优势,为"橇装化设计"在长输天然气管道站场的应用提供参考。     

集输站场放空管道低温工况探讨

油气集输站场放空系统是站内设施的重要安全保障。在事故情况下,站内高压气体必须快速泄放。放空管道材质主要参考放空过程中管道的温度进行确定。为保证选材合理性与经济性,有必要深入探讨放空工况下介质和管壁低温工况。基于超压放空和紧急放空过程,结合工程热力学基本规律,分析了放空过程管道温度的影响因素,借助商用软件OLGA探讨并模拟了某集气站放空管道的温度变化规律。结果表明,超压放空后管道温度与介质温度较为接近,但紧急放空后管道温度与介质温度存在明显差异;紧急放空工况中,管道积存气体、管道热容等对管道低温具有一定抑制作用;动态模拟为放空管道合理选材与降低成本提供了技术支持。研究成果为集输站场放空管道精细化设计提供了一定的参考与借鉴。     

盆5气田天然气处理站安全联锁控制系统设计

盆5气田天然气处理站安全联锁控制系统由一套安全联锁控制程序和现场压力变送器、紧急切断阈、火炬燃烧控制器等仪表设备组成。当天然气处理站天然气压力异常波动时，DCS系统安全联锁控制程序发出控制命令，自动联锁关闭进站、出站气动切断闽、打开气动放空阈、自动点燃放空火炬，将事故控制在预定范围内，避免事故进一步恶化。     

八角亭平台放空火炬热辐射强度的计算流体动力学模拟

用于计算放空火炬热辐射强度的API RP521荐用方法及其被修正后的一些工程计算方法均未考虑燃烧火焰的温度和热辐射的方向性,不能得到更准确的结果。应用计算流体动力学(Computional Fluid Dynamic,简称CFD)模拟技术对东海八角亭平台放空火炬在不同工况下的燃烧和热辐射状况进行了模拟,建立了该平台放空火炬全场、关键截面的温度场和热辐射强度场。将CFD模拟结果与以往工程方法计算结果进行了对比,指出了工程计算方法在热辐射强度计算方面存在的不足。CFD模拟技术能够直接模拟火炬燃烧和热辐射等物理过程,可以得到符合实际的更为准确、详细的结果。     

天然气净化厂放空系统设计与应用

为做好天然气净化厂放空系统的设计工作,首先根据规范确定净化厂天然气放空量,依据放空量计算出火炬筒出口直径和火炬筒高度;同时,利用Unisim Flare软件对全厂放空系统管网进行水力计算,确定放空系统管径,利用CAESARII软件对放空管道进行了应力分析,通过应力补偿和管道支吊架的设置减少放空管道的振动和摩擦,确定放空系统管道安装方式。该放空系统设计成果在靖边气田30亿m3/a规模的天然气净化厂的设计中采用,经现场运行,放空系统运行稳定,满足生产需要。     

SIS阀执行机构的选型

当油气田或管道站场发生火灾或者是大面积泄漏时,采用紧急切断阀进行切断,切断有毒、可燃介质向外面泄放;需要时,启用紧急放空阀,将有毒、可燃介质直接泄放到火炬或者放空立管。根据API 553—2012规范的基本技术要求,结合近几年国内外油气田及天然气、成品油、原油输送管道应用的经验教训,探讨紧急切断阀、紧急放空阀执行机构在设计选型时容易模糊的技术问题,例如:防火、手轮、开关时间、复位、电磁阀配置、诊断等,确保紧急切断阀、紧急放空阀执行机构技术要求和设计选型正确。     

中亚天然气管道部分管段放空方法与应用

中亚天然气管道是中国第一条引进境外天然气的管道,在其建设和运营过程中,需要对部分管段内的高压天然气进行放空。文章针对乌兹别克斯坦临时段管道,探讨了其部分管段内的天然气放空方法,对天然气放空量和放空时间进行了理论计算。现场采用了水平放置火炬的点火方式,通过放空流程操作与控制,成功地实现了该临时段管道内高压天然气安全可靠、平稳快速放空。     

天然气泄漏燃烧对管道钢管性能影响研究

天然气集输站场小间距并行管道如果发生泄漏,可燃气体扩散受管道布局影响,在管道附近积聚,点燃后产生的喷射火焰将严重影响周边管道和设备的运行安全。针对集输站场并行管道小间距架空敷设的特点,建立泄漏扩散模型,模拟分析并行管道的喷射火焰高温覆盖范围,以此研究钢管理化性能的变化规律。研究结果表明,在天然气向平面喷射的情况下被点燃后,当管道间距不超过2 m时,泄漏点周围30 m的空间可产生1000 K以上的高温,从而使该高温范围内的钢管发生软化、组织相变,并出现附加内应力及裂纹等。建议集输站场内并行天然气管道的间距应大于2 m,并采用埋地铺设管道,以利用土壤进行火灾爆炸防护。     

长输天然气管道低输量下清管方法的研究

长输天然气管道输量较低时,管线无法进行正常的清管作业。为此摸索出人为建立清管压差、并利用站场放空回路上安装放空总阀控制气量的清管方法,同时对于管线首段、末段清管,也采用降低运行压力的办法进行处理,保证了清管作业的顺利进行。在实际应用中,取得了显著效果。     

天然气压气站放空系统设计

放空系统是天然气管输系统的重要部分,放空管的设计也直接关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。为保障天然气集输管网安全平稳运行,利用Aspen HYSYS、Flare Net计算软件按照API 521规范要求,以哈国压气站为例,对天然气压气站的放空系统进行了设计。全厂触动ESD放空及紧急停车放空时,首先关闭两端的ESD阀,放空气体通过BDV阀门放空,通过Aspen HYSYS软件计算了每段管线的瞬时放空量,为了降低放空初期巨大的放空量采用分段放空原则,通过计算确定了每段管线合理的延迟放空时间;放空管的放空量确定后,在设定合理的压降和背压等条件下,借助Flare Net软件确定了合理的放空管径;最后,在满足热辐射值的要求下,按照API 521规范确定了放空管距离压气站合理的位置。     

基于SPS天然气管道紧急放空的动态模拟

放空系统是天然气站场安全设施的重要组成部分,其完善与否关系到输气管道和处理装置的平稳运行。为反映淄博支线整个输气管道动态放空状态,并较好地重现放空系统瞬时放空状态,本文使用SPS模拟了淄博支线天然气站内放空管道稳态和动态工况,计算结果表明放空阀运行开度对系统压降有较大影响,但对瞬时放空量影响不大,将放空管瞬时流速与理论设计对比发现紧急放空开始时的瞬时速度很大,几乎为超音速,需要重新核算放空管的垂直反作用力,优化整个放空系统工艺参数的选型,为淄博支线安全生产运营打下坚实的基础。