天然气输送管道中的场站

天然气输送管道中的场站天然气输送管道中的场站基本知识主要概念一首站二分输站三末站四清管站五线路截断阀室六线路战场常用工艺设备基本术语首站分输站末站压气站清管站储气库阀室阴极保护站工艺流程计量站址选择除尘器过滤分离器模块概述本模块主要概述了天然气集输站场中的首站、分输站、末站、清管站、线路截断阀室和场站中常用的工业设备。通过本模块的学习要求学员了解天然气输送管道中的场站的组成及运行方式，掌握绘制各场站的站工艺流程图的方法，弄清输气工艺流程的操作原则，了解输各场站的工作特性，掌握输气场站的常用工艺设备的结构和工作原理。概念一场站的分类和布点的要求一、天然气集输站场的分类输气站是输气管道工程中各类工艺站场的总称。其主要功能是接收天然气、给管道天然气增压、分输然气、配气、储气调峰、发送和接收清管器等。按它们在输气管道中所处的位置分为：输气首站、输气末站和中间站(中间站又分为压气站、气体分输站、清管站等)3大类型及一些附属站场(如储气库、阀室、阴极保护站等)。按站场自身的功能可分为：压气站、分输站、清管站、清管分输站、配气站等。1．首站首站是天然气管道的起点站，它接收来自于矿场净化厂或其他气源的净化天然气，其主要工艺流程为：天然气经分离、计量后输往下游站场。通常还有发送清管器、气体组分分析等功能。当进站压力不能满足输送要求时，首站还具有增压功能。2．分输站分输站是在输气管道沿线，为分输气体至用户而设置的站场。其主要的工艺流程为：天然气经分离、调压、计量后分输至用户。有时还具有清管器收发、配气等功能。当与清管站合建时，便为清管分输站。3．末站末站是天然气管道的终点设施，它接收来自于管道上游的天然气，转输给终点用户，其主要工艺流程为：天然气经分离、调压、计量后输往用户。通常还有清管器接收等功能。4．压气站:压气站是输气管道的接力站，主要功能是给管道天然气增压，提高管道的输送能力。其主要工艺流程为天然气经分离、增压后输往下游站场。5．清管站输气管道投产时需要通过清管器清除管道中的积液、粉尘杂质和异物。清管站主要工艺流程为：清管器接收、天然气除尘分离、清管器发送并输往下游站场。6．储气库储气库是输气管道供气调峰的主要设施，主要的形式有：枯竭气田储气库；地下盐穴、岩洞储气库；地面容器储气库。地下储气库的工艺流程为：天然气过滤分离、计量、增压注气；采气、过滤分离、计量、增压输回管道。7．阀室为了便于进行管道的维修，缩短放空时间，减少放空损失，减少管道事故危害的后果，输气管道上每隔一定距离，需设置干线截断阀。阀室的功能为：干线截断、两端放空。8．阴极保护站埋地管道易遭受杂散电流等腐蚀，除了对管道采取防腐绝缘以外，还要进行外加电流阴极保护，将被保护金属与外加的直流电源的负极相连，把另一辅助阳极接到电源的正极，使被保护金属成为阴极。由于外加电流保护的距离有限，每隔一定的距离应设一座阴极保护站。二、站址选择要求1．基本要求(1)满足系统工艺设计的要求，所选位置总体上服从输气干线的大走向。(2)所选站址应符合当地城镇的总体规划。(3)与附近村镇、厂矿企业、仓库、铁路、公路、变电所及其他公用设施的安全距离必须符合GB50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》中的有关规定。(4)社会依托条件好，供电、给排水、通信、生活条件好，交通便利。(5)所选站址(含放空区)的占地面积应使站内各建筑物之间能留有符合防火规范规定的安全间距，必要时应考虑站场的发展余地，要近、远期结合，统筹规划。(6)选择站址应地势开阔、平缓，有利于场地排水，尽量减小平整场地的土石方工程量。2．工程地质、水文地质要求(1)选择较有利的地形及工程地质条件，应避开易发生山洪、滑坡等不良工程地质段及其他不宜建站的地方。(2)站址应尽量避开湿陷性黄土分布地区，或选在湿陷量较小的地段。(3)地下水位较低，无侵蚀性。(4)地耐力不小于150kPa。3．布站要求输气管道的沿线有许多种站场设施，将这些设施合建能减少占地，降低投资，并且方便管理。因此在可能的情况下宜尽量将这些站场设施合建：(1)输气首站一般设在净化气源附近，末站一般设在终点用户附近。(2)分输站的选址主要考虑靠近集中用户的地理位置。(3)清管站尽量与压气站、分输站合建。清管站的站间距选择主要考虑不应超过清管器的最大运行距离，一般清管站可按80～130km间距设置。(4)压气站布局涉及末段长度、首站位置和各中间站站距3方面内容。其站间距与管道的运行压力和压比有关，根据管道设计输量，以及管道投产后数年内输量变化的预测，对不同的增压输送方案进行优化比选，根据推荐方案布站。(5)干线阀室的间距通常以管线所处地区的重要性和发生事故时可能产生的灾害及其后果的严重程度而定，这种间距通常为8～32km。在某些特别重要的管段两端(铁路干线，大型河流的穿跨越)也应设置截断阀室。(6)阴极保护站的间距受最大保护距离的限制，在布站时需综合考虑这些因素，其站间距可以几十或上百千米。阴极保护站宜与输气站场合并建设。一、功能首站是天然气管道的起点设施，气体通过首站进入输气干线。通常，首站具有分离、计量、清管器发送等功能。1．接收并向下游站场输送从净化厂来的天然气首站接收上游净化厂来的天然气，为了保证生产安全，通常进站应设高、低压报警装置，当上游来气超压或管线事故时进站天然气应紧急截断。向下游站场输送经站内分离、计量后的净化天然气，通常出站应设低压报警装置，当下游管线事故时出站天然气应紧急截断。首站宜根据需要设置越站旁通，以免因站内故障而中断输气。概念二首站2．分离、过滤天然气中的固体颗粒污染物不仅会增加管道阻力，降低输气管道的气质，还影响设备、阀门和仪表的正常运转，使其磨损加速、使用寿命缩短，而且污染环境、有害于人身健康。液体污染物会随时间逐渐积累起来，形成液流，这样会降低气体流量计计量精度并可能损坏管道的下游设备。因此，通常在输气首站应设置分离装置，分离气体中携带的粉尘、杂质和上游净化装置异常情况下可能出现的液体，其分离设备多采用过滤分离器。过滤分离器是由数根过滤元件组合在一个壳体内构成，通常由过滤段和除雾段(分离段两段组成，能同时除去粉尘、固体杂质和液体。当含尘天然气进入过滤器后先在初分室除去固体粗颗粒和游离水。之后细小的尘污随天然气流进入过滤元件，固体尘粒在气流通过过滤元件时被截留，雾沫则被聚合成大颗粒进入除雾段，在天然气流过雾沫扑集器时液滴被分离。分离后的天然气进入下游管道，尘污则进入排污系统。分离效率：对于粒径不小于5μm的粉尘和液滴，分离效率不小于99．8％；对于粒径为1～3μm的粉尘和液滴，分离效率不小于98％。过滤分离器具有多功能、处理量大、分离效率高、弹性大、更换滤芯方便等特点。主要适用于长输管线首站、分输站和城市门站，同时也适用于含固体杂质和液滴的天然气的分离。大流量站场的气体过滤分离器，可以经汇管采取并联安装的方法来满足处理量要求。在设计分离器的通过量和台数时，宜设置备用分离器。如果是热备用，应保证当一台分离器检修时余下分离器的最大处理能力仍可满足正常处理量要求。3．计量应计量输入和输出干线的气体及站内的耗气，这些气量是交接业务和进行整个输气系统控制和调节的依据。气体计量装置宜设置在过滤分离器下游的进气管线、分输气和配气管线以及站场的自耗气管线上。大流量站场的计量装置，可分组并联，并设备用线路。为了减少震动和噪声，站场管道的气体流速不宜超过20m／s。常用于测量天然气体积流量的流量计有差压式流量计、容积式流量计、涡轮流量计、超声式流量计几类。4．安全泄放(1)输气首站应在进站截断阀之前和出站截断阀之后设置泄压放空设施。根据输气管道站场的特点，放空管应能迅速放空输气干线两截断阀室之间管段内的气体，放空管的直径通常取干线直径的1／3～1／2，而且放空阀应与放空管等径。(2)站内的受压设备和容器应按GB50251—2003《输气管道工程设计规范》的规定设置安全阀。安全阀定压应等于或小于受压设备和容器的设计压力，安全阀泄放的气体可引入同级压力放空管线。(3)站内高、低压放空管宜分别设置，并应直接与火炬或放空总管连通。(4)不同排放压力的可燃气体放空管接入同一排放系统时，应确保不同压力的放空点能同时安全排放。(5)放空气体应经放空竖管排入大气，放空竖管的直径应满足最大放空量要求。(6)可燃气体放空应符合环境保护和防火要求，有害物质的浓度和排放量应符合有关污染物排放标准的规定，放空时形成的噪声应符合有关卫生标准。(7)寒冷地区的放空管宜设防护措施，保持管线畅通。(8)放空竖管(或火炬)宜位于站场生产区最小频率风向的上风侧，并宜布置在站场外地势较高处。二、首站典型的工艺流程1．首站不加压工艺流程首站不加压工艺流程见图7－2—1。2．首站加压工艺流程首站加压工艺流程见图7—2－2。三、首站与其他功能场站合并建设1．有可能与首站合并建设的站(1)清管站。通常首站都具有清管功能，站内设有清管器发送装置。(2)加压站。当进站压力不能满足输送要求或管道输量增加需提高起点压力时，首站还具有增压功能，此时首站需包括压气站内容。(3)分输站。当首站附近有直供用户时，可从首站分离器下游直接分输气体去用户，此时首站具有分输站功能。2．首站与其他功能场站合并建设的关系首站与其他功能场站合建后，清管、增压、分输等内容分别作为首站的各个功能分区，由首站实行统一管理。-1-1输气干线首站工艺流程（不带压气站）JY102～103—绝缘接头；H201，H202，H301—汇气管；GF201～204—过滤分离器；F101—清管器发送装置；FK801—放空立管概念三分输站一、功能分输站是天然气管道的中间站，气体通过分输站供给用户。通常，分输站具有分离、计量、调压等功能。1．接收上游站场来的天然气并向下游用户供气接收上游站场来的天然气，该部分内容同首站。向下游站场输送经站内分离、计量、调压后的天然气，出站应设高、低压报警装置，当出站超压或下游管线发生事故时紧急截断。2．分离、过滤(1)直接供给附近用户用气，对分离后气体含尘粒径要求较小，分离装置选型可采用过滤分离器。(2)如果是分输气体进入支线，分输站距用户较远，分离装置选型宜采用旋风分离器或多管干式除尘器。如粉尘粒径大于5μm，处理量不大时，可选用旋风分离器；处理量大时，可选用多管干式除尘器。(3)如果分离的气体含尘粒径分布宽，要求分离后含尘粒径很小的情况，可考虑采用两级分离。第一级采用旋风分离器或多管干式除尘器，第二级采用过滤分离器。3．调压分输去用户的天然气一般要求保持稳定的输出压力，并规定其波动范围。站内调压设计应符合用户对用气压力的要求并应满足生产运行和检修需要。调节装置目前多采用自力式压力调节阀或电动调节阀，宜设备用回路。分输站调节装置宜设在分离器及计量装置下游分输气和配气的管线上。4．计量分输去用户的天然气需要计量，该部分内容同首站。5．安全泄放分输站调压装置下游如果设计压力降低，则应在出站设置安全泄放阀，目前多采用先导式安全阀。先导式安全阀因其动作精度高，排放能力大，能够在超过整定压力非常小的范围内泄压排放，复位准确，密封可靠，工作稳定性好的优点而得到广泛应用。二、分输站典型的工艺流程分输站工艺流程见图7—3－1。三、输气站与其他功能场站合并建设的可能性及其间的关系1．清管站当分输站位置与清管站间距相吻合时，分输站宜与清管站合建，站内设有清管器收、发装置。2．加压站当分输站进站压力不能满足干线输送要求时，分输站还应具有增压功能，此时分输站与压气站合建。3．分输站与其合并建设的其他功能场站之间的关系分输站与其他功能场站合建后，清管、增压等内容作为分输站的各个功能分区，由分输站实行统一管理。一、功能末站是天然气管道的终点站，气体通过末站供应给用户。通常，末站具有分离、计量、调压、清管器接收等功能。(1)