天然氣場站建筑設施安裝及保障措施概述

黃龍

摘 要 天然氣場站涉及建筑、儲、電氣、防腐、通信、自控、結構等十余個專業，各系統協同保證了天然氣場站的長期安全運行。本文就天然氣場站建筑及工藝的主要組成部分——調壓系統的自動控制工藝進行討論，闡述調壓回路中的各設備運行原理及對應的保障性措施，以幫助更多的人了解天然氣工藝。

關鍵詞 天然氣場站 ? 建筑 ? 調壓 ? 自動控制

1場站建筑設施類別及調壓系統控制流程

長輸天然氣場站一般設計分綜合樓、設備用房、門衛室、設備基礎、支墩及池體等單體結構設計，其中，場站自控系統分別由綜合樓內的站控系統及工藝區設備聯動發生。本文主要就站控調壓系統進行研究，對其可靠性保障因素進行討論。

調壓系統即壓力控制系統包含設備主要有：安全切斷閥、監控調節閥、工作調壓閥，三個設備共同串聯在一起，形成整套安全調壓系統。其中，安全切斷閥、監控調節閥和工作調壓閥相互獨立，協同工作。

正常工況下，安全切斷閥處于全開位置，由工作調壓閥對下游壓力進行控制。當工作調壓閥出現故障時，監控調節閥開始調節外輸壓力;當監控調節閥出現故障無法控制下游壓力時，安全切斷閥則自動切斷氣源，以保證下游管道和設備的安全。當下游用氣量過大時，控制器輸出信號，工作調壓閥由調壓狀態轉為限制外輸流量控制。同時，整個壓力調節及限流控制系統還可由站控PLC 系統實現。

2調壓系統各設備控制原理

切斷閥圖示（正常工況） ? ? ? ? 關閉狀態

2.1 安全切斷閥

圖中的安全切斷閥，是現行天然氣場站中運用較為普遍的一種類型，其有簡單的內部結構一定程度上提供了更高的可靠性。在開啟狀態下，其內部空間近似直管段，可降低運行過程中的壓力、流量損失。在正常工況下，皮膜腔內執行機構中的鎖緊機構卡主連接軸，切斷閥的主軸鎖死，主閥處于全開狀態;當下游壓力達到設定壓力時，下游過壓氣體排入執行機構皮膜腔中，使執行機構的撥輪動作，執行機構的撥輪打開鎖緊機構，在切斷閥彈簧作用下，最終關閉閥體。另外，此類切斷閥還設有遠程控制裝置，其原理主要依靠電磁閥的開關來實現執行機構的撥輪動作。

2.2 調壓閥

調壓器可分為直接作用式調壓閥和間接作用式調壓閥。其中直接作用式調壓閥一般以其結構簡單、反應速度快的優點，廣泛應用于居民用戶及各類直燃設備。間接作用式調壓閥即指揮器式，則需要根據出口氣體壓力變化，反饋指揮部動作，通過中間介質或外力使閥門動作達到關閉閥體的目的，其優點主要有精度高、適用大流量設備，一般運用于大型場站中。

3控制可靠性保障

3.1 備用回路保障

天然氣場站的設備及運行可靠性，是重中之重。通常情況下，場站的關鍵性部位，如計量、調壓系統，均會采用一用一備的模式。一般調壓回路進出口設電動開關球閥， 當正在運行的調壓設備出現故障時，站控系統可發布命令，將故障調壓回路自動切換到備用調壓回路，以保證調壓系統的正常工作，同時保證連續地向下游用戶供氣。

3.2 設備運行數值設定

因調壓撬的串聯設置，通常情況下，我們將工作調壓閥、監控調壓閥及截斷閥按級設定不同壓力。例如某高壓輸氣占內下游城市門站供氣時，工作調壓閥設定（在站控系統中設定）為2.5MPa，監控調壓閥和安全截斷閥可分別設定為2.6和2.75MPa，為防止相鄰閥門調節的相互干擾。同時，調壓閥組控制采用壓力、流量雙重控制，當流量超過允許最大值時，采用流量信號進行限流控制。

3.3 站控系統保障

天然氣站場綜合樓內需設站控室，內含一套完備的站控系統（天然氣長輸工藝SCADA系統中的站場控制級），主要具備上傳數據、執行上級控制中心指令、全站啟停、流量交接計量及調壓、站內所有遠控閥門遠控及就地手動控制、緊急切斷及安全保護、火災及可燃氣體檢測報警等功能。站控系統的緊急關斷功能，在站場發生超壓、火災等緊急情況下，報警裝置啟動后，可經人工確認觸發緊急關斷按鈕后，自動關閉站場進出口ESD 閥門，并緊急放空確保站場安全。一般長輸天然氣場站綜合樓為1-2層，應在抗震等級、建筑結構安全等級、地基基礎設計等級等方面予以保證建筑的穩定性;而在工藝區部分，應充分做好地基基礎，設備基礎筑造，若地基底部未達到老土層，則必須進行地基處理，采用在基礎底部與老土層之間換填級配砂石分層壓實等方式確保工藝區設備在長久運營過程中不發生沉降而威脅設備安全。

4結束語

調壓系統作為天然氣管道站控工藝中的核心環節之一，其長期安全穩定的運行是天然氣日常管理的主要目標。天然氣場站在建設、運行各階段人員，都應對其相關原理有一定了解，并在日常的工作中深入學習，共同為國內天然氣行業的蓬勃發展提供助力。

參考文獻

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