一种替代索拉燃驱压缩机组密封氮气供给系统的方法与流程

1.本发明涉及天然气管道保护技术领域，尤其是涉及一种替代索拉燃驱压缩机组密封氮气供给系统的方法。


背景技术：

2.目前天然气管道运用了相当数量的索拉燃驱压缩机组，这么多索拉压缩机组在启停机过程中，为了确保干气密封不受损坏，仍然是采用了瓶装氮气进行密封，而且在机组起停期间必须是专人在但期间进行调整，调整不及时就容易出现造成机组的干气密封损坏。
3.现有的管道离心压缩机组干气密封系统介绍：干气密封系统的气源一般来自压缩机出口汇管或压缩机出口管线，气体经过过滤器过滤杂质和液态物质后，通过加热器将密封气温度加热到适合范围，再经过调压阀调压后，进入干气密封；（1） 密封气过滤单元，密封气过滤单元它是干气密封控制系统的核心，工艺气体通过过滤单元进入干气密封，保证密封面不受颗粒杂质的损坏，为干气密封长周期运转提供保障，过滤单元由两个过滤器并联组成，正常情况下，两个过滤器一用一备，保证过滤单元能连续使用，过滤单元的过滤精度小于3微米，保证经过滤器的气体能顺利通过密封端面而不会对端面造成损伤，过滤器设有压差显示，当压差超过一定值时，必须更换滤芯，保证过滤气体的过滤质量；（2）密封气压力调节和流量控制单元，该系统的功能主要是调节干气密封压力、监控密封气流量，确保密封气压力大于压缩机腔体内压力；（3）干气密封泄漏控制单元，通过对密封泄漏量的监测来确认干气密封是否运转正常，当干气密封的泄漏量超过一定值时，监控系统认为密封已经失效，系统发出报警信号，保证机组运转安全，该控制系统是通过对密封一次泄漏压力的监测来完成对密封运行状态的监控的，其监控过程如下，主密封泄漏的工艺气体通过一次泄漏口排向放空管，在一次泄漏和放空管之间设有限流孔板，干气密封一次泄漏的流量由限流孔板前后压差显示，在压力稳定的情况下，孔板前压力直接反映了密封的一次泄漏量，正常情况下，干气密封的泄漏量应该非常稳定，因此控制系统的一次泄漏压力也应该稳定，一次泄漏压力过高，表明主密封泄漏量增加，一次泄漏压力过低，表明二级密封泄漏量增加，当一次泄漏量达到连锁值时，机组保护停车，保证生产的安全；（4）密封隔离气单元，干气密封外侧是压缩机轴承，隔离气主要流过干气密封和轴承之间，通过注入低压氮气或仪表风将润滑油密封在轴承腔内，使干气密封与轴承润滑油隔离，防止干气密封受润滑油的影响，同时，隔离气可将二级密封泄漏出的微量工艺气体带走排空；（5）干气密封增压系统，对于干气密封主密封气，要求必须清洁、干燥,不带固体颗粒、水汽及凝液，同时要求主密封气在压缩机启停机的整个过程中，要始终保持其压力高于压缩机密封腔参考气压力一定的范围，这样才能让主密封气以一定的流量可靠注入密封腔，隔绝压缩机内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工
作，但是，在压缩机启机和停机阶段，主密封气的气源压力不足，低于压缩机缸体内的压力，主密封气无法向干气密封动静环注入，缸体内的工艺气体甚至会倒灌到干气密封中，有可能对干气密封造成污染，进而影响到干气密封的正常运行甚至损坏干气密封，因此配置了增压系统，来提供满足干气密封启停机阶段需要的主密封气的压力和流量（6）主密封气加热单元，主密封气经过增压撬过滤器后，绝大部分的冷凝介质会被分离出来，但是通过增压撬后气体还会经过比较长的一段管路才进入密封腔，在经过这段管路时气体温度会进一步降低，而且气体经减压后的节流膨胀效应也会造成温度的下降，可能会重新出现微量的液体，所以，为最大可能的保证密封气不出现带液的情况，在气体进入密封腔前还配置了电加热器，对降温后的气体再进行加热，使其远离露点，增加了干气密封运行的可靠性。
4.上述中的现有技术方案存在以下缺陷：目前状态下启机时首先使用高压氮气进行密封，必须保证氮气罐压力大于管线天然气压力0.4mpa以上，氮气供气时间在npt（动力涡轮转速）达到20%时打开氮气供气阀，压力比压缩机出口压力要高0.4mpa以上，当ngp（燃气发生器转速）达到85%，压缩机组待载成功后，关氮气供气阀，打开压缩机出口工艺气供气阀，切换为高压工艺气密封，启机一次消耗3瓶高纯氮气，两个手动球阀距离较远，故启机时需要多人配合操作方可正常启机，浪费人力且误操作概率大，且不能实现站控室及北调一键启、停机组，同时操作手动调节阀控制密封气压力时波动较大，易发生密封气压力不足导致压缩机组启机失败，如启机失败或其他原因导致短期内多次启机，存在因消耗大量高压氮气导致氮气储备量不足，无法启机的隐患，高压氮气长期储存存在安全隐患，靖边县自然环境相对恶劣，长期高气温差可能对氮气钢瓶材质带来影响，降低钢瓶质量，高温天气或阳光直射还可能导致气瓶爆炸。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种可以对索拉燃驱压缩机进行密封控制和报警的替代索拉燃驱压缩机组密封氮气供给系统的方法。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种替代索拉燃驱压缩机组密封氮气供给系统的方法，其步骤如下：s1：配置气体增压和过滤单元，干气密封气气源来自压缩机组工艺气，其处理装置应具备有气体增压、过滤等级功能，至少包含工艺气增压单元和过滤净化单元，压缩机开停车时达到增压泵启动条件后，增压系统可确保有足量的密封气充入到密封腔，满足一键自动启机需求，增压系统放置在原干气密封气源之前，正常情况下经增压泵旁路进入原干气密封系统，对现有干气密封系统无任何影响；s2：配置相关仪表，为满足干气密封调节系统自动控制功能，需增加相关仪表检测关键参数传至压缩机控制系统，设置控制及报警信号，并在现有压缩机组控制逻辑中增加干气密封调节系统控制内容，站控plc系统需增加控制逻辑，由于机组的npt与ngp均通过msg功能块从压缩机组的ab plc传送至站控系统的ab plc，故只需将gcu系统的启动信号、停止信号、状态信号以及相关报警信号上传至站控plc系统；s3：现场改造安装，改造范围包括增加实际管线及仪表连接，索拉机组程序增加干气密封增压撬部分内容，并对整体进行安装：
a1，浇筑干气密封增压撬基础，并提前埋入增压撬固定螺栓；a2，待基础完全凝固后，将增压撬运至基础上，根据现场实际尺寸，确认管线走向及装配位置，预制、焊接所需管线和法兰；a3，安装预制管线；a4，制作安装仪表底座及装配仪表；a5，检查仪表接线，修改机组程序，索拉机组启机试运行干气密封增压撬；s4：干气密封增压撬管线连接；b1：干气密封增压系统天然气进气口与压缩机组出口工艺气连接、干气密封增压系统天然气出气口与压缩机干气密封系统入口连接，将压缩机组出口工艺气管线、氮气管线和干气密封系统入口管线连接三通拆除，用盲板封堵氮气管线，将出口工艺气管线与增压撬增压系统天然气进口管线相连接，将增压撬增压系统天然气出口管线与机组干气密封入口管线相连接；b2：干气密封动力气引自现场仪表风管线，通过将现场仪表风预留管线改造，引出一路仪表风管线与干气密封动力气管线相连；b3：干气密封增压撬增压系统天然气放空管线与原压缩机就近放空管线相连接，通过将原放空管线短接焊接三通方式，使增压撬放空管线进入压缩机放空管线系统；b4：干气密封增压撬排污管线采用就地排污方式，在排污阀后引出排污管；s5：干气密封增压撬仪表连接，索拉机组仪表接线箱内有1组备用电源线和2组备用信号线缆，满足干气密封增压撬仪表连接需求；c1：在原机组仪表排上增加新的差压变送器（pdt-0181），用于测量传送一级密封气与平衡腔差压数据，该差压变送器信号线由机组仪表接线箱备用线引出，该差压变送器两侧差压由原机组测量一级密封气与平衡腔差压差压表（pdi-967-1）差压管线处引出；c2：干气密封增压撬动力气通断电磁阀（sv-0182）安装在增压撬动力气管线上，其电源线由机组仪表接线箱备用线引出；c3：干气密封增压撬流量变送器（ft-0181）安装在增压撬天然气增压后出口管线上，其仪表线由机组仪表接线箱备用线引出；s6：索拉机组程序调整；d1：增加增压泵报警条件，一级密封气与平衡腔差压低（小于等于0.1mpa），报警；d2：增压泵启动条件，一级密封气与平衡腔差压低（小于等于0.1mpa）且机组入口压力正常（大于等于0.1mpa），增压撬动力气入口电磁阀打开，增压泵启动；d3：增压泵停止条件，一级密封气与平衡腔差压正常（大于0.25mpa）和机组入口压力低（低于0.1mpa）两个条件满足一个，增压撬动力气入口电磁阀关闭，增压泵停止；d4：增压泵运行指示，增压泵后流量大于200nm3/h，则显示增压泵正常运行；d5：增压泵停止指示，增压泵后流量小于50nm3/h，则显示增压泵停止运行；s7：调试并运行；e1：增压撬压缩空气动力源调试，检查压缩空气动力气管线外观连接是否良好，对气路进行吹扫，对气路进行升压检漏，检查到达调压撬的动力气源压力能否满足气泵要求；e2：增压撬密封气进工艺管线调试，检查增压撬密封气进工艺管线外观连接是否良好，对工艺气路分别升压至1mpa、3mpa、实际压力分别稳压5分钟进行检漏；
e3：新装一级密封气与平衡差压变送器（pdt-0181）调试检查变送器接线是否正常，变送器送电后现场显示是否正常，变送器是否已校验；e4：新增增压撬调试，1）检查增压撬是否外观连接良好，撬上设备均完好无损伤；2）撬上差压式流量变送器接线是否正常，变送器送电后现场显示是否正常，变送器是否已校验；3）增压撬分别升压至1mpa、3mpa、实际压力分别稳压5分钟对各管路进行检漏；4）检查动力气截断电磁阀接线是否正常，能否正常开启关闭；5）检查两个增压泵能否正常工作；6）检查撬上安全阀是否已校验；e5：新增程序功能调试，检查新增控制增压泵启停的逻辑能否正常执行，上位机接收到的反馈信号是否正常。
7.通过采用上述技术方案，对索拉机组增加一套gcu（gas conditioning unit，干气密封气处理装置）系统来代替原有的高压氮气密封系统，在站控scada系统的下位机plc程序内对启动/停止gcu的逻辑进行编程控制，修改完善索拉机组控制程序，实现机组干起密封气的自动调节，并利用在站控plc和压缩机组plc之间增加2组硬信号线实现远程一键启停压缩机组功能，从而摆脱索拉燃驱压缩机组干气密封气系统只能靠人为手动调节，实现机组启动的全面自动化。
8.进一步地，所述s2中配置相关仪表过程具体为利用站控plc系统的di模块上的两个输入通道，接上2组（4根）控制线输出两个数字量信号至机组控制系统预留的远程启机、远程停机的预留端子上，中间分别加上1个继电器（共计需2个）使站控plc和机组plc电源独立。
9.通过采用上述技术方案，索拉燃驱机组启、停阶段干气密封气的自动调节，完善索拉机组控制程序，实现机组干气密封气的自动控制，摆脱索拉燃驱压缩机组干气密封气系统只能靠人为手动调节，实现机组的一键启动。
10.进一步地，所述s3现场改造安装中干气密封增压撬管线连接，包括：所述干气密封增压系统天然气进气口与压缩机组出口工艺气连接，所述干气密封增压系统天然气出气口与压缩机干气密封系统入口连接，所述干气密封增压系统动力气入口与现场仪表风连接，所述干气密封增压系统天然气放空与压缩机放空管线连接，所述干气密封增压撬加设排污管线。
11.通过采用上述技术方案，通过使用增压系统可确保有足量的密封气充入到密封腔，满足一键自动启机需求，增压系统放置在原干气密封气源之前，正常情况下经增压泵旁路进入原干气密封系统，对现有干气密封系统无任何影响。
12.进一步地，所述s3现场改造安装中干气密封增压撬仪表连接，包括机组仪表接线箱引出线缆与新增差压变送器连接，同时该压差变送器两侧差压由原索拉机组差压表处引出，所述机组仪表接线箱引出线缆与干气密封增压系统控制动力气通断电磁阀连接，所述机组仪表接线箱引出线缆与增压泵后流量变送器（通过差压计算）连接。
13.通过采用上述技术方案，增加相关仪表检测关键参数传至压缩机控制系统，设置控制及报警信号,并在现有压缩机组控制逻辑中增加干气密封调节系统控制内容。
14.进一步地，所述s3现场改造安装中索拉机组程序增加干气密封增压撬部分内容，包括增加增压泵报警条件、增压泵启动条件、增压泵停止条件、增压泵停止条件和增压泵运行指示。
15.通过采用上述技术方案，结合索拉燃驱压缩机组的干气密封气的相关要求，对索拉燃驱压缩机组的控制程序进行修改，实现控制程序对性优化的干气密封气源的自动控制和自动调节。
16.综上所述，本发明的有益技术效果为：1、采用了干气密封气处理装置系统代替原有的高压氮气密封系统，以达到启机过程不需人为进行操作的目的，进而达到一键启机的目的，在站控plc和压缩机组plc之间增加一组远程启机的硬信号线实现远程启机功能，增加一组远程停机的硬信号线实现远程停机功能，产生远程一键启机的效果；2、采用了天然气作为干气密封气源，替换现有的外置氮气系统，分析研究利用通过处理调解后的天然气作为干气密封的密封气源替代瓶装氮气，实现索拉燃驱压缩机组的安全可靠运行，产生安全稳定运行的效果；3、结合索拉燃驱压缩机组的干气密封气的相关要求，对索拉燃驱压缩机组的控制程序进行修改，实现控制程序对性优化的干气密封气源的自动控制和自动调节，产生自动控制调节的效果。
附图说明
17.图1为本发明 guc控制系统增压系统撬pid示意图；图2为本发明 gcu控制系统逻辑图示意图；图3为本发明 站控plc系统新增控制逻辑示意图一；图4为本发明 站控plc系统新增控制逻辑示意图二；图5为本发明 站控plc系统新增控制逻辑示意图三。
具体实施方式
18.以下对本发明作进一步详细说明。
19.一种替代索拉燃驱压缩机组密封氮气供给系统的方法，其特征在于：其步骤如下：s1：配置气体增压和过滤单元，干气密封气气源来自压缩机组工艺气，其处理装置应具备有气体增压、过滤等级功能，至少包含工艺气增压单元和过滤净化单元，压缩机开停车时达到增压泵启动条件后，增压系统可确保有足量的密封气充入到密封腔，满足一键自动启机需求，增压系统放置在原干气密封气源之前，正常情况下经增压泵旁路进入原干气密封系统，对现有干气密封系统无任何影响，利用站控plc系统的di模块上的两个输入通道，接上2组（4根）控制线输出两个数字量信号至机组控制系统预留的远程启机、远程停机的预留端子上，中间分别加上1个继电器（共计需2个）使站控plc和机组plc电源独立；s2：配置相关仪表，为满足干气密封调节系统自动控制功能，需增加相关仪表检测关键参数传至压缩机控制系统，设置控制及报警信号，并在现有压缩机组控制逻辑中增加干气密封调节系统控制内容，站控plc系统需增加控制逻辑，由于机组的npt与ngp均通过msg功能块从压缩机组的ab plc传送至站控系统的ab plc，故只需将gcu系统的启动信号、
停止信号、状态信号以及相关报警信号上传至站控plc系统；s3：现场改造安装，改造范围包括增加实际管线及仪表连接，所述干气密封增压系统天然气进气口与压缩机组出口工艺气连接，所述干气密封增压系统天然气出气口与压缩机干气密封系统入口连接，所述干气密封增压系统动力气入口与现场仪表风连接，所述干气密封增压系统天然气放空与压缩机放空管线连接，所述干气密封增压撬加设排污管线，索拉机组程序增加干气密封增压撬部分内容，干气密封增压撬仪表连接，包括机组仪表接线箱引出线缆与新增差压变送器连接，同时该压差变送器两侧差压由原索拉机组差压表处引出，所述机组仪表接线箱引出线缆与干气密封增压系统控制动力气通断电磁阀连接，所述机组仪表接线箱引出线缆与增压泵后流量变送器（通过差压计算）连接，索拉机组程序增加干气密封增压撬部分内容，包括增加增压泵报警条件、增压泵启动条件、增压泵停止条件、增压泵停止条件和增压泵运行指示，并对整体进行安装：a1，浇筑干气密封增压撬基础，并提前埋入增压撬固定螺栓；a2，待基础完全凝固后，将增压撬运至基础上，根据现场实际尺寸，确认管线走向及装配位置，预制、焊接所需管线和法兰；a3，安装预制管线；a4，制作安装仪表底座及装配仪表；a5，检查仪表接线，修改机组程序，索拉机组启机试运行干气密封增压撬；s4：干气密封增压撬管线连接；b1：干气密封增压系统天然气进气口与压缩机组出口工艺气连接、干气密封增压系统天然气出气口与压缩机干气密封系统入口连接，将压缩机组出口工艺气管线、氮气管线和干气密封系统入口管线连接三通拆除，用盲板封堵氮气管线，将出口工艺气管线与增压撬增压系统天然气进口管线相连接，将增压撬增压系统天然气出口管线与机组干气密封入口管线相连接；b2：干气密封动力气引自现场仪表风管线，通过将现场仪表风预留管线改造，引出一路仪表风管线与干气密封动力气管线相连；b3：干气密封增压撬增压系统天然气放空管线与原压缩机就近放空管线相连接，通过将原放空管线短接焊接三通方式，使增压撬放空管线进入压缩机放空管线系统；b4：干气密封增压撬排污管线采用就地排污方式，在排污阀后引出排污管；s5：干气密封增压撬仪表连接，索拉机组仪表接线箱内有1组备用电源线和2组备用信号线缆，满足干气密封增压撬仪表连接需求；c1：在原机组仪表排上增加新的差压变送器（pdt-0181），用于测量传送一级密封气与平衡腔差压数据，该差压变送器信号线由机组仪表接线箱备用线引出，该差压变送器两侧差压由原机组测量一级密封气与平衡腔差压差压表（pdi-967-1）差压管线处引出；c2：干气密封增压撬动力气通断电磁阀（sv-0182）安装在增压撬动力气管线上，其电源线由机组仪表接线箱备用线引出；c3：干气密封增压撬流量变送器（ft-0181）安装在增压撬天然气增压后出口管线上，其仪表线由机组仪表接线箱备用线引出；s6：索拉机组程序调整；d1：增加增压泵报警条件，一级密封气与平衡腔差压低（小于等于0.1mpa），报警；
d2：增压泵启动条件，一级密封气与平衡腔差压低（小于等于0.1mpa）且机组入口压力正常（大于等于0.1mpa），增压撬动力气入口电磁阀打开，增压泵启动；d3：增压泵停止条件，一级密封气与平衡腔差压正常（大于0.25mpa）和机组入口压力低（低于0.1mpa）两个条件满足一个，增压撬动力气入口电磁阀关闭，增压泵停止；d4：增压泵运行指示，增压泵后流量大于200nm3/h，则显示增压泵正常运行；d5：增压泵停止指示，增压泵后流量小于50nm3/h，则显示增压泵停止运行；s7：调试并运行；e1：增压撬压缩空气动力源调试，由于连接的压缩空气管线多年未使用，对气路与增压撬连接处法兰解开进行吹扫排污，吹扫之始气路中有污水排出，吹扫3分钟后管路里气质保持干净，吹扫结束；e2：增压撬密封气进工艺管线调试，检查增压撬密封气进工艺管线外观连接是否好，对工艺气路分别升压至1mpa、3mpa、实际压力分别稳压5分钟进行检漏；e3：新装一级密封气与平衡差压变送器（pdt-0181）调试，现场检查变送器接线正常，能与机柜间供电接线正确对应；机柜间为变送器送电后现场显示正常，且在校验有效期内；e4：新增增压撬调试，1）检查增压撬是否外观连接良好，撬上设备均完好无损伤，检查压缩空气动力气管线外观连接是否良好，对气路进行吹扫，对气路进行升压检漏，检查到达调压撬的动力气源压力能否满足气泵要求；2）撬上差压式流量变送器接线是否正常，变送器送电后现场显示是否正常，变送器是否已校验；3）增压撬分别升压至1mpa、3mpa、实际压力分别稳压5分钟对各管路进行检漏；4）检查动力气截断电磁阀接线是否正常，能否正常开启关闭；5）检查两个增压泵能否正常工作；6）检查撬上安全阀是否已校验；e5：新增程序功能调试，检查新增控制增压泵启停的逻辑能否正常执行，上位机接收到的反馈信号是否正常，在机组plc新增增压泵启停的控制逻辑控制后，启动机组，启机过程中增压撬能在启动逻辑条件满足后正常启动，能在停止逻辑满足后正常停运，控制逻辑功能测试正常。
20.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。