浅析天热气压气站余热发电—烟风管道施工技术

摘要：近年来，各类余热发电项目作为废热综合利用工程，为社会、企业带来了巨大的环保效益和经济效益，也得到了政府各部门的大力支持。本文主要说明了天热气压气站余热发电中烟风管道施工中的技术难点与技术解决方案。

关键词：压气站；余热利用；施工技术

中图分类号： TE89 文献标识码：A一、施工中的技术难点

1合理避让压气站内天然气管线问题

压气站内地下有天然气管线，在图纸设计前，应首先确认站内天然气管线位置，确保烟风管道支架基础与天然气管线距离5米以上。在施工过程中，根据管线埋深及45°传力原理，施工机械及大件吊装物等不允许位于管线两侧埋深距离以内，以防止发生天然气管线的变形甚至泄露造成的危险。

2动火作业安全措施问题

本工程烟风管道安装大部分采用焊接连接方式，需在压气站内进行动火作业，动火作业又分为压缩机房内动火和压缩机房外动火，按照中石油西气东输相关管理规定，前者属于二级动火作业，后者属于三级动火作业，由于压气站的作用是对易燃易爆天然气进行加压输送，属于一级防火单位，对动火作业管理非常严格，因此在动火作业过程中，应严格采取有效的安全措施，防止因动火造成起火或爆炸事故。

3烟风管道对口问题

烟风管道制作过程中，需要对管道焊缝进行焊接，焊接过程中会产生局部变形，造成烟道吊装后错口现象，另外，制作尺寸错误也是造成错口现象的原因之一。本工程烟风管道口径较大（3820mm），为尽量降低成本，采用8mm厚钢板做为筒体，并每隔2000mm设置一道筋板，但由于风管制作完成后长时间存放，导致圆口变形，在对口时就会产生错口现象。烟风管道支架安装后，其上部管托标高及各向尺寸既已确定，在烟风管道吊装后，如烟风管道支架未进行联合找正，就会存在吊装后两段烟道错口现象。

4死口施焊问题

烟风管道是一个密闭的管道系统，最后一段管道吊装后，形成受限空间，其两端的内侧焊口在施焊时，如焊接产生的烟气无法顺利排出，会造成施工人员烟气中毒，甚至造成死亡事故，另外，最后一段管道对接后施焊时，内部需要有充足的照明措施。

5信号通讯问题

压气站余热发电项目建成后，需在压气站站控室和余热发电站集控室之间建立合理的信号通讯系统，使双方随时掌握对方设备运行情况，对双方机组运行的过程中，根据对方的相关信号，采取合理的操作，在保证双方机组运行安全的前提下，确保双方效益最大化。

二、技术解决方案

1合理避让站内天然氣管线的技术方案

烟风管道图纸设计前，应申请压气站相关人员，配合探明地下天然气管线的位置及埋深，并开挖探坑进行管线位置确认，防止烟风管道支架基础与天然气管线距离过近。烟风管道安装过程中，由于其自身的重量较重，需要使用吊车将其吊装就位，且吊装部位多，因此，在进行吊车选择时，应优先选用移动性能较好的履带吊。

在进行吊车站位区域选择前，应根据设计阶段探明的天然气管线位置，使用建筑用白灰在管线正上方、两侧进行标识，两侧距中心线的距离应不低于管线的埋深，使吊车站位时，其距离管线最近的点所产生的压力以45°角传递后由天然气管线下方穿过。确认好禁止标识后，测量禁止标识与压缩机房间的间距，根据吊装部位、吊物重量、吊装半径、扒杆距离、档杆高度等因素，综合计算并选择吊车车型，并查阅相应吊车的外形尺寸，确认该型吊车是否可站位与禁止标识与压缩机厂房之间的区域。

确认完吊车站位区域及吊车车型后，还应根据现场实际情况对设备存放区域进行合理规划，上述的禁止标识范围内应首先排除。

2信号通讯的技术方案

余热电站需提供并接入压气站站控室的信号包括三通阀门开关信号、三通阀门故障信号、余热锅炉、汽轮机运行、停止信号等，压气站需提供并接入余热电站集控室的信号包括两台燃气轮机的启、停信号。

由于压气站站控室的自控相关设备与余热电站自控相关设备通信协议不同，因此不能直接将相关信号引出或接入，为此，经中石油西气东输上海管道管理局相关专家与北京新金应利科技发展有限公司共同协商，决定由新金应利公司出资，在压气站站控室内增设一台操作员站并使用光纤、光电转换器、网线等完成自余热电站至压气站的信号传输。余热电站集控室值班人员可通过设置于三通阀门前的温度、压力远传测点对燃气轮机的启停等工作状态进行监视，无需再将线路接入压气站线路。为运行时压气站与余热电站相关值班人员进行及时有效的沟通，特在压气站站控室和余热电站集控室之间设置内部电话，确保燃气轮机发生故障需要停机或运行工况改变时，余热电站集控室值班人员能够根据压气站的要求及时进行相应操作。

三、合理化建议

为将压气站余热发电烟风管道安装难度尽量降低，危险源尽量减少，首先考虑在后续压气站设计、建设的同时，进行余热发电项目的设计、施工，且尽量将燃气轮机排烟烟囱自压缩机房侧面引出，已建成的压气站余热发电项目在设计阶段应仔细勘察现场情况，对压气站内的设备、设施、管线情况要有详细的了解后方可进行设计，防止施工过程中出现返工。

已建成的压气站与新建余热电站信号沟通方面，由于双方控制设备通信协议不同，且压气站内控制设备的改造成本较高，因此，应尽量减少双方设备、系统的交叉，采用独立控制系统的同时，用将余热电站一台安装加密软件的操作员站设置在压气站站控室内的方案，方便压气站操作人员随时监控余热电站侧的设备运行状态，余热电站侧操作人员通过阀前压力、温度等远传测点的信号分析确认压气站燃气轮机的运行状态。

压气站余热发电是利用燃气轮机的废热通过烟风管道将热烟气输送至余热锅炉并进行余热综合利用的，按照《石油天然气工程设计防火规范（GB50183-2004）》的相关要求，相邻企业厂矿与压气站安全距离应大于40米，这样一来，将造成烟风管道距离过长导致热能损耗严重，余热发电项目也就失去了建设意义，因此，建议将压气站和余热电站按照“两站一厂”的原则进行设计和施工。

烟风管道为钢制管道，余热发电项目建成后，将造成所有余热电站厂区的设备与压气站设备连为一体，这样一来，原压气站的阴极保护系统可能会超负荷运转，为此，建议在余热电站锅炉入口处增加绝缘法兰，将压气站与余热电站的设备完全隔离开。

参考文献

[1] 苗承武.输气管道压气站动力设备与节能工艺[M].北京：石油工业出版社，2004.

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