CN112610892B - 一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 - Google Patents
一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112610892B CN112610892B CN202011525113.5A CN202011525113A CN112610892B CN 112610892 B CN112610892 B CN 112610892B CN 202011525113 A CN202011525113 A CN 202011525113A CN 112610892 B CN112610892 B CN 112610892B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- emptying
- emergency
- natural gas
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
- F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/005—Protection or supervision of installations of gas pipelines, e.g. alarm
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/34—Hydrogen distribution
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法,包括上游干线、下游干线以及站场工艺系统,所述站场工艺系统设置有紧急放空系统,紧急放空系统用于高含氢天然气站场工艺系统在紧急工况下实现快速泄压,所述紧急放空系统与放空管路持续吹扫系统相连,所述放空管路持续吹扫系统在高含氢天然气管道正常运行时,用于持续向放空管路内提供密封气源,使紧急放空系统始终处于空气隔离状态,当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭放空管路持续吹扫系统,并开启紧急放空系统。本发明基于高含氢天然气爆炸范围广、自燃概率高等介质特点和站场紧急泄放的安全保障需求,通过放空管路持续吹扫系统、放空补偿系统形成安全、经济的放空安全保障体系,保障放空安全。
Description
技术领域
本发明属于氢能管道输送技术领域,特别涉及一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法。
背景技术
氢能是公认的清洁、高效能源,受氢能制取与氢能利用的地理位置差异影响,中长距离的氢能输送逐渐成为氢能高效利用的关键环节,其中,管道运输是热门选择和发展方向。目前,较为合适的氢能中长距离管道输送模式包括纯氢气管道输送、高含氢-天然气掺混管道输送和低含氢-天然气输送等,根据输送距离和可适配的氢能、天然气资源以及用户市场进行选择,均可对氢能利用提供足够的发展支撑。
其中,对于高含氢天然气输送管道,其主要用途为连接副产氢的乙烷制乙烯厂和下游化工厂用户或大口径管道混氢输送掺混点,输送富含氢气和少量甲烷的混合气体(典型的气体为氢气含量约为85%的甲烷氢),供下游化工厂进行气体分离后取用或注入天然气干线稀释后的混合输送。
高含氢天然气的危险特性兼具氢气和天然气的性质,且由于氢气含量较高,其点火能量、自燃温度等关键参数仍应按照氢气对应的特性考虑。特别地,氢气极低的点火能量极易在与金属摩擦过程中造成较大的气体点燃概率;且较低的自燃温度又进一步加剧自燃概率。因此,高含氢天然气在输送过程中,应针对上述特点,采取合适的措施,保障系统安全。
在高含氢管道输送系统中,需设置包括增压站、分输站或计量站等功能站场。对于密闭的输送系统,尽管前述氢气自燃条件远易于天然气,但由于缺乏含氧环境,发生燃烧的可能性极低。然而,在管道站场的泄放系统内,由于泄放阀隔断正常输送工艺系统和放空系统,且放空系统一端连接大气环境,在站场的非计划性泄放过程中,极有可能在放空系统中发生可燃介质与空气混合,存在放空系统中的介质以外点火燃烧可能,进而发生爆燃。同时,氢气还具有相比于天然气更快的燃烧速度,这也应该成为其安全操作关注的问题。
目前,鲜有针对高含氢天然气站场放空系统的专门报道,结合前述问题,有必要开展必要研究,探讨并提出保障高含氢天然气站场安全泄放的系统与方法。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种能够进一步完善高含氢管道输送安全技术的高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法。
本发明的主要技术思路是基于高含氢天然气的非计划性泄放需求,结合高含氢天然气的介质安全特征和常规天然气管道站场泄放方案,从放空系统空气隔离、放空介质干线补偿和高效点火等方面出发,保障高含氢天然气站场非计划性紧急泄放过程安全,避免发生放空系统内部爆燃、放空过程中后期回火等问题,并保证放空介质的点火效果。
本发明采用的技术方案是:
一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统,包括上游干线、下游干线以及站场工艺系统,所述站场工艺系统设置有紧急放空系统,所述紧急放空系统用于高含氢天然气站场工艺系统在紧急工况下实现快速泄压,并对泄放介质进行安全处理,其特征在于:所述紧急放空系统与放空管路持续吹扫系统相连,所述放空管路持续吹扫系统在高含氢天然气管道正常运行时,用于持续向放空管路内提供密封气源,使紧急放空系统始终处于空气隔离状态,当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭放空管路持续吹扫系统,并开启紧急放空系统。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其所述下游干线通过放空中后期介质补偿系统与紧急放空系统相连,所述放空中后期介质补偿系统用于在放空中后期从下游干线上取气,并向紧急放空系统内补充放空量,保持站场工艺系统的存气完全放空。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其所述紧急放空系统包括紧急泄放阀、紧急泄放管道、限流孔板、放空管道、阻火器以及放空火炬,所述紧急泄放管道连接站场工艺系统和限流孔板,用于提供泄放通道,所述紧急泄放阀设置在紧急泄放管道上,所述放空管道连接限流孔板和放空火炬,用于提供介质降压后的流动通道,所述阻火器设置在放空管道上。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其所述放空管路持续吹扫系统包括制氮与储氮模块、氮气调节阀以及氮气截断阀,所述制氮与储氮模块用于从空气中制取并储存氮气,所述制氮与储氮模块通过氮气管道由紧急泄放阀与限流孔板之间的管道接入,所述氮气调节阀和氮气截断阀依次设置在氮气管道上,所述氮气截断阀在站场的紧急放空系统启动后关闭。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其所述放空中后期介质补偿系统包括后期补偿取气管道、截断阀、调节阀以及注入管道,所述后期补偿取气管道连接下游干线和注入管道,所述注入管道与放空管道相连,所述截断阀和调节阀依次设置在后期补偿取气管道上,所述截断阀在放空管道内流量不足时开启。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其所述放空火炬与点火系统相连,所述点火系统包括自动点火系统、液化石油气瓶组以及液化石油气输送管道,用于高含氢天然气泄放时对放空介质进行点火,所述自动点火系统安装于火炬头上,所述液化石油气瓶组放置于放空火炬的底部,所述液化石油气输送管道连接液化石油气瓶组与火炬头,所述液化石油气输送管道末端靠近自动点火系统,通过自动点火系统点燃末端排出的气态液化石油气。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其还包括仪表监测系统,用于在在系统运行中进行信号检测,具体包括第一压力变送器、第二压力变送器以及流量变送器,所述第一压力变送器设置在靠近下游干线一侧的后期补偿取气管道上,所述第二压力变送器设置在靠近注入管道一侧的后期补偿取气管道上,所述流量变送器设置在放空管道上。
一种高含氢天然气管道站场安全泄放方法,其特征在于:具体为:
在高含氢天然气管道正常运行时,保持放空管路持续吹扫系统持续运行、保持紧急放空系统处于待用状态、保持点火系统处于待用状态、保持放空中后期介质补偿系统处于关闭状态;具体地,在放空管路持续吹扫系统的制氮与储氮模块中,周期性启动制氮系统,制取的氮气储存于储罐中,并连续从氮气调节阀和氮气截断阀中通过,供应放空管道,并从放空火炬出口排出,保持放空系统处于空气隔离状态;
当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭制氮与储氮模块和氮气截断阀,开启紧急放空系统,具体包括开启紧急泄放阀,打通工艺系统泄放通道;开启自动点火系统、液化石油气瓶组、液化石油气输送管道,提供助燃火焰,当流量变送器检测的流量低于设定值后,表示放空进入中后期,打开截断阀和调节阀,从下游干线中取气对放空管道介质进行补充,并通过控制调节阀的开度,保持放空总量;当工艺系统压力降至预定点后,关闭紧急泄放阀,随后快速关闭截断阀,完成高含氢天然气管道站场的安全泄放过程。
本发明所述的高含氢天然气管道站场安全泄放方法,其所述流量变送器的流量设定值为40%最高预测流量,补偿之后的放空管道内马赫数不低于0.15。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:基于高含氢天然气爆炸范围广、自燃概率高等介质特点和站场紧急泄放的安全保障需求,通过设置放空管路持续吹扫系统、二合一点火系统及放空中后期介质补偿系统和仪表监测系统等形成安全、经济的放空安全保障体系,保障放空安全。
具体表现为:
(1)设置科学
本发明针对高含氢天然气极易自燃、燃烧时火焰传递速度快的特点,为保障站场紧急非计划性放空的安全,设置了放空管路持续吹扫系统,通过在放空管道、放空火炬中持续吹扫氮气,实现放空系统的空气隔离,避免紧急泄放下,高含氢天然气进入放空系统后发生自燃,甚至爆燃;同时,设置了二合一点火系统,通过电子点火系统和辅助明火点火系统保障火炬出口的放空介质点燃概率;同时,设置了放空中后期介质补偿系统,保障站场系统顺利放空压力,且保障放空系统中介质具有足够的流速,避免站场系统放空过程中发生放空系统回火。
(2)经济性佳
本发明设置的放空管路持续吹扫系统采用的吹扫介质为氮气,鉴于紧急放空的非计划性特征,采用氮气作为吹扫介质具有获取较为便利的特点,同时,相对采用从干线中提取工艺介质(高含氢天然气)作为吹扫气,采用氮气作为吹扫介质,具有更为突出的长期运行经济优势,且避免持续点火燃烧造成对周围环境的热辐射影响。
(3)推动技术发展
本发明聚焦高含氢天然气管道的安全运行,符合氢能高效利用的发展规划,在相关公开资料较少的情况下,可作为有效推动该类输送模式的技术进步的支撑,在保障安全的情况下,具有良好的社会效益。
附图说明
本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明,其中
图1为本发明的原理示意图。
图中标记:1为上游干线,2为下游干线,3为站场工艺系统,11为紧急泄放阀,12为紧急泄放管道,13为限流孔板,14为放空管道,15为阻火器,16为放空火炬,21为制氮与储氮模块,22为氮气调节阀,23为氮气截断阀,31为后期补偿取气管道,32为截断阀,33为调节阀,34为注入管道,41为自动点火系统,42为液化石油气瓶组,43为液化石油气输送管道,51为第一压力变送器,52为第二压力变送器,53为流量变送器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义;实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1所示,一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统,包括上游干线1、下游干线2以及站场工艺系统3,所述站场工艺系统为高含氢管道站场正常运行的工艺系统,包括主工艺管道和设备,用于高含氢天然气管道输送的增压、分输或计量,因此,本申请中的站场工艺系统可包括增压工艺站场系统、分输工艺站场系统或计量工艺站场系统,其共同特征为设置了紧急泄放系统,用于在紧急工况下,提供站场管道与设备的紧急压力泄放功能,实现快速泄压,并对泄放介质进行安全处理,其主要包括露空管路和露空设备,所述上游干线和下游干线包括部分埋地管道和站内干线管道。
其中,所述紧急放空系统与放空管路持续吹扫系统相连,所述放空管路持续吹扫系统在高含氢天然气管道正常运行时,用于持续向放空管路内提供密封气源,使紧急放空系统始终处于空气隔离状态,当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭放空管路持续吹扫系统,并开启紧急放空系统,所述下游干线2通过放空中后期介质补偿系统与紧急放空系统相连,所述放空中后期介质补偿系统用于在放空中后期从下游干线2上取气,并向紧急放空系统内补充放空量,保持站场工艺系统3的存气完全放空,避免火炬系统由于放空量不足发生回火。
具体地,所述紧急放空系统包括紧急泄放阀11、紧急泄放管道12、限流孔板13、放空管道14、阻火器15以及放空火炬16,所述紧急泄放阀11设置在紧急泄放管道12上,所述紧急泄放阀为电动球阀,常关,在站场紧急停车后开启,对站场系统或设备的压力进行快速降低,所述紧急泄放管道12连接站场工艺系统3和限流孔板13,用于提供泄放通道,所述限流孔板尺寸根据系统操作压力、介质容积确定和紧急放空原则确定,用于限制最大放空量,所述放空管道14连接限流孔板13和放空火炬16,用于提供介质降压后的流动通道,由于高含氢天然气中的氢气具有逆焦汤特性,因此高压泄放后仍然采用碳钢材质,所述阻火器15设置在放空管道14上,用于防止泄放结束时发生火炬回火,优选防爆燃型阻火器;放空火炬16为高架火炬,高度按照最大放空量下火炬底部热辐射强度不超过4.73kW/m2,管径按照马赫数不超过0.3~0.4计算。
其中,所述放空火炬16与点火系统相连,所述点火系统主要用于在站场紧急泄放过程中,持续提供一级或二级点火源,在火炬头附近引燃被放空介质,并保障点火成功率,所述点火系统包括自动点火系统41、液化石油气瓶组42以及液化石油气输送管道43,所述自动点火系统41安装于火炬头上,在放空管道流量变送器检测值瞬时增大至参考放空量后启动,持续运行,所述液化石油气瓶组42放置于放空火炬16的底部,其包括至少一个液化石油气气瓶,采用隔热板进行保护,减缓火炬辐射或太阳辐射强度,液化石油气气瓶出口阀门设置电动截断阀,在放空管道流量变送器检测值瞬时增大至参考放空量后开启,所述液化石油气输送管道43连接液化石油气瓶组42与火炬头,管径为DN25,在末端设置有阻火器和止回阀,所述液化石油气输送管道43末端靠近自动点火系统41,通过自动点火系统41点燃末端排出的气态液化石油气。
具体地,所述放空管路持续吹扫系统包括制氮与储氮模块21、氮气调节阀22以及氮气截断阀23,所述制氮与储氮模块21用于从空气中制取并储存氮气,主要包括空压机、变压吸附制氮系统和氮气储罐,所述制氮与储氮模块21通过氮气管道由紧急泄放阀11与限流孔板13之间的管道接入,持续向放空管路提供密封气源,一方面起到驱替放空管路内可能存在的空气,一方面替代常规燃料气(高含氢天然气),所述氮气调节阀22和氮气截断阀23依次设置在氮气管道上,所述氮气调节阀为电动调节阀,控制调节后的氮气压力和氮气吹扫量,所述氮气截断阀为电动截断阀,常开,所述氮气截断阀23在站场的紧急放空系统启动后关闭。
具体地,所述放空中后期介质补偿系统主要用于利用下游干线存气,补充站场放空介质在放空中后期放空量大幅降低后的放空总量,避免火炬出口由于站场放空介质放空量降低而引起放空管道内部回火,其具体包括后期补偿取气管道31、截断阀32、调节阀33以及注入管道34,所述后期补偿取气管道31连接下游干线2和注入管道34,所述后期补偿取气管道管径为DN80或DN100,碳钢材质,设计压力与下游干线一致,所述注入管道34与放空管道14相连,所述截断阀32和调节阀33依次设置在后期补偿取气管道31上,所述截断阀为电动控制球阀,常关,所述截断阀32在放空管道14内流量不足时开启,所述调节阀为电动调节阀,用于调节所取补偿气的流量和压力,开度调节根据放空管道注入点压力和流量检测结果确定。
其中,在本系统中还包括仪表监测系统,用于对安全泄放过程中的泄放点、放空系统和补偿系统的压力和流量进行监测,具体包括第一压力变送器51、第二压力变送器52以及流量变送器53,所述第一压力变送器51设置在靠近下游干线2一侧的后期补偿取气管道31上,所述第二压力变送器52设置在靠近注入管道34一侧的后期补偿取气管道31上,所述流量变送器53设置在放空管道14上。
由此形成了一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统,可对高含氢天然气站场泄放过程的安全运行提供保障。
本发明的工作原理为:
(1)鉴于高含氢天然气具有较低的点火能量和自燃温度,以及较高自燃概率,在具有紧急泄放功能设置的站场上,需要考虑紧急泄放这种非计划性放空工况,采取措施阻止高含氢天然气在泄放过程中发生自燃或由此引发的爆燃。因此,设置了放空系统的空气隔离系统。具体地,优选采用氮气隔离的模式,替代高含氢天然气作为隔离气,其好处是氮气制造的成本较低,且隔离气可直接排入大气,相比于高含氢天然气,环保与经济优势明显。设置的氮气制取和储存模块可实现氮气间歇性制取与氮气持续供应,保障放空系统在非放空状态下获得连续的氮气供应,隔离空气。
(2)在紧急放空启动时,工艺系统通过放空管道开始泄压,设置的限流孔板可保障放空速率可控;设置的氮气截断阀立刻关闭,避免氮气与高含氢天然气掺混后影响其点燃概率;进一步地,在火炬头附近设置了电子点火系统和液化石油气供应系统,提供了连续电子点火源和能量更高的明火点火源,保障在高含氢天然气躯替放空管道中留存的氮气后,可被快速、高效点燃。
(3)在工艺系统放空至中后段时,由于放空量降低较为明显,考虑到高含氢天然气燃烧速度较快的特点,可能引起放空火炬出现回火,因此在干线上设置了放空介质补偿系统,通过调节阀控制取气量,保障放空管道内的介质流量相对稳定且避免回火,实现目标系统(工艺系统)的安全泄放。
同时,本发明还提出了一种高含氢天然气管道站场安全泄放方法,具体为:
(1)在高含氢天然气管道正常运行时,保持放空管路持续吹扫系统持续运行、保持紧急放空系统处于待用状态、保持点火系统处于待用状态、保持放空中后期介质补偿系统处于关闭状态;具体地,在放空管路持续吹扫系统的制氮与储氮模块中,周期性启动制氮系统,制取的氮气储存于储罐中,并连续从氮气调节阀和氮气截断阀中通过,供应放空管道,并从放空火炬出口排出,保持放空系统处于空气隔离状态;
(2)当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭制氮与储氮模块和氮气截断阀,开启紧急放空系统,具体包括开启紧急泄放阀,打通工艺系统泄放通道;开启自动点火系统、液化石油气瓶组、液化石油气输送管道,提供助燃火焰,以提高泄放的高含氢天然气点燃概率,当流量变送器检测的流量低于设定值后,具体地,所述流量变送器的流量设定值为40%最高预测流量,表示放空进入中后期,为防止放空系统发生回火,影响工艺系统持续放空,打开截断阀和调节阀,从下游干线中取气对放空管道介质进行补充,并通过控制调节阀的开度,保持放空总量,具体地,补偿之后的放空管道内马赫数不低于0.15;当工艺系统压力降至预定点后,关闭紧急泄放阀,随后快速关闭截断阀,完成高含氢天然气管道站场的安全泄放过程。
本发明并不局限于前述的具体实施方式,本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统,包括上游干线(1)、下游干线(2)以及站场工艺系统(3),所述站场工艺系统(3)设置有紧急放空系统,所述紧急放空系统用于高含氢天然气站场工艺系统(3)在紧急工况下实现快速泄压,并对泄放介质进行安全处理,其特征在于:所述紧急放空系统与放空管路持续吹扫系统相连,所述放空管路持续吹扫系统在高含氢天然气管道正常运行时,用于持续向放空管路内提供密封气源,使紧急放空系统始终处于空气隔离状态,当高含氢天然气管道站场紧急停运后,即高含氢天然气管道站场非计划性紧急泄放时,关闭放空管路持续吹扫系统,并开启紧急放空系统;
所述下游干线(2)通过放空中后期介质补偿系统与紧急放空系统相连,所述放空中后期介质补偿系统用于在放空中后期从下游干线(2)上取气,并向紧急放空系统内补充放空量,保持站场工艺系统(3)的存气完全放空。
2.根据权利要求1所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其特征在于:所述紧急放空系统包括紧急泄放阀(11)、紧急泄放管道(12)、限流孔板(13)、放空管道(14)、阻火器(15)以及放空火炬(16),所述紧急泄放管道(12)连接站场工艺系统(3)和限流孔板(13),用于提供泄放通道,所述紧急泄放阀(11)设置在紧急泄放管道(12)上,所述放空管道(14)连接限流孔板(13)和放空火炬(16),用于提供介质降压后的流动通道,所述阻火器(15)设置在放空管道(14)上。
3.根据权利要求2所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其特征在于:所述放空管路持续吹扫系统包括制氮与储氮模块(21)、氮气调节阀(22)以及氮气截断阀(23),所述制氮与储氮模块(21)用于从空气中制取并储存氮气,所述制氮与储氮模块(21)通过氮气管道由紧急泄放阀(11)与限流孔板(13)之间的管道接入,所述氮气调节阀(22)和氮气截断阀(23)依次设置在氮气管道上,所述氮气截断阀(23)在站场的紧急放空系统启动后关闭。
4.根据权利要求2所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其特征在于:所述放空中后期介质补偿系统包括后期补偿取气管道(31)、截断阀(32)、调节阀(33)以及注入管道(34),所述后期补偿取气管道(31)连接下游干线(2)和注入管道(34),所述注入管道(34)与放空管道(14)相连,所述截断阀(32)和调节阀(33)依次设置在后期补偿取气管道(31)上,所述截断阀(32)在放空管道(14)内流量不足时开启。
5.根据权利要求2所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其特征在于:所述放空火炬(16)与点火系统相连,所述点火系统包括自动点火系统(41)、液化石油气瓶组(42)以及液化石油气输送管道(43),用于高含氢天然气泄放时对放空介质进行点火,所述自动点火系统(41)安装于火炬头上,所述液化石油气瓶组(42)放置于放空火炬(16)的底部,所述液化石油气输送管道(43)连接液化石油气瓶组(42)与火炬头,所述液化石油气输送管道(43)末端靠近自动点火系统(41),通过自动点火系统(41)点燃末端排出的气态液化石油气。
6.根据权利要求4所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统,其特征在于:还包括仪表监测系统,用于在系统运行中进行信号检测,具体包括第一压力变送器(51)、第二压力变送器(52)以及流量变送器(53),所述第一压力变送器(51)设置在靠近下游干线(2)一侧的后期补偿取气管道(31)上,所述第二压力变送器(52)设置在靠近注入管道(34)一侧的后期补偿取气管道(31)上,所述流量变送器(53)设置在放空管道(14)上。
7.一种采用权利要求1至6中任意一项所述的高含氢天然气管道站场安全泄放系统的泄放方法,其特征在于:具体为:
在高含氢天然气管道正常运行时,保持放空管路持续吹扫系统持续运行、保持紧急放空系统处于待用状态、保持点火系统处于待用状态、保持放空中后期介质补偿系统处于关闭状态;具体地,在放空管路持续吹扫系统的制氮与储氮模块中,周期性启动制氮系统,制取的氮气储存于储罐中,并连续从氮气调节阀和氮气截断阀中通过,供应放空管道,并从放空火炬出口排出,保持放空系统处于空气隔离状态;
当高含氢天然气管道站场紧急停运后,关闭制氮与储氮模块和氮气截断阀,开启紧急放空系统,具体包括开启紧急泄放阀,打通工艺系统泄放通道;开启自动点火系统、液化石油气瓶组、液化石油气输送管道,提供助燃火焰,当流量变送器检测的流量低于设定值后,表示放空进入中后期,打开截断阀和调节阀,从下游干线中取气对放空管道介质进行补充,并通过控制调节阀的开度,保持放空总量;当工艺系统压力降至预定点后,关闭紧急泄放阀,随后快速关闭截断阀,完成高含氢天然气管道站场的安全泄放过程。
8.根据权利要求7所述的高含氢天然气管道站场安全泄放方法,其特征在于:所述流量变送器的流量设定值为40%最高预测流量,补偿之后的放空管道内马赫数不低于0.15。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011525113.5A CN112610892B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011525113.5A CN112610892B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112610892A CN112610892A (zh) | 2021-04-06 |
CN112610892B true CN112610892B (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=75245175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011525113.5A Active CN112610892B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112610892B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114413099A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-04-29 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | 一种天然气管道阀室抢修作业方法以及抢修作业装置 |
CN115507298B (zh) * | 2022-10-09 | 2023-06-23 | 北京中科富海低温科技有限公司 | 氢气排放装置及氢气排放系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2928864A1 (de) * | 1978-07-17 | 1980-02-07 | Electrolyser Corp Ltd | Verfahren zur einfuehrung von wasserstoff in eine gasleitung oder ein anderes unter druck stehendes gefaess |
CN110671605A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-10 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统及方法 |
CN111322521A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-23 | 中国石油工程建设有限公司 | 基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法 |
CN210831431U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-06-23 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1449464A (en) * | 1973-02-21 | 1976-09-15 | Exxon Research Engineering Co | Method and apparatus for distributing naturl gas |
CN211780238U (zh) * | 2020-02-17 | 2020-10-27 | 中国石油工程建设有限公司 | 基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统 |
CN111473253A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理方法 |
-
2020
- 2020-12-22 CN CN202011525113.5A patent/CN112610892B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2928864A1 (de) * | 1978-07-17 | 1980-02-07 | Electrolyser Corp Ltd | Verfahren zur einfuehrung von wasserstoff in eine gasleitung oder ein anderes unter druck stehendes gefaess |
CN110671605A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-10 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统及方法 |
CN210831431U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-06-23 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种混氢天然气管道阀室安全放空系统 |
CN111322521A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-23 | 中国石油工程建设有限公司 | 基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
适用于高/低压放空的新型火炬点火系统;任松等;《天然气与石油》;20160215;第34卷(第01期);23-25、39 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112610892A (zh) | 2021-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112610892B (zh) | 一种高含氢天然气管道站场安全泄放系统与方法 | |
JP4979615B2 (ja) | 燃焼器及び燃焼器の燃料供給方法 | |
WO2015127815A1 (zh) | 小型甲醇水制氢设备及其制氢方法 | |
CN201433236Y (zh) | 一种煤气加热炉用紧急停炉自动吹扫装置 | |
JP2003120350A (ja) | 燃料改質器を備えたガスエンジン | |
CN104534508B (zh) | 一种沼气安全燃烧控制装置及控制方法 | |
CN112432187A (zh) | 一种适用于高浓度有机废气处理的高功率表面燃烧系统 | |
CN202968509U (zh) | 一种应用于啤酒厂废水厌氧处理的沼气燃烧系统 | |
CN204345708U (zh) | 一种沼气安全燃烧控制装置 | |
SU981348A1 (ru) | Способ эксплуатации установок по газификации пылевидного топлива | |
EP2831500A1 (en) | Rapid gas exchange and delivery system | |
WO2019068369A1 (en) | FUEL CELL SYSTEM | |
CN205383616U (zh) | 一种适用于富乙炔火炬气的处理系统 | |
CN105299661B (zh) | 一种适用于富乙炔火炬气的处理系统及方法 | |
CN113982532B (zh) | 一种海上平台火炬气回收系统及方法 | |
US20190323464A1 (en) | Vent fuel handling assembly for a gas engine power plant and method of recovering vent fuel gas from a gas engine power plant | |
CN204437697U (zh) | Lng低温储罐稳压保护装置 | |
CN112050081B (zh) | 一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置 | |
KR101302012B1 (ko) | 수소 혼합연료 공급장치 및 이를 포함하는 선박 | |
CN204459775U (zh) | 用于可燃气放散管道防回火的装置 | |
EP2715208B1 (en) | Method and system for treating cargo vapors from crude oil and petroleum products tanks to produce electricity | |
CN207729241U (zh) | Lng、bog、eag空温式气化供气系统装置 | |
CN201462811U (zh) | 内焰式沼气燃烧器 | |
CN220911444U (zh) | 甲醇掺氢燃烧系统 | |
CN105674319A (zh) | 基于氨气和氧气的复合燃料系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |