摘要：随着社会经济的发展，我国对天然气资源的需求不断增加，天然气长输管道建设越来越多。高压长输天然气管道在天然气运输过程中发挥着越来越重要的作用。长输天然气管道中的分输站在整个管道运输过程中起着枢纽作用，对于整个天然气运输有着举足轻重的作用。文中将针对分输站场的设计进行分析研究，从设计的前提条件、布局设计以及功能设计三个方面进行研究，以促进我国高压长输天然气管道建设和发展。
关键词：高压；长输天然气管道；分输站；设计
引言
天然气管道工程具有长距离、大口径的特点,在传输的过程中需要承受较大的压力,同时,天然气在分输站场中也需要经过计量、分离以及调压等一系列的过程,分输站场的功能为分输气量,并通过分离、计量、调压等工作将天然气输送给用户,因此,分输站场的设计工作极为重要,下面就对天然气长输管道分输站场的设计工作进行深人的分析与探讨。
1天然气长输管道传统布站方法的发展现状
在天然气长输管道传统布站设计的过程中，设计输量的选取标准主要采用年输量的平均量来计量，所以在这一过程中，忽视了天然气需求量会受到季节变化的影响等因素，同时对于上游资源的可调节性问题也没有加以设计，导致下游市场对于天然气需求的变化无法很好地适应，导致在这一过程中产生的经济收益较差，而且灵活性也较低。在国内外常用的天然气长输管道分输站场布站设计的方法主要采用的是等压比布站，各站按照基本相同的压比设计压气站。
2分输站场选址问题
在分输站场设计过程中，首先需要确定分输站场的选址问题。由于天然气具有可燃性，在运输过程中，如果操作不当，可能存在火灾甚至爆炸的隐患。为此，在对分输站场进行选址过程中，应严格按照《石油天然气工程设计防火规范》中对分输站场选址的要求。在对分输站场进行选址时，应对当地的环境进行详细的勘察，结合当地的地形以及风向来布置分输站场。由于天然气火灾、泄漏或者爆炸都会对周围的居民造成巨大的影响，为此，天然气管道中的分输站场通常是设置在人员分布较少的郊区。但是在东部沿海地区，土地利用率较高，因此，在选址时就应该根据当地的相关规划进行分输站场建设或者取得相关部门许可，确保分输站场设计施工的合法性和合理性。
3平面布置
天然气分输站场属于五级站场，平面布置必须严格执行《石油天然气工程设计防火规范（GB50183）》的相关规定。在满足规范的前提下，平面布置主要从以下几方面着手：站场内部分为两大部分，即办公区与生产区，这两区域须分开布置，最小安全距离不得小于22.5m，办公区一般布置在站场的进出口，便于人员紧急情况下疏散，减少人员穿梭于生产区，带来安全隐患。办公区主要为站内的辅助生产厂房（发电机房、水源井泵房、配电室等）、使用非防爆电气的厂房及值班休息室；生产区主要为站内的工艺设备装置区，它们二者之间有着严格的安全距离，属于防爆区和非防爆区的安全距离。同时要依据线路的整体走向，生产区布置在方便天然气管道进出站场的位置，尽量顺直进出站管道在站内的走向，减少不必要的弯头。在生产区布置中，生产区内部分两大部分，即进出站阀组区和过滤分离、计量调压区。进出站阀组区一般布置在人员便于操作的地方，过滤分离器、计量调压区布置在靠近分输方向的区域。设备的布置依据流程顺序及分输走向，依次布置设备，设备之间不仅要满足安装的距离要求，同时要留有足够的检修空间，比如过滤分离器后侧，至少要留出筒体长度的距离，以便在以后的检修中抽出内部的滤芯。在办公区布置中，发电机房和配电室一般布置在办公区的一侧，不与其他办公室相邻，尤其与有水的房间不能毗邻。在目前的分输站场设计中，办公室、通信室、阴极保护室等房间，都集中于一栋办公楼中，这样既美观又节省占地。
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4分输站场功能设计
4.1过滤分离器的设计要点
在天然气长输管道的设计环节中，由于管道中会含有一些水分和杂质，所以当分输站进站后，第一点需要加以处理的就是进行过滤分离，将水分和杂质去除。一般来说，选用的过滤分离设备主要有过滤分离器和旋风分离器，同时选取哪种过滤分离设备蛀牙根据介质的具体情况加以确定。如果当介质中有太多的杂质，气质不够干净时，应将过滤分离器与旋风分离器两者联合起来加以使用。对于那种直径少打的固体颗粒以及含有少量水分的介质，应当使用旋风分离器进行去除，然后再运用过滤分离器将其中存在的悬浮物、纤维和水分、小颗粒等去除。当介质比较干净，其中含有的杂质较少时，可以使用过滤分离器将杂质去除，此种方法对于工程费用的节省以及站场占地的节省意义较大。
4.2科学合理地配置计量系统
分输站的计量是贸易计量，在计量精度上要满足贸易交接的要求，量程范围选择要合适，充分考虑投产初期的小流量和今后满负荷运行的大流量的需求。目前常用的天然气计量主要有孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计等。孔板流量计是一种差压式计量设备，结构简单，使用周期长，但量程范围窄，在30%～80%之间且压损较大，不能很好地适应各种流量范围；涡轮流量计量程范围稍宽，在10%～80%之间，压损小，但当气体流量较小时，涡轮流量计存在计量盲区；超声波流量计是通过测超声波信号在管内传输的时间来计算流体的流速，测量精度高，量程范围宽，几乎没有压损。胶州～日照天然气管道分输站场的设计中，优先选择超声波流量计，进行就地显示及远传至站控室。
4.3调压
（1）单台调节阀方案流程简单，操作方便，但需要人员随时调整，安全性差，气量易波动。单台调压阀+监控调压阀方案分级调节和监控，实现对下游压力的监控，安全性较好，但需人员随时调整，两台调压器的压力设定要合理。单台调压阀+安全切断阀和监控调压阀+安全切断阀这两种方案均采用了安全切断阀设置，安全性较高，能确保下游不超压，但切断阀一旦动作，将切断下游供气，需要对切断阀的设置进行调整和复位。（2）单台调压阀+监控调压阀方案是通过分级调节和监控的方式对下游的压力进行实时监控，具有较好的安全性能，但是仍然需要工作人员进行随时调整，在工作过程中，还需要对两台调压器的压力值进行合理设定，进行协同作业。（3）调节阀+监控调压阀+安全切断阀方案，是通过从上游到下游的顺序串联成安全的调压监控系统，一旦发生气流量超过分输站场设定值时，调压系统可以通过自动断开安全切断阀，切断气源，保障下游的设备和管道安全。
结束语
综上所述，在进行天然气长输管道的分输站场设计工作中，需要对其加以科学合理的布局，所有的设计必须满足相应的规范，避免浪费有限的土地资源。设计过程中，应当选择适合工况的工艺流程。总之，处理好长输管道分输站场设计中的每一个细节问题，才能更好地促进该行业的稳步向前。
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论文作者:李星辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/8
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