1快速切斷功能

　　快速切斷功能主要出于安全考慮，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)電廠廠區(qū)內(nèi)發(fā)生火險(xiǎn)，就需要快速切斷天然氣來源。目前各燃機(jī)電廠*流行的配置就是在天然氣進(jìn)入廠區(qū)的入口處，安裝一個(gè)火警切斷閥門，該閥門一般都選用氣力驅(qū)動(dòng)或者電驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，且閥門的切斷時(shí)間不能太長，一般要求少于10s.現(xiàn)在一般電廠都采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，可利用電廠原有的壓縮空氣氣源。

　　2過濾功能

　　天然氣中的大固體顆粒進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)透平，將直接損傷透平葉片，小顆粒也會(huì)對燃?xì)廨啓C(jī)的通流部分造成磨損，并劃傷沿途閥門設(shè)備的密封面，造成設(shè)備密封性下降。天然氣中摻雜的液滴會(huì)引起燃?xì)廨啓C(jī)燃燒的不穩(wěn)定，損壞設(shè)備。因此，天然氣在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室之前，必須進(jìn)行過濾，要除去所有的大顆粒（>10m），液滴以及絕大部分的小固體顆粒（<10m）和小液滴。目前主要有3種過濾設(shè)備可供選擇。

　　2.1旋風(fēng)分離器

　　旋風(fēng)分離器采用了重力分離原理，當(dāng)氣流從進(jìn)口導(dǎo)管進(jìn)入過濾器筒體后，對殼體表面或?yàn)V芯支架的沖擊力使得氣體降速，受重力影響較大的固體顆粒就被分離出來了。

　　旋風(fēng)分離器的過濾精度比較低，是否有必要在天然氣系統(tǒng)上配置旋風(fēng)分離器，應(yīng)根據(jù)天然氣的清潔度以及旋風(fēng)分離器上游管道的長度而定。

　　對于相對比較潔凈的天然氣，如液化天然氣（LNG），其本身所含的大顆粒物質(zhì)幾乎微乎其微，可以考慮不設(shè)置旋風(fēng)分離器。而對于海上油田伴生氣之類相對來說不是很潔凈的，并且在供給電廠之前也未經(jīng)過處理的天然氣，則有必要設(shè)置旋風(fēng)分離器。

　　旋風(fēng)分離器的配置可以有兩種方式：一種是設(shè)置2臺，每臺前后均設(shè)置隔離閥門，一開一備，這樣設(shè)置的可靠性高，當(dāng)1臺旋風(fēng)分離器發(fā)生故障的時(shí)候可以在線切換到另外1臺旋風(fēng)分離器，但成本較高，經(jīng)濟(jì)性差；另一種是目前主流的配置，即設(shè)置單臺旋風(fēng)分離器，然后再加個(gè)旁路系統(tǒng)，當(dāng)旋風(fēng)分離器故障時(shí)，可以選擇讓天然氣從旁路直接流過。

　　從目前大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)電廠的運(yùn)行情況來看，設(shè)置1臺旋風(fēng)分離器外加一個(gè)旁路是比較合理的做法，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)電廠在投運(yùn)初期的天然氣比較臟，旋風(fēng)過濾器運(yùn)行一段時(shí)間后，天然氣的潔凈度提高，選擇走旁路，這樣既可以減少天然氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器所帶來的壓損，也可以減少對旋風(fēng)分離器的損耗，運(yùn)行方式比較靈活多變，可適合不同的氣源條件。

　　旋風(fēng)分離器一般設(shè)置在所有過濾器的*上游，其功能只是過濾掉大顆粒，但光靠旋風(fēng)分離器處理的天然氣，其潔凈度是無法滿足燃?xì)廨啓C(jī)要求的。

　　2.2粗過濾分離器

　　粗過濾分離器的過濾精度相對旋風(fēng)分離器要高很多。

　　粗過濾分離器由2級組成：第1級由若干只可更換的和可清洗的過濾元件組成，其過濾元件的類型和精度需要根據(jù)工作條件選擇，目的是除去*小的固體顆粒，并凝聚霧狀物使其在第2級葉片式分離器中被*大限度地除去；第2級利用葉片分離原理，除去天然氣中的液體顆粒。目前一般的粗過濾分離器可以過濾掉系統(tǒng)中99.99%的大于5m的固體顆粒和液滴。

　　粗過濾分離器是整個(gè)天然氣處理系統(tǒng)中比較重要的一個(gè)處理環(huán)節(jié)，它將過濾掉天然氣中大部分的微小固體顆粒和液滴，大大減輕下游過濾設(shè)備的負(fù)擔(dān)，在眾多的燃?xì)廨啓C(jī)電廠中，粗過濾分離器大都采用一開一備的配置。

　　2.3精過濾器

　　過濾過程也可以分為兩級：天然氣先經(jīng)過第1級旋風(fēng)分離，除去較大的顆粒；天然氣進(jìn)入第2級后，由過濾精度0.3m的聚積式濾芯可以把氣體中的大于0.3m的固體顆粒除掉99.99%，大于0.3m的液體顆粒除掉99.5%，經(jīng)過精過濾器過濾的天然氣基本上符合目前所有燃?xì)廨啓C(jī)對于天然氣進(jìn)氣過濾標(biāo)準(zhǔn)。

　　精過濾器上裝有液位計(jì)，差壓計(jì)等儀表，信號一般都直接接入燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)，可以在線監(jiān)測過濾器內(nèi)的聚液情況和濾芯兩側(cè)的壓差。

　　精過濾器一般都采用2臺，一開一備的配置方案。

　　以上3種過濾器在目前的燃?xì)廨啓C(jī)電廠里都比較常見，旋風(fēng)分離器可以不設(shè)置，也可以設(shè)置1臺或2臺。粗過濾分離器則一般都按2臺進(jìn)行設(shè)置，但在供氣潔凈度較高的情況下為降低成本也可舍棄；而精過濾器則是必須設(shè)置的，因?yàn)樗翘烊粴馄焚|(zhì)的*終保障。一般過濾器的信號都直接接入燃?xì)廨啓C(jī)本體的控制系統(tǒng)。

　　3壓力調(diào)節(jié)功能

　　不同的燃?xì)廨啓C(jī)對于天然氣壓力的要求有很大的區(qū)別，但一個(gè)共同點(diǎn)就是所有的燃?xì)廨啓C(jī)都需要有一個(gè)穩(wěn)定的壓力，其壓力波動(dòng)范圍不能太大。以GE公司生產(chǎn)的9E燃?xì)廨啓C(jī)為例，其對天然氣的壓力要求為1.86~2.64MPa，壓力變化范圍1%，變化速率0.25%/s，瞬間*大變化值1%/s.如果氣源的壓力高于燃?xì)廨啓C(jī)要求的進(jìn)氣壓力，則需要在天然氣處理系統(tǒng)上設(shè)置減壓裝置，反之，則需要設(shè)置增壓裝置。

　　3.1減壓站

　　減壓站的功能就是把供入天然氣的壓力減到燃?xì)廨啓C(jī)要求的進(jìn)氣壓力。減壓站的設(shè)計(jì)方案主要有3種：單元制設(shè)計(jì)，母管制設(shè)計(jì)和混合制設(shè)計(jì)。

　　3.1.1單元制

　　單元制調(diào)壓系統(tǒng).每臺燃?xì)廨啓C(jī)采用兩路調(diào)壓，分主路和輔路，一開一備，每條調(diào)壓管路流程是由緊急切斷閥帶監(jiān)控器，調(diào)壓器按照從上游至下游的順序，串聯(lián)在一起組成的安全，監(jiān)控式調(diào)壓系統(tǒng)。正常情況下，緊急切斷和監(jiān)控器處于全開位置，由調(diào)壓器對下游壓力進(jìn)行控制。當(dāng)調(diào)壓器出現(xiàn)故障，無法控制下游壓力時(shí)，監(jiān)控器開始工作，以維持下游壓力的安全范圍；或至少保持處于當(dāng)前位置狀態(tài)或全開狀態(tài)。

　　監(jiān)控器和緊急切斷閥為失效關(guān)閉型，出現(xiàn)故障時(shí)處于全關(guān)位置。若監(jiān)控器也出現(xiàn)故障，不能控制下游壓力時(shí)，則緊急切斷閥自動(dòng)切斷氣源，以保證下游管道和設(shè)備的安全。當(dāng)工作調(diào)壓管路切斷時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)切換至備用路，備用路調(diào)壓器自動(dòng)投入工作。在管路切換過程中，調(diào)壓器出口壓力波動(dòng)不能超過燃?xì)廨啓C(jī)入口分界點(diǎn)對天然氣壓力波動(dòng)范圍的要求。

　　3.1.2母管制

　　母管制調(diào)壓系統(tǒng).2臺或多臺燃?xì)廨啓C(jī)共用兩路調(diào)壓，分主路和備用路，其他和單元制類似。

　　3.1.3混合制

　　各臺燃?xì)廨啓C(jī)公用一路備用路，其他的和單元制類似.

　　3種方案各有利弊，單元制的優(yōu)點(diǎn)是冗余度高，運(yùn)行可靠，缺點(diǎn)是成本高；母管制則剛好相反；混合制的可靠性和經(jīng)濟(jì)性都介于兩者之間。

　　3.2增壓站

　　增壓站的功能就是把供氣壓力增至燃?xì)廨啓C(jī)要求的進(jìn)氣壓力。天然氣壓縮機(jī)有離心式和活塞式。

　　離心式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是輸出壓力穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，噪聲較活塞式壓縮機(jī)低，技術(shù)先進(jìn)，維護(hù)保養(yǎng)方便；而缺點(diǎn)是成本昂貴，對于某一臺特定的離心式壓縮機(jī)，其壓力調(diào)節(jié)范圍受到壓比的嚴(yán)格限制，可調(diào)范圍小。例如在工程上，有時(shí)需要在離心式壓縮機(jī)上加一路減壓裝置，把進(jìn)口的壓力調(diào)低到一定的值，然后再通過壓縮機(jī)壓縮，才能滿足燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣要求。

　　活塞式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是壓力調(diào)節(jié)范圍大，成本低；缺點(diǎn)是噪聲大，相對離心式壓縮機(jī)來說壓力輸出欠穩(wěn)定，不過一般也能滿足燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣壓力波動(dòng)要求。

　　這兩種壓縮機(jī)目前在燃?xì)廨啓C(jī)電廠都應(yīng)用很廣，對于成本控制較嚴(yán)的電廠，可能會(huì)選擇活塞式壓縮機(jī)，而對于運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性有著更高追求的燃?xì)廨啓C(jī)電廠來說，離心式壓縮機(jī)則是*好的選擇。

　　由于價(jià)格昂貴，天然氣壓縮機(jī)一般都不設(shè)備用。

　　4溫度調(diào)節(jié)功能

　　4.1加熱如果氣源的壓力比較高，則天然氣經(jīng)過調(diào)壓站減壓后溫度一般比較低，不能滿足燃?xì)廨啓C(jī)規(guī)范對于天然氣的要求（一般燃?xì)廨啓C(jī)對于天然氣的溫度要求高于露點(diǎn)溫度28℃以上，而經(jīng)調(diào)壓站出來后的天然氣的溫度則可能低于0℃），因而必須對天然氣進(jìn)行加熱。

　　比較普遍使用的加熱器有熱水加熱器，蒸汽加熱器和電加熱器等。

　　熱水加熱器的優(yōu)點(diǎn)是加熱穩(wěn)定，可調(diào)性好。

　　熱水加熱器的形式可以有多種，一般較多采用管殼式。熱水的水源可以取自燃?xì)廨啓C(jī)外循環(huán)冷卻水的回水，這樣可以提高整個(gè)電廠的效率。熱水加熱器由于受限于燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)冷卻水回水的溫度，一般只能將天然氣加熱到30℃以下。

　　蒸汽加熱器的加熱介質(zhì)可來自電廠自備的小鍋爐，也可取自余熱鍋爐，一般也采用管殼式。

　　蒸汽加熱器可以把天然氣加熱到比較高的溫度，如50℃。

　　電加熱器在工程上運(yùn)用得比較少，主要是運(yùn)行安全性相對較低，并且電加熱器的投運(yùn)將使得廠用電率升高。

　　目前工程中比較合理的配置有：

　?。?）方案A，1臺蒸汽加熱器和1臺熱水加熱器串聯(lián)，每臺加熱器均設(shè)置旁路,在實(shí)際運(yùn)行過程中，一般只投入熱水加熱器，但當(dāng)冬季環(huán)境溫度較低，燃?xì)廨啓C(jī)剛開始啟動(dòng)，循環(huán)冷卻水的溫度還沒升高到足以把天然氣加熱到需要的溫度，或當(dāng)熱水加熱器故障時(shí)，需要投運(yùn)蒸汽加熱器。

　?。?）方案B，2臺熱水加熱器并聯(lián)，一開一備，而在熱水管道上再設(shè)置一路蒸汽加熱器，當(dāng)熱水溫度不夠時(shí)，用來加熱熱水，在蒸汽鍋爐離加熱器模塊比較遠(yuǎn)，蒸汽管道布置不方便時(shí)，可以采用這種方案。

　　方案的選擇要根據(jù)整個(gè)電廠的設(shè)備布置情況而定，相對來說，方案A比較經(jīng)濟(jì)合理，方案B更加可靠，投資費(fèi)用相對也高。

　　4.2冷卻

　　如果氣源的壓力比較低，天然氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后溫度一般比較高并需要經(jīng)過冷卻。一般壓縮機(jī)本體都帶有冷卻器，但只能冷卻到100℃左右，還需要用專門的冷卻器將天然氣冷卻到約50℃。

　　冷卻器一般采用水冷卻，并采用一開一備布置。

　　5結(jié)語

　　燃?xì)廨啓C(jī)的天然氣系統(tǒng)配置需要根據(jù)氣源狀況和整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)電廠的具體情況而定，才能作出一個(gè)*合理的選擇。