天然气站场设计的相关问题研究

天然气站场设计的相关问题研究

天然气站从上游管道接收气体，通过过滤和加热向下游输送天然气。天然气站的设计将直接影响到下游用户的安全。在油气工程设计领域，标准化设计是必然的发展趋势。在分析天然气站设计规范的基础上，分析了天然气站的工艺设计。

标签：天然气;站场设计;优化措施

天然气站在天然气输送和供应过程中起着重要的作用。它是一个非常重要的过渡场所。天然气站从上游管道接收天然气后，经过截止阀、过滤、计量、调压等一系列工序，将切断向下游的供气。只有天然气站的安全稳定运行，才能保证下游用户的安全。因此，在天然气站设计过程中，必须确保设计合理，使天然气站各部分能满足相关要求。因此，本文主要探讨天然气站的设计相关问题相应地讨论了这个主题。

1 天然气站场运行中存在的问题

在天然气管道输送过程中，许多介质具有一定的腐蚀特性，容易引起管道腐蚀反应。同时，天然气管道在使用过程中，由于关键设备的故障和人为因素的影响，会导致各种安全事故。其中，在天然气站运行中，由于涉及的设备众多，天然气站的高压、高流速运行条件容易导致管道泄漏，法兰泄露和阀门泄漏问题时有发生。然而，这些问题一旦发生，将影响天然气站的安全运行，甚至引发爆炸事故。同时，在整个天然气站的运行中，使用了大量的压缩膨胀设

备，这些设备具有结构复杂、部件数量多等特点，在日常工作中承担着高速高压的作用，因此，压缩膨胀设备具有容易诱发机械故障，为整个天然气站的正常运行埋下隐患。

在整个天然气站的运行过程中，排空系统是非常重要的安全保障。在天然气站应用通风系统时，会产生问题，影响天然气管道和处理设施的稳定性，导致各种安全事故。另外，天然气站的防静电、防雷设备也是天然气站安全管理的重要内容，因此在天然气站的管理过程中，应注意各种电气设备引起的安全问题。

2 天然气站场设计要点

2.1 天然气站场设计规范

天然气站场设计中需要能够满足天然气输送、分配需求，能够根据线路走向进行合理设计，保证工艺设计合理性和经济性。在选址方面，要求地形和地质有利，避免建立在湿陷性黄土、地面下沉的不良地段中。同时要求地理和社会环境优越，供电、给水等条件优越，与周边公用建筑设施的距离符合国家标准。在作业通道设计中要求能够满足检修需求，能够与周边公路连接。

天然气站场设计规范涉及到多个方面，在与其他公共建筑设施的安全距离方面，要求满足GB50183标准，同时符合地方规划规定。依照GB50251中的标准，天然气站场设计中应设置线路截断阀室避免出现灾害，提高抢修率，减少事故损失。具体而言，一级地区管段最大距离在32km以上，二级地区在24km以上，三级地区在16km以上，四级地区在8km以上。要求截断阀门选择全焊接球阀，能够通过清管器，如果发生管道破裂情况，截断阀门能够通过上下游的压力瞬时变化，迅速发现工作状态变化，向中控室报警并采取紧急截断等相应的措施。

2.2 工艺设计

2.2.1 用管及阀门

天然气站使用的管道通常是钢管。所有管道必须经过严格的质量检验和验收。所有管道均应符合GB97 11等相关标准的要求。特别是为了满足焊接要求，所有管道的圆度允许偏差都不能超过外径允许偏差。天然气站阀门的主要功能可分为截断、检查、排放、计量、排污和安全超压排放，因此在选择阀门时，必须充分结合其功能来选择合适的阀门。

2.2.2 过滤分离器设计

在过滤器分离器设计开始之前，我们首先要明确几个设计要点。首先，由于天然气管道中不可避免地会存在一些水分和杂质，所以加油站进入水过滤器后，水和杂质就会分离。常用的过滤设备有卧式过滤分离器和立式旋风分离器。如果介质中杂质太多，则应同时使用水平过滤分离器和垂直旋风分离器。鉴于固体颗粒直径稍大而含水量较少的事实，可以优选旋風分离器，然后可以使用过滤分离器过滤杂质。此外，如果介质相对清洁，杂质较少，并且受场地限制，可以考虑使用垂直旋风分离器进行杂质过滤。

2.2.3 计量

对于分输站来说，贸易计量是最重要的一个环节。为了保证贸易往来的顺利进行，有必要在调试初期注意小流量的同时，确定合适的测量范围。具体地说，在天然气测量中，最常用的方法有超声波流量计、涡轮流量计、孔板流量计。另外，由于长输管道站场入口压力和分输压力相差较大，调压前后差异较大，所以在焦耳-汤姆逊效应的影响下，致使天然气管道运输的温度直接降到冰点以下，严重时可能会导致管道冰堵或者变形所以通常在此需要考虑加热设备。加热设备根据其加热方式的不同大致可分为以下三种，水浴式加热器、电加热器以及燃气燃烧器，通常根据换热量以及经济比选进行设备的选型。

2.3天然气站场排污工艺设计

①手动排污阀处设置双阀，一旦一个阀门忽然损坏，打开后不能关闭，可以使用另一个阀门中断排污过程，同时也可有效减少阀门内漏带来的经济损失和潜在的风险;②如果不需要频繁排污，则不建议采用自动排污设计。由于自动排污

一般没有人员值守，一旦自动排污阀门的控制系统失效或者阀门本身发生故障不能关闭，就会导致大量天然气进入排污池。如果必须采取自动排污设计，则应将自动排污系统当作关键装置为其建立预防性维护保养计划（PM），同时考虑设置超低液位监测与自动关断联锁装置，避免大量天然气进入排污池，并需在此设置可燃气体探测装置，确保安全;③将排污池开口处密封并设置足够管径的放空管，将可能排入排污池的天然气引至安全的位置放空。采取这种设计时要计算并确保放空管的管径足够大，在极端情况下也不至于使排污池憋压，同时要考虑放空管的高度，避免天然气从放空管排出后在地面形成爆炸混合物，另外要考虑的问题包括不能在放空管上设置隔离阀，避免因关闭隔离阀而使排污池憋压，还要考虑在放空管上设置阻火装置，避免雷电引燃从放空管排出的天然气;④在排污池区域设置燃气监测与报警装置，当监测到一定浓度的天然气，比如20%LEL时发出警报，当天然气浓度达到更高值，比如40%LEL时自动实施局部或者全场紧急关断;⑤禁止将手机、照相机等非防爆电气设备带入站场生产区域，如果需要，则应按照动火作业申请动火作业许可;⑥划定排污池危险区域，对该区域实施物理隔断，禁止无关人员进入。排污池污水装车外运作业时，采取⑤中所列的措施避免交叉作业。如果需要进入排污池进行检查或者维修，则应采取进入受限空间所要求的安全措施，对所有进入排污池的管线进行绝对隔离（如加装盲板）。

2.4 天然气站场的场地设计

①排水明沟。天然气加油站应采用梯形或矩形明渠，明渠的起动深度应大于或等于0.2m;②天然气站应建立良好的雨水排放系统。排水系统的排水方式应根据场地的地质条件、环境卫生要求、建筑密度等因素确定。可选的方法有自然地表排水、明渠排水、暗沟排水等。

2.5 消防泵组安装技术

消防泵组可选用同步排水泵和抽吸消防泵。同步排水（自吸）消防泵是一种自装消防泵，安装在液位以上。由于泵轴面低于预先安装的自灌装装置的液位，当泵启动时，水通过重力势能自然地倒入泵中，因此它可以是零秒出水。同时，该泵还具有自吸功能，自吸高度可达8.5m，进水管道水平距离可达公里。同时，不需要修建地下泵房，还能节省土建投资成本，缩短施工周期，避免水泵房事故的发生。

消防泵总成应符合以下标准：①消防泵应配备自动回流管;②每组水泵吸入管应多于两根，并且当吸入管不能正常工作时，要确保一根能够穿过所有的水;③有的需要频繁打开，直径大于300毫米的阀门应使用气动阀或电动阀，并确保其可以手动操作;④自注水泵的最佳选择导水，如果必须使用负压给水，则应确保每个消防泵都有单独的吸入管。

3 结束语

综上所述，文章主要介绍了当前天然气站场设计。当前天然气站场设计标准化已经成为必然选择，天然气站场设计中需要不断优化标准规范，同时不断修正，

保证设计质量。

参考文献：

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