关键词：燃气轮机、压缩机、增压、预调试
前言:沙特MGS燃气增压站项目为山东基建总公司EPC总承包的项目，属于远距离燃气输送的配套项目，业主为沙特阿美石油公司，施工范围包括3#站和5#站两个燃气增压站内所有的设备和工艺系统的建筑和安装。按照规划，3#站为3条进、出气主干线，5#站为2条进、出气主干线，该项目投运后可增加输送能力9.6 MMSCFD（亿标准立方英尺）（1MMSCFD = 283万立方米）。
1 系统概述
1.1 主工艺系统
1.1.1 收发球系统
在输气管线安装完成投产前和管线输气运行之中，都要进行通球清管，以清除管线内因各种原因而积存的液固杂质，改善天然气品质，提高输气效率，保证安全稳定供气。
1.1.2 黑粉过滤系统
每组黑粉过滤系统由1台旋风过滤器和2台卧式过滤器组成。旋风过滤器是依靠离心力的作用将天然气中的固体杂质颗粒降低到10μm，卧式过滤器是通过滤芯过滤，将天然气中的固体杂质颗粒进一步降低到2μm，以保证天然气清洁度。
1.1.3 燃气压缩机系统
3#站将建设7台燃气压缩机（5运2备），5#站将建设5台燃气压缩机（4运1备）。每台燃气压缩机主要由燃气轮机和离心式压缩机组成，是燃气增压站的核心部件，也是实现天然气增压的关键设备；另外每台燃气压缩机配一套矿物油、合成油和液压启动系统，为燃气压缩增压提供润滑和启动盘车时使用。
1.1.4 空冷冷却系统
经过燃气压缩机压缩的天然气温度急剧升高，为控制燃气压缩机出口天然气温度在规定范围内，3#站和5#站都采用空气冷却装置对天然气进行降温处理。每台燃气压缩机配置10台空冷，空冷的开启与关闭数量与冷却后的天然气温度高低有关。
1.1.5 燃料气系统
燃料气取气来自进出站场的天然气主管线，有以下作用：
（1）燃气压缩机提供燃料气；
（2）为火炬点火系统提供燃料气；
（3）对火炬系统进行吹扫，保证火炬主管道为微正压。
1.1.6 火炬系统
在天然气引入燃气增压站之前，利用引入越站（即旁路）管线的天然气来点燃火炬系统的其中一个火炬（共2个火炬），确保燃气增压站内安全释放或应急排空的天然气进入到火炬系统能随即着火燃烧，安全地处理任何碳氢气体。
1.2 附属系统
主要附属系统有：压缩空气系统、氮气系统、原水系统、饮用水系统、电源系统。
2 燃气增压站流程简图
3 燃气增压站增压原理
3.1 燃气轮机的工作原理
燃气轮机以气体(通常以空气)为工质,工质首先被吸入压气机内部进行压缩,压气机排出的高压工质进入燃烧室内部,与喷入的燃料进行混合并燃烧增温,燃烧室出来的高温高压气体驱动透平做功,使热能转变为机械能,从而推动离心式压缩机等动力机械,达到为管束天然气增压的目的。
3.2 离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机是管道输送常用的一种增压装置，属于被驱动式机械。它具有流量大、转速高、结构紧凑、运转可靠等优点。离心式压缩机的工作原理是依据气体动力学的原理，利用机器的做工元件，即高速回转的叶轮对气体做工，使气体压力在离心力场中得到提高，同时动能增加，随后在扩张的流道中，这部分动能又转变为静压能，从而使气体压力进一步提高。
4 燃气增压站里程碑界定
4.1 预调试
预调试一般为设备和设施的静态测试，是在机械完工和将天然气引入设施之前，对系统内设备进行测试和检查，包括正确安装、系统的完整性检查、以及设备承受压力的能力等。
4.2 调试
调试是在机械完工后对整个设施进行的实时动态检测。在调试过程中，天然气体、原料、液体等介质将被引入设施（或部分设施）中。通过调试可以证明项目设计、施工与供应的设备是否满足安全的设计要求，一般为设备、设施的动态测试及和系统工况修正调整。
4.3 启动
启动是增压站完成设施调试后、开始商业运营之前经历的一个过渡阶段，其中包括连接这两个阶段的所有工作内容，在此阶段天然气将进入工艺系统的全流程、完成增压站设计输送运行状态。启动阶段中的关键步骤包括系统的最终验证和性能测试。
5 燃气增压站预调试
燃气增压站预调试的工作，基本上分为两个部分：一部分为程序文件的编制，最终批复的程序文件用于指导现场工作；另一部为现场预调试工作的实际开展。
在开展燃气增压站现场预调试工作之前，相应的安装工作应该全部完成，并且必须通过山东基建总公司聘请的监理和业主方聘请的监理的验收，将相应的验收文件及时附入预调试文件包；同时每一项现场预调试工作都需要经过以上两方监理以及业主工程部和运行单位的验收，最终签字确认，才能继续下一项预调试工作的开展。
按照现场预调试工作内容可化分为工艺机械（机务）预调试、仪表及通信（热工）预调试、电气预调试以及其他预调试。本文主要介绍工艺机械（机务）预调试，其他专业的预调试工作内容及调试方法与常规的燃煤机组大同小异，不再细述。
5.1 工艺机械（机务）预调试工作内容及流程
5.1.1 工艺管线的预调试
水压试验完成后的干燥、充氮保压封存，润滑油管线的化学清洗和油冲洗，管线的恢复和最终完整性检查；站内管线和连接设备的泄漏测试，已经泄漏测试结束后的氮气置换。
即：吹扫清洁→水压试验→除液干燥→静态检查测试→完整安装→泄漏试验→氮气置换。
站内其他的管线（空气、氮气等）预调试：气压试验完成后管线的恢复和最终完整性检查；站内管线和连接设备的泄漏测试。
即：吹扫清洁→压力试验→静态检查测试→完整安装。
5.1.2 机械设备的预调试
站场内的机械设备分为动设备和静设备，静设备预调试内容包括最终完整性检查和泄漏测试；动设备包括最终完整性检查，单体运转（电机）功能测试等。
5.2 工艺机械（机务）预调试控制
5.2.1 水压试验
主要是对管道自身强度进行检验，根据现场管道连接安装情况可分段进行水压试验，水压试验之前先对管道进行吹扫或者人工清理，然后将施压管段进行封闭，注水、升压，达到试验压力后稳定30分钟，压力稳定无泄漏即合格。
5.2.2 除液干燥
水压试验合格后的管道在放水结束后，用干燥的压缩空气对管道进行吹扫干燥，一直待排气口的露点小于-1°C即为合格，然后按要求对管线进行充氮保护。
5.2.3 泄漏测试
泄漏测试采用的介质为氮气或是洁净干燥的空气。
泄漏测试是在全部测试完成，所有阀门、附件、仪表原件、安全阀、过滤器等达到了完整安装后进行；考虑到整个站的系统比较庞大，通常采用分段、分区、分步的方式进行泄漏测试，采用逐级升压分段检查，当达到试验压力后稳压30分钟，压力稳定无泄漏后将系统压力降至0.068Kg）,对法兰连接处、阀门密封处、仪表接口处、螺纹连接处、接口封闭处喷涂泡沫发生剂进行仔细检漏，未发现泄漏点即为合格。
5.2.4 氮气置换
采取分段、分区、分步的方式进行，采用从起始端到尾端的流程，在尾端进行空气的放空，在完成一段的完全置换后，对所有放空和排污口进行短时开阀氮气吹扫。同时分点逐步检测氮气的含量，以含氧量检测仪对监测点进行测试，连续测试3次含氧量在2%以下时为合格。
结语:与其他行业建设相对比，天然气输送为高危险行业，天然气的危险在于易燃易爆，因此对天然气增压站安装完成和调试间的预调试过程控制更为严谨，必须严格按照工艺流程及业主要求的标准执行，才为燃气增压站下一步的调试、启动工作安全顺利进行打下坚实的基础。
论文作者:董庆欣
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
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