【正文】 ，計(jì)量準(zhǔn)確度大大降低。對時(shí)差式氣體超聲流量計(jì)，小粒徑煤粉會(huì)影響超聲波的正常傳輸，無法實(shí)現(xiàn)時(shí)差的準(zhǔn)確測量。選用 JJ2B系列可變電壓啟動(dòng)控制柜，具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、所需啟動(dòng)容量小的優(yōu)點(diǎn)，可少供電網(wǎng)絡(luò)的電壓波動(dòng)和沖擊電流，使電機(jī)啟動(dòng)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(yīng)發(fā)生混觸、靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)。 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(shè)計(jì)原則 給水系統(tǒng)的選擇，應(yīng)根據(jù)戰(zhàn)場規(guī)模、生活、生產(chǎn)、消防等各項(xiàng)對水量、水質(zhì)、水壓和水溫的要求，結(jié)合本工程污水處理回用以及當(dāng)?shù)赝獠拷o水系統(tǒng)及水文地質(zhì)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(shí)，現(xiàn)場應(yīng)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(dú)立運(yùn)行，特殊情況下可互 為備用。煤層氣壓縮機(jī)房耐火等級不應(yīng)低于二級，其泄壓面積、泄壓設(shè)施應(yīng)按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50016的有關(guān)要求執(zhí)行。 建（構(gòu)）筑物 建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)應(yīng)滿足工藝使用要求、適應(yīng)地區(qū)特點(diǎn)，并應(yīng)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(jī)組采用獨(dú)立可編程序控制器 (PLC)。 ⑷ 站場采用可編程控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)可按《可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T20700執(zhí)行。 站、場內(nèi)生活排水宜設(shè)獨(dú)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(shè)備引入裝置的連接，應(yīng)采用螺紋連接，其有效嚙合數(shù)應(yīng)不小于 6扣。 符合我國工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，可以不用處理直接排放。 超聲流量計(jì) 氣體超聲流量計(jì)的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 90 年代，由于它的一些突出優(yōu)點(diǎn) —— 測量準(zhǔn)確度高、量程比寬、無壓損、無可動(dòng)部件等，受到用戶的歡迎。所以在煤層氣流量計(jì)的選型上有其特殊性，下面分別介紹幾種常用流量計(jì)，并對本煤層氣的流量計(jì)進(jìn)行選型。 綜上所述，為滿足自動(dòng)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(hù)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(jī)選型 壓縮機(jī)形式選擇 煤層氣用的壓縮機(jī)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?dú)庵脫Q 對于首次投運(yùn)的裝置為保證安全，先用氮?dú)庵脫Q，用氮?dú)鈱⒖諝庵脫Q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(xiǎn)。 彎頭 PE管道利用柔性自然彎曲改變走向時(shí)其彎曲半徑 不應(yīng)小于 ，一般彎頭為 90186。計(jì)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(jìn)場、現(xiàn)場布管、管道連接、管道施工及維護(hù)、管道檢測等方面都有顯著的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢貫穿整個(gè)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(shí)間，降低施工難度，減少投資，并且可以有效地進(jìn)行維護(hù)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(jìn)入集氣干管，每條集氣支管串接 20 口井。考慮外輸管線造價(jià)高，盡可能縮短外輸管線長度，集中處理站位置應(yīng)選擇在距離沁太管線入口接近的地方，同時(shí)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(shù)條件》 GB/T9711； (12)《鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范》 GB/T21447； (13)《埋地鋼質(zhì)管道陰極 保護(hù)技術(shù)規(guī)范》 GB/T21448； (14)《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕技術(shù)規(guī)范》 SH3022； (15)《天然氣凈化廠設(shè)計(jì)規(guī)范》 SY/T0011； (16)《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 SY/T0076； (17)《石油天然氣工程總圖設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)以及各種用途站場整體優(yōu)化布局設(shè)計(jì)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?xì)庥寐竦鼐垡蚁?(PE)管道系統(tǒng)第一部分：管材》 GB ； (4)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?(PE)管道系統(tǒng)第二部分：管件》 GB ； (5)《煤層氣集輸設(shè)計(jì)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(fèi)用高，其工程建設(shè)投資在地面工程建設(shè)總投資中所占的比例較大，是影響氣田地面工程建設(shè)投資的主要因素之一，所以所選場站位置應(yīng)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(shí)間短，單獨(dú)設(shè)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(jìn)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(jì)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(nèi)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(nèi)管道不作陰極保護(hù)，只作防腐層保護(hù)。 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(shè)備及工藝 過濾分離器設(shè)備選型 分離器可分為干式和濕式分離器，輸氣管道站內(nèi)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(dá)到脫出氣體中水分的目的，該方法脫水后的露點(diǎn)較低，一般用于深冷裝置中。它具有示值醒目、機(jī)械強(qiáng)度好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。對各種壓力、粘度、有腐蝕、易燃，易爆的介質(zhì)亦有相應(yīng)的變送器可供選擇。由于采用了雙探頭差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，且配合相位識(shí)別電路，可有效地克服單探頭結(jié)構(gòu)抗脈動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)能力差的缺點(diǎn)。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(xiǎn)場所使用的低壓電纜和絕緣導(dǎo)線，其額定電壓不應(yīng)低壓線路的額定電壓，且不得低與 500V。且此辦公網(wǎng)絡(luò)必需與上述站控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)物理上是隔離的。室外給水 PE管采用埋地敷設(shè)；室內(nèi) 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(shè)。 第 4章 污水處理及輔助系統(tǒng) 31 自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ⑴ 煤層氣田采用的控制系統(tǒng)應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)化的過程控制和生產(chǎn)管理系統(tǒng)。 井口設(shè)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(jié)構(gòu)均考慮了當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)因素。 煤層氣田地面集輸工程的環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)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(yīng)符合現(xiàn)行國家、地方和行業(yè)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。 ⑶ 廠房通風(fēng)均采用節(jié)能型軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)和鋼制筒形風(fēng)帽進(jìn)行自然通風(fēng)。 ⑸ 有可能發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏的封閉廠房內(nèi)應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警裝置，可燃?xì)怏w的檢測報(bào)警應(yīng)按《石油天然氣工程可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范》 SY 6503執(zhí)行。市政污水排放水質(zhì)需滿足《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 CJ 34320xx中 B級標(biāo)準(zhǔn)。給水設(shè)計(jì)供水量為生產(chǎn)、生活、綠化及其他不可預(yù)見等用水量之和，且滿 足消防的有關(guān)規(guī)定。同時(shí)為自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、遠(yuǎn)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(zhuǎn)換為 10KV電壓，再轉(zhuǎn)接至供電專線，導(dǎo)線規(guī)格為 LGJ117，架設(shè)至各場站支線，各井場設(shè)置變電站，集中處理站自建變電所。但是，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)因是一種旋渦振蕩型流量計(jì)，且檢測傳感器為壓敏元件，盡管采用了差動(dòng)式結(jié)構(gòu)等技術(shù)手段，但尚難于克服現(xiàn)場的“憋壓”和強(qiáng) 烈的振動(dòng)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免“憋壓”現(xiàn)象及強(qiáng)烈振動(dòng)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(diǎn)是 : 測量準(zhǔn)確度高，復(fù)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(diǎn)壓力表、遠(yuǎn)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(jì)、壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì) 、熱電阻、熱電偶集氣配套的儀表。燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)方式需配置相應(yīng)的燃?xì)庀到y(tǒng)、控 制系統(tǒng)、啟動(dòng)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(jié)水 , 不含油 , 無污染 , 不經(jīng)處理即可就地排放。 保護(hù)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(hù)管線及原始地形地貌，進(jìn)行水工保護(hù)做法以河流護(hù)岸、山地斜坡工程為主。井口工藝流程如圖 所示。當(dāng)采氣、集氣管道的公稱直徑大于 250 mm 時(shí) , 采用鋼制管道投資低。在優(yōu)選管網(wǎng)部署方案的時(shí)候管線的費(fèi)用是一個(gè)非常重要的目標(biāo)函數(shù)，管線的費(fèi)用多少取決于管線的長度，以管線的費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)也就是以管線的長度為目標(biāo)函數(shù)。四個(gè)環(huán)狀管網(wǎng)及四口水平井接入集氣干管進(jìn)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(yīng)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(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB178201999《天然氣》中 Ⅱ 類氣質(zhì)指標(biāo)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(dāng)?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(jié)合的方案。 第 1章 總論 3 煤層氣品質(zhì)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(yīng)選在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)最小頻率風(fēng)向 的上風(fēng)側(cè)，并應(yīng)避開窩風(fēng)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(shí)間短，不接入環(huán)形管網(wǎng)，單獨(dú)鋪設(shè)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(gè)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(dāng)采氣、集氣管道的公稱直徑不大于 250 mm 時(shí) , 采用 PE100 聚乙烯管道投資低。當(dāng)系統(tǒng)檢修時(shí)，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(hù)，保護(hù)套管應(yīng)采用鋼筋混凝土套管，并滿足強(qiáng)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(xì)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(yù)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(zhuǎn)角及縱向低點(diǎn)積聚 , 從而降低管線攜液和輸送能力 , 增加管輸能耗 , 所以應(yīng)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(diǎn)處設(shè)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(shè)在最大凍土層以下 [10]。電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式需要配置相應(yīng)的輸、配、變電系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)的供電要求為一級負(fù)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(jià)較便宜及電力供應(yīng)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(yīng)根據(jù)測溫范圍、精確度、安裝顯示地點(diǎn)、介質(zhì)特點(diǎn)等要求以及經(jīng)濟(jì)性選擇。應(yīng)選用相