通明电厂天然气培训手册.doc
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1、通明电厂天然气培训手册282020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。东莞通明电力有限公司天然气处理系统培训手册(机务部分)上海发电设备成套设计研究所 8月1 前言本培训手册为东莞通明电力有限公司二台PG9171E燃气轮机的天然气处理系统编写。燃气轮机机组从本体设计已经考虑既能燃烧液体燃料,也能燃烧气体燃料。可是在原外围设计中,仅考虑了液体燃料供应系统,而没有考虑气体燃料供应系统。在厂内新增天然气处理系统,以保证将符合GE公司规范的天然气供给燃气轮机。天然气处理系统的主要目的是提供合格品质的燃料供燃机燃烧,PG9171E燃机燃气的品质要求如下:流量:每台燃机37500Nm3/h;压
2、力:一般为18.526.2 bar;温度:高于供气压力下露点温度至少28,最高温度60;杂质:总量35ppm,直径大于10的颗粒杂质0.3ppm。天然气的压力由上游新奥公司的天然气调压站提供保证。本天然气处理系统,设备和管道的正常运行压差1bar。本天然气处理系统对天然气的温度、流量以及过滤精度提供保证。整个管道设计压力按Pn40,埋地管道采用3PE高频直缝焊接钢管(按API 5L设计),精过滤模块前地上管道采用20无缝钢管,精过滤模块后所有管道采用1Cr18Ni9Ti不锈钢管。本天然气处理系统分为以下几段:(1)进口段;(2)粗过滤模块;(3)热水加热模块;(4)蒸汽加热模块;(5)1、3燃
3、机精过滤模块;(6)计量及放空段。其中进口段,粗过滤模块,热水加热模块,蒸汽加热模块按二台机组公用设计,即天然气流量按75000Nm3/h设计,介质运行压力按25bar计算,母管采用27310,流速约17m/s;蒸汽加热模块出口埋地天然气母管,天然气流量按75000Nm3/h设计,介质运行压力按25bar计算,母管采用32510,流速约12m/s;精过滤模块,计量及放空段按单台机组设计,即天然气流量按37500Nm3/h设计,介质运行压力按25bar计算,管道直径采用2197(不锈钢管道采用2196),流速约13m/s。2天然气处理系统系统图见设计院图纸GS0187-01-02-01-1/2以
4、及GS0187-01-02-01-2/2。2.1 进口段进口段由绝缘接头、火警安全切断阀、手动放空阀、压力表、压力变送器、温度变送器及相关仪器、仪表和阀门等组成。进口段设计旁路,预留安装超声波流量计位置,手动隔断阀设置开启缓注平衡阀。所有主路阀门在设计选型时均按最大工作压差计算,但在操作过程中应先开启平衡阀,当设备各段压力稳定后再打开主阀门的方式操作,以避免由于突然的气流冲击造成相关设备的损坏。注:系统内所有主球阀均采用带平衡小球阀方式,开启时应先开小阀再打开大阀,待大阀开启后关闭平衡小球阀。进口的现场仪表用于观察天然气处理系统的进口部分天然气的压力温度值,并配有压力变送器和温度热电阻经过远传
5、仪表将压力和温度送入DCS系统。2.1.1 绝缘接头根据德国DIN7735标准制造。主要应用于燃气输配系统和燃气调压站中,其作用是将燃气输配管线的各段间、燃气调压站与输配管线间相互绝缘隔离,保护其不受电化学腐蚀,延长使用寿命,可直接埋地使用。绝缘接头的结构为外管套内管,内外管之间填充绝缘材料。适用介质:城市煤气、天然气、液化石油气及其它非腐蚀性介质材料: 碳钢压力等级: PN40环境温度: -20+60绝缘电阻: 5 M击穿电压: 3kv/50Hz工作温度: -10+50型号规格: JY40-*(*为管道通径)注:在蒸汽加热模块出口天然气管道进入埋地处设有绝缘接头;在天然气管道上管架出地面处设
6、有绝缘接头;在去1燃机精过滤模块进入埋地处和出地面处均设有绝缘接头。在各段埋地管道上采用埋地钢制管道牺牲阳极阴极保护设计规范进行阴极保护,各设置一组阴极保护装置,每组阴极保护装置设3只14.5kg块状阳极板,成分为Mg-Al-Mn,并设置测试桩,用于定期测试埋地管道的电位,若电位小于0.85mVDC,说明要更换阳极板。阴极保护的主要作用是提高埋地管道的抗腐蚀能力。2.1.2 火警气动切断阀火警气动切断阀在调压站或下游电厂发生火灾危险时,可由DCS系统在判断有必要迅速切断燃气供应时,实现燃料天然气的迅速切断。另外,还能够在PLC上或者就地按钮进行远程和就地关闭。而且有位置开关反馈信号到远方来监视
7、火警阀的开关位置。型号:10BS3RA71133-P,防火防静电阀门制造商:NEWAY 阀体材料:A105座圈材料: NYLON连接型式:RF 法兰连接法兰尺寸: 10” ANSI 300设计温度:-10+50气动头制造商: Air Torque气源压力: 56bar气动头作用型式: 气开式,电磁阀得电阀门打开限位开关: ASCO 高低位位置开关电磁阀制造商: ASCO电磁阀电源: 220VAC规格型号: 二位三通,常闭型,防爆型,EF8327,G1/2”阀门打开时间: 25秒阀门关闭时间: 3秒 注:火警气动切断阀配有手/自动切换装置,配备手轮。气开式作用气缸,正常位置为关闭位置,即弹簧复位
8、位置。只有在正常位置时才可能进行手/自动切换,阀门气缸下方,手轮根部设置切换装置,而且有锁紧机构。在自动切换为手动的时候,首先确认阀门当前的位置,是否在原始位置,即关闭位置,手/自动切换装置的位置在自动位置(OFF),确认完毕后拉出锁紧栓,把手/自动切换装置由自动(OFF)转到手动位置(ON),转到位后松开锁紧栓,锁紧栓复位,即进入手动位置,能够用手轮进行开关操作。在手动切换为自动的时候,首先确认阀门当前的位置,是否在原始位置,即关闭位置,若不在关闭位置,要把阀门手动关闭,手/自动切换装置的位置在手动位置(ON),确认完毕后拉出锁紧栓,把手/自动切换装置由手动(ON)转到自动位置(OFF),转
9、到位后松开锁紧栓,锁紧栓复位,即进入自动位置,能够远程进行操作,同时手轮拖开不能进行开关操作。特别提醒,(1)在转动手/自动切换装置时,可能出现转不动的现象,不能使劲扳动,要来回转动一下手轮,找到能够扳动的位置既而进行操作;(2)在阀门由自动切换到手动位置后,最好把气源阀门关闭,以免电磁阀误动作,可能损坏连接齿轮,阀门由手动切换到自动位置后,误忘气源阀门打开。2.2 粗过滤模块粗过滤模块由卧式粗过滤器、球阀、差压计带差压高开关、液位计带液位高开关、安全阀、压力表、温度表及相关的仪器、仪表和阀门等组成。在天然气系统投运初期,上游输送管道中会有一些杂质(如铁锈、焊渣、液体等),在天然气总管上首先设
10、置一套卧式粗过滤模块作为对燃机和燃机前置设备的保护,主要由二只过滤精度5m二级过滤器组成,一只运行,另外一只作为检修备用。二级过滤器,第一级为叶片式,结构为叶片褶皱迷宫式,主要去除液体,二级为滤芯,主要去除固体颗粒。过滤器设有差压计及差压开关用于就地指示压差以及远程报警,当压差大于规定值时,以提醒需要更换滤网、清除杂质,同时切换到另一只过滤器进行工作。差压报警设定值为750mbar。过滤器二级分别设有液位计带高液位报警开关,用于就地指示液位和远程液位高报警,提醒进行手动排污,液位高报警设定值为250mm。集污罐设置有液位计带高液位报警开关,用于就地指示液和远程液位高报警,提醒进行手动排污,液位
11、高报警设定值为250mm。粗过滤模块及粗过滤器图纸详见设备厂家压力容器图纸。注:(1)差压计在投入的时候,首先要打开差压计下方的平衡阀,然后再同时打开差压计前方的隔离阀,最后要关闭差压计下方的平衡阀,否则差压计可能过量程损坏;差压计在解除的时候,也要首先打开差压计下方的平衡阀;(2)在容器手动排污的时候,应首先打开手动球阀,然后缓慢打开手动截止阀进行排污;关闭的时候,应首先关闭手动球阀,然后关闭手动截止阀。其它容器的差压计操作和排污操作和粗过滤模块一样,不再叙述。2.2.1 粗过滤器型号规格: XFS28B-19材料: 凝聚式叶片304,滤芯为聚酯纤维过滤精度: 5m制造商: 常熟飞奥设计流量
12、:75,000 Nm3/h燃气输送能力:75,000 Nm3/h设计压力:4.0MPa设计温度:-1060正常最大压降: 91mbar颗粒去除度: 5以上固体、液体颗粒去除率99.99% 以上管路尺寸与压力等级: DN250 ANSI3002.2.2 球阀 型号: 10BS3RA71133-G,防火防静电阀门制造商: NEWAY 阀体材料: A105座圈材料: NYLON连接型式: RF 法兰连接法兰尺寸: 10” ANSI 300设计温度: -10+502.2.3 液位计带高液位开关 规格: Pn40,Dn20,L500mm 型式: 磁性翻板式,防爆 制造商: 上海凡宜科技电子有限公司2.2
13、.4 差压计带差压高开关 规格型号: DP-10RM 00.1MPa 制造商: 意大利飞奥2.3 热水加热模块由于天然气经过调压站减压后进入电厂的天然气温度比较低,甚至低于露点,产生液态的烃,无法满足燃气轮机对于天然气的要求(天然气温度要高于露点28),因而必须对天然气进行加热。在天然气粗过滤模块后天然气总管上设置一只气水换热器,并设置旁路球阀。换热器为管壳式,管内为天然气,管外为热水。加热水串至循环冷却水,加热水管路按天然气最大流量和天然气最低进气温度设计。按供气方提供参数,调压站上游天然气输送温度不低于1,而天然气调压装置的最大温降将在7左右,因此在换热器选型时考虑将天然气的温度由-5加热
14、到20左右,保证合适的天然气温度进入燃机。热水加热模块由管壳式换热器、球阀、蝶阀、液位计带低液位报警开关、流量开关、安全阀、压力表、温度表及相关的仪器、仪表和阀门等组成。热水加热模块的现场仪表用于观察加热器热水进出口压力、温度值以及天然气的进出口温度。热水加热模块的液位计主要用于监视换热器管程是否破裂,天然气泄漏时,导致换热器内液位降低,并经过液位计的低液位报警开关将信号送入PLC、DCS系统实施报警功能。热水加热模块水侧的流量开关用于监视是否有加热水源,以防天然气无法加热,造成不利影响。热水加热模块及热水加热器图纸详见设备厂家压力容器图纸。注:在首次或者长时间后通热水进入加热器时,应打开热水
15、加热器阀门上的放气阀进行放气;在长时间后和定期应对热水加热器水侧进行排污。2.3.1 热水加热器型号: KSI700-B/1500制造商: 常熟飞奥外壳材料: 碳钢换热管材料: 316L连接型式: RF法兰连接管道连接尺寸(气侧):10” ANSI 300管道连接尺寸(水侧):Dn200,Pn16设计温度: -10+602.3.2 球阀(同粗过滤模块)2.3.3 液位计带低液位开关 规格: Pn40,Dn20,L500mm 型式: 磁性翻板式,防爆 制造商: 上海凡宜科技电子有限公司2.3.4 流量开关型式: 靶式流量控制器采用靶式传感器型号: LKB-01制造商: 上海自仪四厂2.4 蒸汽加
16、热模块考虑到机组停机时,循环水系统尚未工作,循环水温度在冬天极限温度8左右,燃气轮机机组燃烧天然气初期,8的循环水加热天然气,温度不能达到燃机燃烧要求,因此在气水换热器后天然气管路上串联一只气汽换热器作为天然气系统启动加热时用,目的是当循环水温很低或较低时,该换热器投入运行,待循环水温上升到一定值时,气汽换热器停止工作,气水换热器投入正常工作。另外在气水换热器发生故障需要检修时,该气汽换热器能够作为备用加热器投入运行,保证燃机进气温度达到要求。该加热系统设有加热器出口天然气温度变送器以及蒸汽管路上的温度调节阀,能够采取PLC控制器系统进行气温自动控制。该加热器设有一只天然气侧温度开关,防止温控
17、阀失效或者天然气未流动时,蒸汽通入后引起局部超温,温度开关设置值为50,当加热器内天然气侧温度超过50,温度开关给出信号关闭温控阀,起到保护作用。蒸汽加热模块由管壳式换热器、温度控制阀、温度开关、安全阀、疏水阀、温度变送器、压力表、温度表及相关仪器、仪表和阀门等组成。蒸汽加热模块的现场仪表用于观察蒸汽的压力以及天然气的进出口温度,温度控制阀经过PLC系统自动调节加热蒸汽流量,控制天然气的温度。蒸汽加热模块及蒸汽加热器图纸详见设备厂家压力容器图纸。注:(1)在首次投入蒸汽加热器,通入蒸汽前,首先打开接入母管处的截止阀,待蒸汽流通后,缓慢开启加热器蒸汽管路前的隔离截止阀,再由PLC投入温控阀实现对
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