劉慧，趙軒剛，何彥君

（1.西安石油大學(xué)，陜西西安710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710201）

天然氣場站泄放系統(tǒng)核算

劉慧1，2，趙軒剛2，何彥君2

（1.西安石油大學(xué)，陜西西安710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710201）

泄放系統(tǒng)是保障天然氣處理場站裝置安全生產(chǎn)的重要輔助設(shè)施之一，一般設(shè)有高、低壓火炬、放空分液及管網(wǎng)系統(tǒng)。通過分析YL、MZ、SM三座天然氣處理廠泄放系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，核算放空火炬及分液罐尺寸，針對存在問題提出優(yōu)化措施，確保場站安全平穩(wěn)運(yùn)行。

天然氣場站；泄放系統(tǒng)；核算

1 泄放系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

YL處理廠高、低壓放空系統(tǒng)獨(dú)立分設(shè)。高壓火炬高度為65 m，直徑為DN650，低壓火炬直徑為DN100。

MZ、SM處理廠分別設(shè)高壓、低壓放空系統(tǒng)各1套。MZ處理廠高壓火炬高度：H=60 m，直徑：DN600。SM處理廠高壓火炬高度：H=55 m，直徑為DN500。低壓放空用于停工檢修時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的余氣和工廠事故狀態(tài)低壓氣放空，MZ處理廠低壓火炬高度：H=60 m，直徑：DN100；SM處理廠低壓火炬高度：H=55 m，直徑：DN200。

2 泄放系統(tǒng)核算

2.1 火炬直徑、高度核算參數(shù)

（1）火炬參數(shù)計(jì)算表（見表1）。

表1 YL處理廠火炬參數(shù)表

（2）最大放空量確定：當(dāng)天然氣處理廠出現(xiàn)大面積火災(zāi)等事故，將所有進(jìn)出站管線截?cái)?，只對站?nèi)管線和設(shè)備的氣體進(jìn)行放空泄壓，此時(shí)的放空量是最大的。

圖1 低壓放空流程

（3）計(jì)算公式：

圖2 低壓放空流程

2.2 核算結(jié)果

分別對YL處理廠、MZ處理廠、SM處理廠火炬高度、直徑進(jìn)行核算，核算結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求（見表2）。

表2 YL、MZ、SM處理廠火炬直徑、高度核算結(jié)果表

3.1 放空系統(tǒng)安全閥背壓計(jì)算

取放空天然氣馬赫數(shù)0.5，反算求得W=55.8 kg/s，以該流量計(jì)算放空管網(wǎng)各點(diǎn)壓力，核算放空系統(tǒng)安全閥背壓。

（1）YL處理廠中壓系統(tǒng)按照600×104m3/d放空時(shí)，根據(jù)彈簧式安全閥的泄放要求，背壓應(yīng)小于安全閥整定壓力的十分之一，經(jīng)計(jì)算，實(shí)際安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，符合安全要求（見表3）。

表3 25.3×104m3/h放空時(shí)安全閥背壓計(jì)算表

（2）MZ處理廠中壓系統(tǒng)按照450×104m3/d，低壓系統(tǒng)按照12.5×104m3/d放空時(shí)，根據(jù)彈簧式安全閥的泄放要求，背壓應(yīng)小于安全閥整定壓力的十分之一，經(jīng)計(jì)算，實(shí)際安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，符合安全要求（見表4）。

表4 18.8×104m3/h放空時(shí)安全閥背壓計(jì)算表

表5 12.5×104m3/h放空時(shí)安全閥背壓計(jì)算表

3 泄放系統(tǒng)評價(jià)

（3）SM處理廠各放空系統(tǒng)安全閥背壓小于安全閥最大允許背壓，即安全閥整定壓力的十分之一，符合安全要求。

3.2 泄放時(shí)間計(jì)算

YL處理廠泄壓時(shí)間計(jì)算：天然氣處理裝置及配氣區(qū)管線容積為395.6 m3，設(shè)備容積為200 m3，總?cè)莘e為595.6 m3。

表6 YL天然氣集配氣區(qū)及天然氣處理廠內(nèi)管網(wǎng)容積計(jì)算表

根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=nRT，將P=5.0 MPa，V= 595.6 m3狀態(tài)下天然氣體積換算成0.69 MPa下體積，計(jì)算泄放時(shí)間是否小于規(guī)范要求的15 min以內(nèi)。

計(jì)算結(jié)果：t=29 390.58/4 216.67=6.97＜15（min）滿足安全泄放要求。同理計(jì)算MZ、SM天然氣處理廠泄放時(shí)間均滿足安全泄放要求。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）通過核算火炬高度、直徑、安全閥背壓及泄放時(shí)間，YL、MZ、SM三座天然氣處理廠火炬放空系統(tǒng)均滿足設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際運(yùn)行中也未發(fā)生緊急放空事故。

（2）建議在日常生產(chǎn)運(yùn)行中，嚴(yán)格按照規(guī)則制度，加強(qiáng)火炬運(yùn)行管理，應(yīng)避免設(shè)備超壓運(yùn)行及緊急放空的出現(xiàn)，對于放空系統(tǒng)中所有安全閥定期校驗(yàn)。確保天然氣處理場站各單元平穩(wěn)運(yùn)行。

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10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.033

TE967

A

1673-5285（2015）08-0125-03

2015－07-25

劉慧（1983－），工程師，主要從事天然氣開采工作，郵箱：Lh5_cq＠petrochina.com.cn。

會(huì)訊