一种带保护装置的天然气调压站系统
技术领域
本发明涉及燃气蒸汽联合循环电站设计技术领域，具体涉及一种带保护装置的天然气调压站系统。
背景技术
燃气轮机是一个国家工业水平和科技能力的标志，发展燃机产业和技术，对于推动国家产业结构调整与转型升级，提升经济发展质量和效益具有重大战略意义。对于燃气蒸汽联合循环电站，天然气调压站是其重要的核心设备之一，厂区天然气调压站系统包括了天然气的紧急隔断、计量、分离、过滤、加热、稳压等功能。天然气调压站入口从天然气公司门站接收天然气，依次经过紧急关断阀、分离单元、计量单元、过滤单元、加热单元、调压单元后送至燃机燃料前置模块，经前置模块终端处理后进入燃机。
电厂内天然气管道大致可以划分为两部分：（1）厂外供气接口至调压器前；（2）调压器后至燃气轮机进口。由于天然气公司来的供气压力常为一个范围，并不是恒定值，所以第（1）部分管道设计压力应根据上游天然气公司来气的最高压力而定，宜与上游管道设计压力一致。考虑到调压器可能失灵，对于第（2）部分的管道设计压力通常与第（1）部分一致，即与上游天然气公司来管道设计压力一致。由于上游天然气公司供气管道设计压力通常在6.3MPa以上，有的国外工程达到8~10MPa，而天然气调压站下游的燃机所需要的天然气压力通常为3~3.5MPa，若调压器后完全按照调压器前的设计压力考虑，则较大的增加了调压器后设备和管道的壁厚，调压器后通常还有终端过滤器、性能加热器等设备，这些设备、阀门和管道的投资较大的增加。
另外，国外燃机电厂中还有一种情况，如孟加拉国天然气公司提供的其天然气管网运行压力范围为1.034MPa~6.9MPa，设计压力7.6MPa，为满足燃机进气压力的需求，需要通过增压机增压，而进增压机前需要通过稳压器将天然气压力稳定在一定数值，由于天然气来气压力可能的下限值较低，稳压器后工作压力仅为0.69MPa，稳压器后设计压力若按照稳压器前的设计压力考虑，则为7.6MPa，则其工作压力和设计压力相差非常大，稳压器后的过滤器、阀门和管道的投资直接翻倍增加，非常不利于节约成本。因此，急需一种保护装置能够很好的保护调压器后的设备和管道，使之在调压器失灵等意外情况下不超设计压力，该设计压力考虑取为调压器后正在工作工况下最高工作压力并适当留有欲量，即不按调压器前高压设计压力，只按调压器后低压设计压力。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够在确保机组运行安全的前提下，降低调压器后设备、阀门和管道的投资，有效提高电厂的经济效益的带保护装置的天然气调压站系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种带保护装置的天然气调压站系统，所述天然气调压站系统主要包括通过管道依次连接的火警切断阀、分离器、超声波流量计、过滤装置、水浴炉加热单元及调压单元，调压单元的出口端通过燃机燃料前置模块与燃机管道连接；所述调压单元主要包括连接母管及并联设置在该连接母管上的工作调压线和备用调压线，且所述工作调压线和备用调压线上均依次设置有进口手动隔离阀、安全切断阀、第二调压器、第一调压器、安全阀及出口手动隔离阀，所述调压单元的连接母管上设置有一个紧急关断阀，该紧急关断阀以前置或后置方式设置在连接母管上且可以在1秒内完全关闭以阻止天然气持续通往下游。
进一步地，还包括放散塔及连接在该放散塔上的高压放散母管和低压放散母管，所述放散塔上的接口按照压力等级由高到低向放散塔的出口方向排列；所述火警切断阀、分离器、超声波流量计、过滤装置、水浴炉加热单元及进口手动隔离阀的安全阀均通过管道接入高压放散母管，所述工作调压线和备用调压线合并后的连接母管上设置有气动快速泄放阀，所述安全阀及气动快速泄放阀通过管道接入低压放散母管，当紧急关断阀紧急关闭时，气动快速泄放阀可在15分钟之内将设备和管道内的压力从最初的工作压力降低到设计压力的50%，以确保管路系统的安全。
进一步地，所述紧急关断阀以前置方式设置在两调压线合并前的连接母管上，紧急关断阀与两调压线间的连接母管上设置有快速放散阀，且所述快速放散阀通过管道与所述高压放散母管连接。
进一步地，所述紧急关断阀以后置方式设置在两调压线合并后的连接母管上，该紧急关断阀能在监测第一调压器之后的管道压力超过设计压力时，快速在1秒之内完全关闭，以阻止紧急关断阀上游的天然气持续通往下游，所述紧急关断阀与两调压线间的连接母管上设置有快速放散阀，且所述快速放散阀通过管道与所述低压放散母管连接。
进一步地，所述过滤装置包括并列设置的第一过滤器和第二过滤器，且所述第一过滤器和第二过滤器的安全阀均通过管道接入高压放散母管。
进一步地，所述紧急关断阀的执行机构可采用气动或气液联动方式。
本发明的有益技术效果在于：本发明在紧急关断阀前置于调压线时，以调压器出口反法兰为界，其之前系统设计压力取为上游天然气公司来气的设计压力（高压），其之后系统设计压力取为调压器后正在工作工况下最高工作压力并适当留有欲量（低压），可降低其之后设备、阀门和管道的投资；以紧急关断阀后置于调压线时，以一秒紧急关断阀出口反法兰为界，其之前系统设计压力取为上游天然气公司来气的设计压力（高压），其之后系统设计压力取为调压器后正在工作工况下最高工作压力并适当留有欲量（低压），可降低其之后设备、阀门和管道的投资。可大大降低分界点之后的设备、阀门和管道的投资，所以在确保调压站稳定、安全运行的前提下，节省了电厂的初投资，提高了电厂的经济效益。
附图说明
图1为本发明所述紧急关断阀后置方式时的天然气调压站系统图；
图2为为本发明所述紧急关断阀前置方式时的天然气调压站系统图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，本发明所述的一种带保护装置的天然气调压站系统，所述天然气调压站系统主要包括通过管道依次连接的火警切断阀1、分离器2、超声波流量计3、过滤装置4、水浴炉加热单元5及调压单元6，调压单元6的出口端通过燃机燃料前置模块与燃机管道连接；所述调压单元6主要包括连接母管7及并联设置在该连接母管7上的一条100％容量工作调压线8和一条100％容量备用调压线9，且所述工作调压线8和备用调压线9上均依次设置有进口手动隔离阀10、安全切断阀11、第二调压器12、第一调压器13、安全阀14及出口手动隔离阀15，当第一调压器13出现故障时，启动第二调压器12，当第二调压器12出现故障，则关闭安全切断阀11，启动备用线上的第一调压器，备用线上也同样设有第二调压器和安全切断阀，每条调压线调压器出口均设置有出口手动隔离阀，其泄放管直径应按背压不大于该阀泄放压力的10%确定，且不应小于安全阀的出口管径；所述调压单元6的连接母管7上设置有一个紧急关断阀19，该紧急关断阀19以前置或后置方式设置在连接母管7上且可以在1秒内完全关闭以阻止天然气持续通往下游。
参照图1-2所示，所述天然气调压站系统还包括放散塔16及连接在该放散塔16上的高压放散母管17和低压放散母管18，所述放散塔16上的接口按照压力等级由高到低向放散塔的出口方向排列；所述火警切断阀1、分离器2、超声波流量计3、过滤装置4、水浴炉加热单元5及进口手动隔离阀10的安全阀均通过管道接入高压放散母管17，所述工作调压线8和备用调压线9合并后的连接母管7上设置有气动快速泄放阀18，所述安全阀14及气动快速泄放阀18通过管道接入低压放散母管18，当紧急关断阀19紧急关闭时，气动快速泄放阀18可在15分钟之内将设备和管道内的压力从最初的工作压力降低到设计压力的50%，以确保管路系统的安全；所述过滤装置4包括并列设置的第一过滤器和第二过滤器，且所述第一过滤器和第二过滤器的安全阀均通过管道接入高压放散母管17。
以紧急关断阀的第一调压器出口反法兰为界，其之前系统设计压力取为上游天然气公司来气的设计压力（高压），其之后系统设计压力取为调压器后正在工作工况下最高工作压力并适当留有欲量（低压）。
参照图2所示，所述紧急关断阀19以前置方式设置在两调压线合并前的连接母管7上，紧急关断阀与两调压线间的连接母管上设置有快速放散阀20，且所述快速放散阀通过管道与所述高压放散母管连接，所述紧急关断阀的执行机构可采用气动或气液联动方式，紧急关断阀前置方式通过将一秒紧急关断阀布置在调压单元入口，即紧急关断阀前置方式，此时一秒紧急关断阀和安全切断阀之间设置有快速放散阀，紧急关断阀前置方式的高低压力分界点为调压器出口反法兰处。
参照图1所示，所述紧急关断阀19以后置方式设置在两调压线合并后的连接母管7上，该紧急关断阀19能在监测第一调压器13之后的管道压力超过设计压力时，快速在1秒之内完全关闭，以阻止紧急关断阀19上游的天然气持续通往下游，所述紧急关断阀19与两调压线间的连接母管7上设置有快速放散阀20，且所述快速放散阀20通过管道与所述低压放散母管18连接。
紧急关断阀后置方式通过在两条调压线后的合并母管上设置有一只一秒紧急关断阀。该紧急关断阀应能在监测调压器之后的管道压力超过设计压力时，快速在1秒之内完全关闭，以阻止紧急关断阀上游的天然气持续通往下游，导致持续超压而引发安全事故；一秒紧急关断阀下游设置有气动快速泄放阀，确保管路系统的安全；两个可能同时关闭的动力操作阀门--安全切断阀和紧急关断阀之间，设置有气动快速泄放阀；以一秒紧急关断阀出口反法兰为界，其之前系统设计压力取为上游天然气公司来气的设计压力（高压），其之后系统设计压力取为调压器后正在工作工况下最高工作压力并适当留有欲量（低压）。
本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
