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1、城镇燃气门站设计问题的探讨敖小红 张宏伟中石油昆仑燃气有限公司【摘 要】天然气门站是城市天然气输配系统的气源点，负责整个城市的供气，保证门站的安全性、适用性，对于整个供气系统安全、平稳运行至 关重要。 【关键词】燃气 调压器随着国内石油公司加紧陆上和海上天然气的勘探开发工作，天然气资源呈现快速上产趋势，为城镇燃气业务的发展提供了良好的物资 基础。同时，西气东输、海气登陆、引进 工程以及俄气南下等项目 正在加速建设和筹备，这必然为我国城镇燃气的发展提供可靠保障和 难得机遇，天然气在大中城市将逐步成为城市燃气领域主导能源。城 镇燃气门站是城市天然气输配系统的气源点，肩负着整个城市的供气， 具备过滤
2、、调压、计量、安全切断、运行路和备用路自动切换等主要功 能，其重要性不言而喻，本文就门站设计中的一些问题进行探讨。一、工艺流程在城镇燃气输配系统中，门站负责接收气源来气并进行净化、加 臭、控制供气压力、气量分配、计量和气质检测的场站。通常具有清管 器接收、分离、计量、调压及分输等功能。工艺流程应满足分输计量、调 压和站内自用气的需要，必要时还应满足上游长距离输气管线清管器 接收、清管器发送的需要。为保证天然气门站供气的可靠性，在其计量 单元和调压单元均应设有备用路。对门站设计应会同业主共同确定设 置预留头数量及预留场地，门站征地及布置应考虑可能新增用户的供 气需要，在门站设计上作到近远期相结合
3、。 调压系统。调压系统应设置工作路、备用路，根据情况设置旁通 路。应优先选用 “”结构，也可选用“”结构。工作路和备用路 应相同配置，应至少由进口截断阀、紧急切断阀 （附切断阀阀位传感 器）、调压器、压力表、测试用螺纹球阀、放散阀和出口截断阀等设备组 成，根据需要配置监控器、调压器阀位、设定压力遥控调整装置和截断 阀阀位传感器等功能。紧急切断阀应首选独立阀体式。在调压器、切 断阀的阀体和导阀系统处应根据情况安装加热或伴热装置。 调压系统型式。调压系统由工作调压路（以下简称工作路）、备 用调压路（以下简称备用路）和旁通路（包括越站旁通）组成，工作路和 备用路必须设置，旁通路根据需要设置。 工作路
4、、备用路和旁通路可组成多种型式，见表。 表：调压分系统型式监控调压的设计。输气管道设计规范款规定“当可能 的最高进口压力与允许的最高出口压力之差大于，应每一回路 安装台安全截断阀和台附加的压力调节控制设备”。城镇燃气设 计规范对调压设施的设计没有相类似的规定，但目前长输管道的设计 压力都比较高，给下游的压力也比较高，为了保证安全，每个调压回路 增加设置监控调压器也是必要的。工作调压器和监控调压器应选用间 接作用式，在满足所需调压器进口压力和出口压力范围，以及的流量范围内，工作调压器和监控调压器调节精度应优于 ，关闭压力等级应不低于。每一调压回路均采用安全切断阀 两台调压器串联连接而成。监控调压
5、器给定出口压力略高于工作调压 器的出口压力。正常情况下，监控调压器阀口全开，当工作调压器失 灵，出口压力上升到监控调压器的出口压力设定值时，监控调压器投人 运行。当运行回路失灵，出口压力仍然上升，运行回路上的安全切断阀 作用，将运行回路切断。当下游压力降低到备用回路的设定压力，备用 回路运行供气。调压器出口压力的设定值按从大到小的顺序排列依次 为：运行回路监控调压器、运行回路工作调压器、备用回路监控调压器、 备用回路工作调压器。 调压器的选型。调压器的选型应按照管路和流量选择规格，应 满足工作条件及环境条件的全部要求。通过流量： ，下通 过流量 。管路的管径选择依据压降、噪声、冲蚀、压力稳定的
6、 要求选择，主要控制流速和流阻，其中流速限制 。调压器进口压力调压站进口压力管路压降过滤分离装置压 降安全装置压降计量装置压降加热装置压降其它压降。调压器出口压力调压站出口压力管路压降安全装置压降计量装置压降其它压降。式中：调压器前的最小进口压力，调压器后的最 大出口压力 单个调压回路调压器选型的通过流量，单个调压 回路的计算流量。 调压器前后的设计压力的确定。对调压后的设计压力的选择， 各类国内的规范没有明确的要求，但从实际设计中一些设计院将调压 后的管道、设备都按照调压前的设计压力设计，到截断阀后，才按照调 压后的工作压力选择设计压力。一部分设计院则将调压后的管道、设 备全部按照调压后的工
7、作压力选择设计压力。经比较分析，门站的设 计压力较高，调压前后的压差较大，考虑到门站的重要性和安全性，笔 者建议推荐前者的作法，把整个调压回路到截断阀均按照调压前的设 计压力设计。 计量系统。门站计量系统由仪表部分及工艺部分组成。其中仪 表部分包括气体超声流量计、流量计算机、温度变送器、压力变送器、组 分分析仪表等；工艺部分包括流量计前后阀门、流量计前后直管段、运 行旁通、放空设施等。 计量系统型式。计量系统由工作计量路、备用计量路组成。计 量管路不允许设旁通支路，工作计量路、备用计量路可组成多种型式， 见表。 型式代号工作路数量备用路数量旁通路数量图例备注“”当工作路调压器失效或 维护时可利
8、于备用路调 压器继续调压供气。“”当工作路调压器失效或 维护时可利于备用路调 压器或旁通路继续调压 供气。“”可以节省一次性投资， 根据用户发展情况分批 增加设备，扩充输气能 力“”百科论坛表：计量分系统型式工程设计防火规范 第条规定“设备或容器内残存的甲、乙类液体，不得排入边沟或下水道，可集中排入有关储罐或污 油系统”。笔者认为门站中过滤器和分离器有可能存在甲、乙类的液 体，门站排污宜选用集中排污，集中排入排污池。排污池的安全间距应 符合有关规定。 放散系统。事故及紧急情况下门站放空，放散系统分为就地放 散和集中放散。放散系统通常包括放空阀、放散阀、安全阀、放空管等 组成，根据不同工艺要求，
9、配置不同的放散系统。 城镇燃气设计规范 没有对门站的是否集中放空 提出具体的要求，对集中放散在 条高压储气罐工艺设计第款 中规定了高压储气罐罐区设置检修用集中放散装置，对放散管的设置 位置、高度做了有关规定。输气管道设计规范 第 条规定了输气站放空竖管的设置位置和高度，第条规定“放 空气体应经放空竖管排入大气，并应符合环境保护和安全防火要求， 石油天然气工程设计防火规范 第 对可燃气体 放空应符合有关要求，对放空管的高度提出了具体要求，从放空管的高 度数值来看，集中放散是最经济和适合的实施方案。笔者认为门站因 为改造或检修造成的放散的频率相对较高，集中放散安全性高，门站放 散应采用集中放散。放
10、空竖管的设计应符合石油天然气工程设计防 火规范 中的规定。高压、低压放空管宜分别设置，并 应直接与火炬或放空总管连接。三、撬装设备的优缺点分析目前门站工艺安装分为撬装和现场安装两种，许多业主在选购门 站工艺设备时，一般采用撬装调压计量。现场安装方式施工周期长，现 场施工质量要求高，各设备由不同厂家提供，设备维护复杂，现场场安 装式要求业主、设计方必须熟悉调压器、流量计等配件的性能和适用 性，对业主的技术能力要求较高。橇装式调压站由一家供货商完成设 计、组装和调试工作，提高了施工效率。现场安装式调压站占地面积比 较大。现场安装式调压站和撬装调压站的设备采购成本相近，撬装调 压站由于设备出厂前进行
11、了全面的检测工作，现场调试的工作量小，调 试费用低。橇装式调压站的缺点是厂家对设计规范不熟悉，造成一些设备的 安装不符合要求，如安全放空、排污的接管和设置不符合要求，为节省 造价，缩小设备间的空间和维修距离，造成维护困难。一些较大的设备 没有设立独立的基础，容易造成设备失稳。一些管线随撬体安装，挤占 维修空间，造成维护困难。橇装式调压站功能扩展的能力较低。鉴于以上优缺点分析，门站因为安全间距等要求，一般征地较大， 不需要刻意节省占地空间，建议门站内一些复杂工艺设备独立成撬，比 如调压撬，计量撬，汇管和分离、过滤装置现场安装，既解决了一些复杂 设备现场安装、调试难的实际问题，又可以给设备之间预留
12、相对大的空 间，方便以后设备的维修和功能扩展。参考文献： 中国市政工程华北设计研究院 城镇燃气设计 规范 北京建筑工业出版社 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 输气管道工程设计规范 中国石油天然气股份公司天然气与管道分公司 油气储运设计 规定试行（ ） 作者简介：敖小红，女，四川泸县人，工程师，学士，从事城市燃气投 资管理工作。张宏伟（ ）男，河南延津人，高级工程师，硕士，从事 燃气设计、燃气技术管理工作。门站计量仪表的准确度。门站计量仪表的准确度应满足以下 要求：门站计量系统为 级（）计量精度，配套计量仪表准确度要求 见表。表计量系统配套计量仪表准确度涡轮流量计、超声波流量计的准确
13、度等级可选级；温度变送器的准 确度等级可选级，压力变送器的准确度等级 级，在实际工程 中，不同结构形式的计量仪表，即使是同等级计量精度也会存在差异。 流量计选型设计。流量计选型时，应根据测量流量、压力、波 动、操作、介质清洁度、经济合理、检定条件等因素，综合考虑确定流量 计类型。仪表性能方面应考虑：精确度、重复性、线性度、范围度、压力 损失、上下限流量、信号传输特性、响应时间等；流体特性方面应考虑： 流体压力、温度、密度、粘度、润滑性、化学性质、磨蚀、腐蚀、结垢、脏污、 气体压缩系数、等熵指数、比热容、声速、混相流、脉动流等；环境条件方 面应考虑：环境温度、湿度、安全性、电磁干扰、防爆等。流量
14、计的前后直管段必须与流量计同心、同径，直管段长度和制造 要求按照有关规范执行。目前国内城市燃气门站设计中常用有涡轮流 量计、超声波流量计和孔板流量计三种流量计，对于压力较低、中小流 量、 以下时。可以选择涡轮流量计，对高压、大流量、 以上 时，可以选择超声波流量计。 流量计的安装设计。门站一般涡轮流量计、超声流量计建议前 直管段总长度为 ，前直管段可分为段，长度 和 的直管段 各段，在靠进流量计上游 直管段处安装整流器；后直管段长度为 。孔板流量计前后直管段按 中表的要求设计。 当流量计测量管路口径 时，对流量计测量管路上游处的球阀 应并联设置个小口径 管路用作压力平衡，应安装手动球阀和节 流放空阀双阀形式。流量计量和调压装置配套安装，有的计量装置设计安装在调压前， 有的设计安装在调压后，调压前的优点是：在同等输送流量下，因为调 压前压力高，可以减少流量计的型号，节省投资，计量后调压可以减少 调压噪音对流量计量的影响。但不论流量计安装在调压前还是调压 后，调压过程中产生的噪音，在设计中应消除噪音减少对计量准确度的 影响。二、放散和排污设计 排污系统。站内排污一般分为集中排污和分散排
