天然氣站場設計規范及工藝設計分析

梅玲玲

【摘 要】隨著經濟的發展和社會的進步，天然氣在人們的生活中發揮著重要的作用，天然氣站場在天然氣輸送以及供應過程中發揮著至關重要的作用，它是一個非常重要的過渡場所，在接收到上游管道的來氣之后，經過截斷閥、過濾、計量、調壓等一系列過程后再出站截斷給下游供氣。只有天然氣站場安全穩定運行，才能夠確保下游用戶的用氣安全，因此在對于天然氣站場進行設計的過程中，必須要確保設計的合理，使得天然氣站場各個部分都能夠滿足相關的要求，因此本文主要就天然氣站場設計的相關問題進行了相應的探討。

【關鍵詞】天然氣站場；設計規范；工藝設計

引言

隨著我國天然氣的快速發展和輸氣管道建設，天然氣輸氣站場、下游門站和調壓站的建設也越來越多。天然氣站場的設計是保證管道安全穩定運行的關鍵，同時也是聯系上游起源管道和下游管網用戶的中間環節。天然氣站場的優化設計，不僅減少業主的工程投資，保證系統的穩定運行，而且能保障下游用戶用氣穩定性。

1總平面布置

對于總平面的布置而言，首先需要了解規劃方案的整體情況，包括工藝流程、站場的使用、安全保障、衛生保障等等，同時要綜合考慮周邊環境因素，充分利用有利自然條件，盡量避開綠地、建筑物。對于站場而言，應當在滿足基本要求的前提下盡量保持線路的平直，減少彎道。放空區應當盡量避開農田和村莊。而污水區的規劃，通常安排在辦公區夏季風頻的下風側，并且地勢不宜過高。

2工藝設計

2.1過濾分離器設計

在過濾分離器設計開始之前，首先要明確幾個設計要點。首先，由于天然氣管道當中難免會出現一些水分和雜質，因而在分輸站進站之后，先要進行水分過濾，將水分和雜質分離開來。通常情況下，常用的過濾設備是過濾分離器和旋風分離器。如果遇到介質中雜質過多的情況，則需要同時使用過濾分離器和旋風分離器。針對固體顆粒的直徑稍大而水分又較少的情況，可以優先選擇采用旋風分離器，然后再使用過濾分離器進行雜質的過濾。除此之外，如果介質比較干凈，并且雜質較少的情況下，可以考慮使用過濾分離器進行雜質過濾。

2.2調壓器設計

調壓器是天然氣站場設計必要設備類型，在選型中應盡量選擇靈敏度高的設備，同時要求設備響應速度快、安裝方便。調壓設備設計中需要結合當地上游和下游天然氣實際壓力情況進行選擇，一般上調壓器很少使用。為保證供氣可靠性，多采用串聯監控和并聯備用聯合的方式。排污系統設計中，涵蓋設備較多，包括過濾器、匯管等設備，排污管應重點考慮球閥和排污閥的安裝。加臭裝置主要采用四氫噻吩對天然氣加臭，劑量按照20mg/m3控制，同時配置計量裝置。

2.3計量

對于分輸站而言，貿易計量是最重要的一種計量方式，為了能夠保證貿易交接的順暢，需要確定合適的量程，同時關注投產前期的小流量。具體而言，在天然氣計量當中，最常用的方式包括超聲波流量計、渦輪流量計、孔板流量計。此外，由于長輸管道站場的進站壓力和分輸壓力的差異很大，并且調壓前和調壓后的差異也很大，所以在焦耳——湯姆遜效應的影響下，致使天然氣管道運輸的溫度直接降到冰點以下，從而使得管道周圍的土壤開始凍結，甚至出現地面裂痕，嚴重時可能會導致管道冰堵或者變形。

2.4放空設備

首先從放空設備的主要構成內容來看，放空設備包括放空火炬和放空管兩個主要板塊。具體從放空火炬的構成部分來看，包括火炬筒體、火炬燃燒器、點火燃氣電磁閥組、過濾器閥組、阻火器、高空引火裝置、火炬點火系統等。其中，火炬點火系統的主要控制結構又包括PLC可編程控制器、熱電偶溫度傳感器、壓力變送器、控制指示燈、按鈕開關、高空火炬點火器、燃氣電磁閥和火炬高空引火裝置，基于這些控制系統的運作，火炬點火系統能夠實現自動點火或者手動點火控制。除此之外，一般情況下，門站、調壓站以及分輸站都主要規劃在集中放空裝置上，而排放壓力不同的天然氣放空管線最終也會匯入到同一個排放系統當中。此時，需要注意的是壓力不同的放空點應當保持統一和暢通。不僅如此，還需要注意的是放空管頂管當中不應當設置有彎管，避免出現管道不通暢的情況的發生。最后，針對放空立管，應當采取一定的措施來保障其穩定性和牢固性。

2.5增壓設備

在天然氣站場中，增壓設備也是一種非常重要的設備，天然氣站場常常采用氣體驅動的增壓泵，氣體驅動的增壓泵屬于柱塞泵的范疇，在工作過程中，增壓泵會迅速地往復工作，而在輸出壓力不斷增加的過程中，泵的往復會逐漸減慢直至停止，所以其能量的消耗往往是最低的。同時其操作較為安全，能夠自動地保壓，而且維護也更加簡單。所以氣驅增壓泵是天然氣站場中常用的一種增壓設備。

3自動化控制

3.1自控系統設計

由于天然氣站場的輸送介質屬于易燃易爆氣體，所以其是屬于危險環境場所，通過對于先進的天然氣站場自動化控制技術加以引入，可以有效地應對天然氣站場在運行過程中的潛在危險。在對于天然氣站場自控系統進行設計的過程中，必須要滿足以下幾個方面的要求。首先必須要保證較高的安全性，必須要確保自控系統能夠確保天然氣站場在無人值守的狀態下確保整個站場的安全，通過配置智能安防監控系統來實現對于整個站場的監控。其次，自控系統還必須要有良好的擴充和擴容性，系統必須要在天然氣輸配系統的運行期內具備一定的可擴容性，比如說調壓設備的流通能力應該滿足擴容的要求，同時計量系統也應該滿足可擴容的要求，從而滿足不同用戶在近期以及遠期對于氣量的需求。同時在工藝系統的設計上考慮工藝設備的擴展性，以滿足將來工程設施擴建以及增加的需求。再次，自控系統的控制通信系統必須要具備較高的可靠性和兼容性，對于天然氣站場而言，通信系統發揮著至關重要的作用，通信系統必須要兼容多種數據通信網絡，才能夠確保整個站場信息的有效傳輸。

3.2自控系統配置

在對于自控系統進行配置的過程中，主要需要結合天然氣站場的具體功能，對于一般的天然氣站場而言，其應該具備以下幾個子系統：計量及調壓系統、放空系統、排污系統、加臭系統。其中，計量系統主要是負責管道傳輸過程中的測量，可以采用氣體渦輪流量計，而調壓系統則是確保系統下游壓力在工藝所需要的范圍之內，確保下游壓力不超過允許壓力值。放空系統則是主要為了便于檢修工作的開展而設置的，便于手動維修系統。排污系統則主要是為了排出站場運行過程中產生的廢水。加臭系統則是依據規范必須要設置的一個系統。

結語

綜上所述，本文主要針對天然氣站場設計的相關問題進行了相應探討，首先說明了天然氣站場選址應該注意的問題，其次從總平面布置和交通組織兩個方面說明了天然氣站場的總圖設計要點，同時重點說明了天然氣站場的主要設備選型，主要包括管道、閥門、過濾分離器、計量裝置、調壓設備、增加設備以及放空設備，最后就天然氣站場的自動化控制系統設計以及自動控制系統的配置進行了說明，以期能夠為天然氣站場設計提供相應的參考。

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（作者單位：中石化中原設計公司）