【正文】 ，計量準確度大大降低。對時差式氣體超聲流量計，小粒徑煤粉會影響超聲波的正常傳輸，無法實現(xiàn)時差的準確測量。選用 JJ2B系列可變電壓啟動控制柜，具有啟動轉矩大、所需啟動容量小的優(yōu)點，可少供電網(wǎng)絡的電壓波動和沖擊電流，使電機啟動平穩(wěn)。 本安電路的配線，必須做到與非本安電路的配線間不應發(fā)生混觸、靜電感應及電磁感應。 給排水及消防系統(tǒng) 給水系統(tǒng) 第 4章 污水處理及輔助系統(tǒng) 29 給水系統(tǒng)設計原則 給水系統(tǒng)的選擇，應根據(jù)戰(zhàn)場規(guī)模、生活、生產(chǎn)、消防等各項對水量、水質、水壓和水溫的要求，結合本工程污水處理回用以及當?shù)赝獠拷o水系統(tǒng)及水文地質條件等因素綜合分析比較后確定。 由于 本氣田 區(qū)塊 為干旱性大陸氣候，降雨量較少， 年平均降水量 為400~900mm，故可以不考慮降水對排水量的影響。 ⑵ 采用集中控制時，現(xiàn)場應安裝方便操作人員巡回檢查和就地操作的就地顯示儀表。集中處理站的采暖與生產(chǎn)供熱系統(tǒng)分開，管路并聯(lián)，正常情況下采暖爐獨立運行，特殊情況下可互 為備用。煤層氣壓縮機房耐火等級不應低于二級，其泄壓面積、泄壓設施應按《建筑設計防火規(guī)范》 GB50016的有關要求執(zhí)行。 建（構）筑物 建（構）筑物設計應滿足工藝使用要求、適應地區(qū)特點，并應滿足抗震、防第 4章 污水處理及輔助系統(tǒng) 33 火、防爆、防腐蝕、防噪聲、節(jié)能及環(huán)保等要求。對壓縮機組采用獨立可編程序控制器 (PLC)。 ⑷ 站場采用可編程控制系統(tǒng)，設計可按《可編程控制器系統(tǒng)設計規(guī)定》HG/T20700執(zhí)行。 站、場內生活排水宜設獨立排水系統(tǒng)。氣田較為集中地區(qū)站場崗位見通信方式以有線通信方式為主，無線通信方式為輔。 在鋼管配線工程中，鋼管之間、鋼管與鋼管附近、鋼管與電氣設備引入裝置的連接，應采用螺紋連接，其有效嚙合數(shù)應不小于 6扣。 符合我國工業(yè)污水排放標準，可以不用處理直接排放。 超聲流量計 氣體超聲流量計的應用始于 20 世紀 90 年代，由于它的一些突出優(yōu)點 —— 測量準確度高、量程比寬、無壓損、無可動部件等，受到用戶的歡迎。所以在煤層氣流量計的選型上有其特殊性，下面分別介紹幾種常用流量計，并對本煤層氣的流量計進行選型。 綜上所述，為滿足自動控制系統(tǒng)的要求，溫度儀表選用熱電阻集氣配套的儀表，熱電阻均為鎧裝型，按不同的區(qū)域配置保護管。 綜合比較三種脫水方法，本氣田煤層氣處理工藝采用三甘醇脫水工藝。 壓縮機選型 壓縮機形式選擇 煤層氣用的壓縮機常用形式包括活塞式、離心式和螺桿式三種 [2]，它們的使用范圍見圖 。 氮氣置換 對于首次投運的裝置為保證安全，先用氮氣置換，用氮氣將空氣置換出去，再以煤層氣置換氮 氣，以徹底消除用煤層氣置換可能因摩擦而產(chǎn)生的爆炸危險。 彎頭 PE管道利用柔性自然彎曲改變走向時其彎曲半徑 不應小于 ，一般彎頭為 90186。計算出集輸管網(wǎng) 的管徑圓整后數(shù)值見表 。同無縫鋼管相比， PE 管材從管道進場、現(xiàn)場布管、管道連接、管道施工及維護、管道檢測等方面都有顯著的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢貫穿整個煤層氣集輸管道施工的全過程，能夠有效地節(jié)約人力物力，節(jié)省施工時間，降低施工難度，減少投資，并且可以有效地進行維護及防止安全事故的發(fā)生 [5]。 第 2章 管網(wǎng)部署 9 圖 集氣閥組管網(wǎng)管網(wǎng)部署 多井單管串接管網(wǎng) 每 4 口直井通過采氣支管串接到集氣支管，在 集氣支管中匯合后進入集氣干管，每條集氣支管串接 20 口井?？紤]外輸管線造價高，盡可能縮短外輸管線長度，集中處理站位置應選擇在距離沁太管線入口接近的地方，同時考慮管網(wǎng)部署方便，集中處理站位置見圖 。 (9)《輸送流體用無縫鋼管》 GB/T8163； (10)《低壓流體輸送用焊接鋼管》 GB/； 第 1章 總論 4 (11)《石油天然氣輸送鋼管 交貨技術條件》 GB/T9711； (12)《鋼質管道外腐蝕控制規(guī)范》 GB/T21447； (13)《埋地鋼質管道陰極 保護技術規(guī)范》 GB/T21448； (14)《石油化工設備和管道涂料防腐蝕技術規(guī)范》 SH3022； (15)《天然氣凈化廠設計規(guī)范》 SY/T0011； (16)《天然氣脫水設計規(guī)范》 SY/T0076； (17)《石油天然氣工程總圖設計規(guī)劃》 SY/T0048。區(qū)塊地形圖見圖。主要由煤層氣集輸管網(wǎng)、集氣增壓站、污水處理、 SCADA 系統(tǒng)、消防安全系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等部分的設計以及各種用途站場整體優(yōu)化布局設計等組成。年平均氣溫 ℃，最高 ℃，最低 ℃，最大凍土層深度 。 (1)《煤層氣田開發(fā)方案編制規(guī)范》 DZ/T 024920xx； (2)《煤層氣地面開采安全規(guī)程》 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第 46 號 (20xx)； (3)《燃氣用埋地聚乙烯 (PE)管道系統(tǒng)第一部分：管材》 GB ； (4)《燃氣用埋地聚乙烯 (PE)管道系統(tǒng)第二部分：管件》 GB ； (5)《煤層氣集輸設計規(guī)范》 Q/SY130120xx。最重要的是場站連接著集輸管網(wǎng)，氣田采、集氣管網(wǎng)覆蓋面廣、管材用量大、施工費用高，其工程建設投資在地面工程建設總投資中所占的比例較大，是影響氣田地面工程建設投資的主要因素之一，所以所選場站位置應該盡可能減少采、集氣管網(wǎng)長度。 2 口分段壓裂水平井及 2 口單翼多分支水平井產(chǎn)量大，開發(fā)年限及見氣時間短，單獨設置集氣閥組和集氣支管集氣。對枝狀管網(wǎng)和多井單管串接管網(wǎng)的采氣管線、集氣支線、集氣干線長度進行比較可知，枝狀管網(wǎng)的采氣支管比多井單管串接管網(wǎng)的采氣支線短 9000 米，集氣支線長 8100 米，集氣干線長 950 米。 集輸氣管徑計算公式 [2]： 1221212))((?????nni iiPPBLQd () 式中 STZB 15031? () 第 2章 管網(wǎng)部署 14 式中： Q— 輸氣量， m3/d； L—管線長度， km； p—管線壓力， MPa； d—管線內徑， cm； T— 氣體平均溫度， K； Z— 氣體壓縮系數(shù)； S— 氣體相對密度。 2)不得采用蝦米腰彎頭或褶皺彎頭管子的對接偏差不得大于 3176。站內管道不作陰極保護，只作防腐層保護。 第 3章 煤層氣集輸工藝 20 圖 集中處理站工藝流程 集中處理站中的主要設備及工藝 過濾分離器設備選型 分離器可分為干式和濕式分離器，輸氣管道站內分離器從大類來分 , 只能選干式分離器。固體吸附法脫水是 采用固體吸附劑脫水，利用氣體與多孔的固體顆粒表面接觸，達到脫出氣體中水分的目的，該方法脫水后的露點較低，一般用于深冷裝置中。它具有示值醒目、機械強度好、結構簡單、使用方便等優(yōu)點。對各種壓力、粘度、有腐蝕、易燃，易爆的介質亦有相應的變送器可供選擇。由于采用了雙探頭差動式結構，且配合相位識別電路，可有效地克服單探頭結構抗脈動和機械振動能力差的缺點。直井 和壓裂水平井生產(chǎn)初期煤層產(chǎn)出水型以NaCl為主，平均礦化度 4000mg/L。 爆炸危險場所使用的低壓電纜和絕緣導線，其額定電壓不應低壓線路的額定電壓，且不得低與 500V。且此辦公網(wǎng)絡必需與上述站控數(shù)據(jù)網(wǎng)絡物理上是隔離的。室外給水 PE管采用埋地敷設；室內 PPR給水管沿墻暗敷，熱水管做橡塑材料保溫；水處理間給水襯塑鋼管采用架空敷設。 第 4章 污水處理及輔助系統(tǒng) 31 自動控制系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng)設計原則 控制系統(tǒng)設計原則 ⑴ 煤層氣田采用的控制系統(tǒng)應是集成的、標準化的過程控制和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。 井口設置數(shù)據(jù)采集控制器，通過通訊方式將井口產(chǎn)氣流量、井口壓力等參數(shù)上傳到集中處理站中的中心 控制站，井口 無人值守。主干新及支干線路基結構均考慮了當?shù)氐耐临|因素。 煤層氣田地面集輸工程的環(huán)境保護設計應貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國固體物污染環(huán)境防治法》、《中華人民共和國噪聲污染防治法》、《中華人民共和國清潔生產(chǎn)法》，并應符合現(xiàn)行國家、地方和行業(yè)有關環(huán)境保護的規(guī)定。 ⑶ 廠房通風均采用節(jié)能型軸流風機進行機械通風和鋼制筒形風帽進行自然通風。 ⑸ 有可能發(fā)生可燃氣體泄漏的封閉廠房內應設可燃氣體檢測報警裝置，可燃氣體的檢測報警應按《石油天然氣工程可燃氣體檢測報警系統(tǒng)安全技術規(guī)范》 SY 6503執(zhí)行。市政污水排放水質需滿足《污水排入城市下水道水質標準》 CJ 34320xx中 B級標準。給水設計供水量為生產(chǎn)、生活、綠化及其他不可預見等用水量之和，且滿 足消防的有關規(guī)定。同時為自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、遠程監(jiān) 控等提供可靠的通信通道。 供電電源 從工區(qū) 15公里外發(fā)電廠新建 1條 35KV專線至變電站，轉換為 10KV電壓，再轉接至供電專線，導線規(guī)格為 LGJ117，架設至各場站支線，各井場設置變電站，集中處理站自建變電所。但是，旋進旋渦流量計因是一種旋渦振蕩型流量計，且檢測傳感器為壓敏元件，盡管采用了差動式結構等技術手段，但尚難于克服現(xiàn)場的“憋壓”和強 烈的振動，因此，在設計時要盡量避免“憋壓”現(xiàn)象及強烈振動現(xiàn)象的存在，有了這種現(xiàn)象存在就要采取有效的措施 [17]。主要優(yōu)點是 : 測量準確度高，復現(xiàn)性和穩(wěn)定性均好 。 常用壓力測量儀表 常用的壓力測量儀表有彈簧壓力表、電接點壓力表、遠傳壓力表、傳感式壓力表、壓力（差壓）變送器。常用的溫度測量儀表有工業(yè)用玻璃溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計 、熱電阻、熱電偶集氣配套的儀表。燃氣輪機驅動方式需配置相應的燃氣系統(tǒng)、控 制系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)和 1 套較小容量的輸配電系統(tǒng)。由于煤層氣不含 H2 S 并且烴類含量 非常少 , 凝水缸定期排出的是凝結水 , 不含油 , 無污染 , 不經(jīng)處理即可就地排放。 保護措施 有河流河谷區(qū)、中低山斜坡地帶區(qū)、斜梁頂部區(qū)及山梁頂部區(qū)等為了保護管線及原始地形地貌，進行水工保護做法以河流護岸、山地斜坡工程為主。井口工藝流程如圖 所示。當采氣、集氣管道的公稱直徑大于 250 mm 時 , 采用鋼制管道投資低。在優(yōu)選管網(wǎng)部署方案的時候管線的費用是一個非常重要的目標函數(shù)，管線的費用多少取決于管線的長度，以管線的費用為目標函數(shù)也就是以管線的長度為目標函數(shù)。四個環(huán)狀管網(wǎng)及四口水平井接入集氣干管進入集中處理站，經(jīng)集中處理站處理及增壓后通過外輸管線輸入沁太管線。大型站場還應靠近公路、水源、電源選擇，注意避開木材廠、彈藥庫等易燃易爆場所。沁太管線入口位置如圖 所示，管線工作壓力為 6MPa，其氣質符合國家標準 GB178201999《天然氣》中 Ⅱ 類氣質指標要求 ，具體要求見表 。 用軟件模擬不同工況下煤層氣水合物生成溫度，對比本氣田集輸作品簡介 系統(tǒng)工作條件以及當?shù)貧夂驐l件，煤層氣的輸送選擇低 壓不注醇工藝。該示范工程施工中采用了 PE100 聚乙烯管道與鋼管相結合的方案。 第 1章 總論 3 煤層氣品質及外輸 本氣田產(chǎn)出煤層氣氣體組成見表 ， 本氣田生產(chǎn)的煤層氣全部外輸?shù)角咛芫€。 圖 煤層氣集輸總工藝流程 集中處理站位置選擇 站址選擇原則 戰(zhàn)場的位置應選在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)最小頻率風向 的上風側，并應避開窩風的地段。 2 口分段壓裂水平井及 2 口 單翼多分支水平井產(chǎn)量大，開發(fā)年限及見氣時間短，不接入環(huán)形管網(wǎng)，單獨鋪設集氣支管集氣。煤層氣田開發(fā)過程中，集輸煤層氣的管線投資在整個地面工程的總投資中占有很大比重，管線的投資多少對總投資有顯著的影響 [4]。由圖 可知 , 當采氣、集氣管道的公稱直徑不大于 250 mm 時 , 采用 PE100 聚乙烯管道投資低。當系統(tǒng)檢修時，打開放空閥，通過放空管把井口里的煤層氣連續(xù)放到大氣中。 穿越 對于 PE 管穿越土路均采用 鋼筋混凝土套管保護，保護套管應采用鋼筋混凝土套管，并滿足強度及穩(wěn)定性要求（其他公路，鐵路，河流沖溝等處鋼管穿越不詳細說明）。 第 3章 煤層氣集輸工藝 19 表 煤層氣水合物形成溫度預測表 工作壓力/MPa 形成溫度 /℃ 清除管線中凝析水工藝 隨著采、集氣管線輸送距離的增加 , 煤層氣溫度逐步降低 , 在采、集氣管線中產(chǎn)生一定量的游離水 , 由于管線沿途起伏較大，產(chǎn)生的游離水向管線的水平轉角及縱向低點積聚 , 從而降低管線攜液和輸送能力 , 增加管輸能耗 , 所以應根據(jù)地形條件及采氣管線輸送能力在每條采氣管線的最低點處設置不同規(guī)格的凝水缸 , 以收集管線中產(chǎn)生的凝析液體，防止產(chǎn)生液體堵塞，并將凝水缸埋設在最大凍土層以下 [10]。電機驅動方式需要配置相應的輸、配、變電系統(tǒng)，電動機的供電要求為一級負荷，受電網(wǎng)的制約較大，一般在對環(huán)保要求高、外部電網(wǎng)供電可靠、電價較便宜及電力供應充足的地區(qū)選用。 主要儀表選型 溫度儀表選型 溫度儀表應根據(jù)測溫范圍、精確度、安裝顯示地點、介質特點等要求以及經(jīng)濟性選擇。應選用相