简析天然气分输站设计与安全设施

崔静辉

（霸州昆仑燃气公司）

【摘要】结合笔者实践工作经验，本文首先就天然气分输站设计要点进行简要分析，并阐述了天然气分输站建设项目安全设施，以供参考。

【关键词】天然气分输站设计要点安全设施

一、天然气分输站设计要点分析

1.1提高输气能力与扩充新用户

（1）汇管预留口。汇管的主要作用是汇集和分配天然气，通常为满足下游用户的发展需求，新增的供气计量支路需从汇上开口接出。但汇管属压力容器，新开孔，不仅会降低其承载能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生应力集中。根据劳动部制定的《压力容器安全技术监察规程》的有关规定，采用焊接方法对压力容器进行修理或技术改造，应制定改造、施工方案，并报送相关主管部门审批后才能组织施工，完成焊接工作后还应再做无损探伤并经主管部门检定，因此汇管上新开口实施难度较大。如果为出于发展新增用户留有余地的考虑，建议在核算场站供气能力的前提下，在汇可适当设置预留口。（2）自控系统的冗余。场站电缆通常采用直埋敷设方式，但当进行扩建或增设新的计量支路时，就会造成控制室至工艺区之间地坪的大面积开挖。同时，在施工过程中也容易造成原有电缆损伤。如果考虑其冗余性，在现场增加防爆分线箱，从值班室到现场分线箱之间敷设多芯电缆（包括电源和信号），则在系统扩容时可节约大量投资，并避免大面积地坪开挖。此外，远程测控终端（RTU）系统的槽架、接线端子、电源等也应考虑足够的冗余。

1.2保证计量系统的准确性和公正性

（1）计量支路的温度。变送器及其传感器部位应避免阳光直射金属的热传导性及蓄热性非常大，尤其是夏季阳光直射时，金属表面温度远远高于环境温度。（2）RTU设计及选型时应充分考虑其时钟的准确性。因为系统时钟直接参与贸易计量结算，时钟的失准会造成瞬时流量计算特别是累积流量计算的失准。所以，在RTU系统及流量积算仪的设计、招标及选型时，系统时钟的精度问题不容忽视。

1.3关键部位采取双阀密封的必要性

（1）防止內漏。通过日常运行的观测系统存在外漏问题的可能机率基本很小，进而将焦点锁定在工艺管线内漏的检查与分析。通过对设备的检查和日常运行状况的掌握，球阀均存在不同程度的内漏，在越站旁通干线快速截断阀上游侧增加一个球阀。另外放散系统大多采用双阀设计，有效避免了因阀门內漏而产生的安全问题。（2）排污漏失。由于排污操作时，强气流与杂质冲击排污阀密封面，容易造成内漏严重，排污阀更换频繁，排污单阀已不能满足日常尤其是冬季高峰期的工艺操作要求。为此将场站所有排污阀改造为双阀的形式，并制定了保护内阀、冲击外阀的操作规程。即：先开后关内阀，后开先关外阀，将气流冲击集中在外阀。排污外阀采用硬密封带软密封结构的节流截止阀，避免了介质对密封面的直接冲刷，减小了脏污介质对密封性能的影响。

1.4考虑节流效应带来的温降问题

分输站主要工艺设备生产流程为直接接收上游天然气，经对调压、计量后直接分输到下游场站。上游经调压器将压力为6-8MPa的天然气降到2.8-3.4MPa，天然气经调压器调压膨胀会吸收大量热，压力每降1MPa，温度相应降低5℃，使天然气温度大幅降低，上游分输站加热装置为电伴热，伴热效果不明显，距下游场站管线距离过短（不足200m），地层热量不足以使埋地管道中天然气温度明显上升，查下游场站站记录的生产数据进站管线温度最低超过-15℃，通过数据发现压差对温度影响较大。

1.5考虑检修的安全性和方便性

（1）越站旁通。《输气管道工程设计规范》（GB50251—2003，以下简称规范）第3.2.8条规定：输气站应设置越站旁通。设置越站旁通的主要作用是站内检修或事故工况下不中断向下游的供气。分输站应设置两种越站管线：主干线的越站和下游用户的越站。主干线的越站管线上应选择关闭性较严的球阀，控制或切断输气干线的天然气流。下游用户的越站管线上应加装双阀，分别起关断和调节作用，通过调整起调节作用的阀门开度，尽可能满足下游的供气压力、流量要求，并且便于增设新增用户的旁通。

1.6清洗排污坑

通常清管作业时，主管线中清除的大量污物会积聚在收球筒内，场站运行一段时间，汇管内也会因气流速度降低而沉积一部分污物，污物一般经统一收集后深埋处理。为保证安全，收球筒、汇管均应注水清洗。场站设计一般没有充分考虑清洗污水的排放，造成工艺装置区地坪大面积污染，因此收球筒、汇管快开盲板前应设清洗排污坑，将清洗污水汇入排污池内。同样，为便于清洗，根据汇管、清洗用刮板尺寸确定汇管上至少要设一个快开盲板。（3）排污池篦子板。场站排污池一般采用水泥盖板，这样既不易观察排污阀内漏情况（利用池内鼓泡），更易造成内漏的天然气积聚，且不利于检修。为此，将水泥盖板改造为龙骨树脂篦子板形式，即可解决上述问题。（4）进出站温度计设置盲管。为直观反映输气干线进站温度，进站温度计多安装在进站球阀前，基本采用双金属、玻璃两种型式。

1.7输气量的可调节性与可分配性

为解决实际供气中现场操作、流量控制、计量损失等问题，并结合规范第3.2.5条：具有配气功能分输站的分输气体管线宜设置气体的限量、限压设施的规定，通过调压阀以达到控制流量和压力的目的。

二、天然气分输站建设项目安全设施

以下从项目的可行性研究、设计、施工、试运行、竣工验收到投产使用都必须与主体工程同时进行。

2.1可行性研究阶段

在可行性研究阶段，建设单位应当对建设项目的安全生产条件进行论证，形成安全生产条件论证报告，并应委托具有相应资质的评价单位对建设项目进行安全预评价，形成安全预评价报告用以指导建设项目的初步设计。

2.2初步设计阶段

在初步设计阶段，建设单位应当依法委托具有相应资质的设计单位对建设项目安全设施进行设计。设计单位应当依据有关安全生产的法律、法规、规章和标准以及建设项目安全预评价报告和安全生产监督管理部门的审批意见进行安全设施设计，并编制安全设施设计专篇，尽可能采用先进适用的工艺、技术和可靠的设备、设施，安全预评价报告中提出的安全对策措施应落实在安全设施设计专篇中。

2.3施工阶段

建设项目的安全设施应由具有相应资质的施工单位，严格按照通过安全生产监督管理部门批准或者备案的安全设施设计和相关施工技术标准、规范，与建设项目主体工程同时施工，并对安全设施的施工质量负责。工程监理单位、监理人员应当按照法律、法规和工程建设强制性标准实施监理，并对安全设施工程的施工质量承担监理责任。建设项目安全设施竣工后，建设单位应当依法组织对建设项目安全设施进行调试、检验、检测，对发现的问题及时进行整改，保证建设项目安全设施满足安全要求，并处于正常适用状态。

2.4试运行阶段

在试运行阶段，建设项目的安全设施应与主体工程同时投入使用，建设单位应对安全设施的应用效果进行监测，并作出评价。

2.5竣工验收阶段

在试运行正常后，安全设施竣工验收前，建设单位应当委托具有相应资质的评价单位对建设项目安全设施进行验收评价，并编制建设项目安全验收评价报告。安全验收评价原则上不得委托该项目安全预评价的同一家单位。

三、结束语

天然气作为目前广泛使用的清洁能源，在社会上得到了很大程度的青睐与认可。天然气在分输站场中需要经过计量、分离以及调压等一系列的过程,因此,分输站场的设计工作极为重要.

参考文献：

[1]孙涛，魏斌，杨易凡.流量调节阀在靖西管道分输站中的应用[J].油气储运，2004（6）.

[2]国家安全生产监督管理总局.建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法[EB/OL].