天然气分输站场适用性改造中计量、调压系统的选型

【前言】天然气分输站场适用性改造中计量、调压系统的选型由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。因为管道以及设备的泄漏、场站设备故障和控制系统的故障很容易会危害人员的安全，并在场站设备运行过程中因为压力不均匀，往往会出现压力波动、疲劳腐蚀的现象，这些不良因素如果不能及时地得到处理，致使过滤分离器的滤芯有所堵塞，就会让压力变计不能进行调节，导致...

摘要：作为我国五大运输产业之一的油气管道运输在国民经济中有着起着非常重要的作用，可以说是国民经济发展的动脉。随着经济的迅速发展，国家对油气长输管道的依赖性逐渐提高，油气管道的安全问题已经得到了人们越来越多的关注，政府部门也加大了油气管道的监管力度，油气管道的运营者应该将“安全和经济”作为管理的核心。

关键词：天然气分输站场；适用性改造；调压系统

中图分类号：F407 文献标识码： A

引言：调压系统是输气管道分输站保证分输下游管道安全性、可靠性的重要措施。同时调压过程可以近似看作是一个绝热膨胀过程，由于焦耳―汤姆逊效应，节流后的天然气温度将下降，可能导致调压系统后路埋地管道由于生成天然气水合物、周围土壤的冻胀作用以及管道材质不能适应低温等原因而发生事故。因此，输气管道分输站调压系统的安全设计尤为重要。

1、主要系统控制

因为管道以及设备的泄漏、场站设备故障和控制系统的故障很容易会危害人员的安全，并在场站设备运行过程中因为压力不均匀，往往会出现压力波动、疲劳腐蚀的现象，这些不良因素如果不能及时地得到处理，致使过滤分离器的滤芯有所堵塞，就会让压力变计不能进行调节，导致安全阀门故障，不能释放出去的压力会膨胀，管道会憋压或泄漏。一方面，天然气输送战场的计量、调压系统的设备和仪表较多，如果这些设备和仪表没有经过严格的审查，一旦出现机械故障而失灵，就会导致严重的事故。另一方面，如果站场过滤分离设备不能正常的运转，也很容易出现弯头薄或者击穿、阀门内漏、调压等一些问题。

管道投入到天然气的输送生产中后，要不断地加强管理，相关技术人员要对管道设备进行按时的检修，对于超压的管道要及时的进行天然气排放，每次排放量从几立方米到几十立方米不同，这些被排放的天然气量虽然较少，但是一些天然气站往往采取的手势火炬燃烧或者直接向大气排放的方式进行放空，这就需要格外注意排放时天然气和空气的浓度，以防污染空气或产生危险，不能在排放的区域放置易燃易爆的物品或设施，将危险降到最低。

2、调压流程方案的选择

由于天然气用户用气的不均匀性，导致输气管道分输站分输下游管道的压力、流量呈周期性变化。为保证供气下游的安全，同时也为了输气管道协调供需平衡，GB50251-2003《输气管道工程设计规范》第8.4.5条规定，气体流量的监控应对供气量超限会导致管输系统失调的部位，采取有效的限流控制措施；第8.4.6条规定，当供气压力超限会危及下游供气系统设施安全时，应设置可靠的安全装置系统。当可能的最高进口压力与允许最高出口压力之差大于1.6MPa和进出口压力之比大于1.6时，可选择下列措施：（1）每一回路串联安装2台安全截断设备；安全截断设备应具备快速关闭能力并提供可靠的截断密封；（2）每一回路安装1台安全截断设备和1台附加的压力调节控制设备；（3）每一回路安装1台安全截断设备和1台最大流量安全泄放设备。目前输气管道常用的调压流程方案主要有以下6种：（1）单台工作调压阀；（2）单台工作调压阀+单台监控调压阀；（3）单台工作调压阀+单台安全切断阀；（4）工作监控调压阀+安全切断阀；（5）工作调压阀+监控调压阀+安全切断阀；（6）工作调压阀+安全切断阀+安全切断阀。

对于干线、支干线输气管道来说，上述6种调压流程方案最常用的是后两种方案，即工作调压阀+监控调压阀+安全切断阀和工作调压阀+安全切断阀+安全切断阀方案。根据GB50251-2003《输气管道工程设计规范》条文说明第8.4.6条，规范推荐采用工作调压阀+安全切断阀+安全切断阀方案。陕京输气管道工程北京末站、新疆煤制气外输管道工程设计压力为12MPa的站场及设计压力为10MPa、调压口径大于DN250mm的站场，其调压流程方案均为工作调压阀+安全切断阀+安全切断阀方案。

3、调压流程阀门的选择

3.1安全切断阀

安全切断阀作为压力调节系统中的安全装置，应采用独立于监控调压阀和工作调压阀的专用设备。安全切断阀在正常工作状态下为常开，一旦系统的压力达到设定值的上限或下限，它将自动切断供气管路。自动切断后，它不能自动打开，只能就地手动打开。安全切断阀应选用高可靠性的自力式阀门，阀门的材质及耐压等级应符合其安装处的工艺条件及现场的环境要求。安全切断阀在正常工作时长期处于全开状态，驱动阀门关断的驱动部件应有稳定的保护措施，对于管道正常工作所产生的振动不应引起驱动部件的松懈或动作，从而导致安全切断阀产生误动作。

3.2监控调压阀

监控调压阀应选用高可靠性的自力式调压阀，该自力式调压阀应是带有指挥器的调压阀。阀体、阀内件及密封件的材质及耐压等级应符合调压阀安装处的工艺条件及现场的环境要求。监控调压阀的指挥器动力源取自阀门的上游，为保证调节精度及指挥器的使用寿命，在指挥器的入口处应随设备带有精细过滤器。监控调压阀在结构上宜选用流通能力大的轴流式阀门，阀芯套筒和阀座应该采用耐冲刷材料，其调节范围应在最大流通能力的5%～100%之间。当阀门出现故障时，应处于关闭位置。

3.3工作调压阀

根据工作调压阀的动力源不同，工作调压阀可分为自力式工作调压阀和电动（或气动）调压阀。自力式调压阀的调节反应快速，但是出气压力有小幅的波动，适用于气源不太稳定、出口压力要求不是特别严格的场合；电动（或气动）调节阀调节精度高，但是动作时间较长，适合气源波动不频繁，出口压力要求精度高的场合。

根据GB50251-2003《输气管道工程设计规范》第8.4.3条，一般情况下，由于自力式调压阀具有结构简单、维护方便、流通能力大、国内产品已基本形成系列，有成熟的使用经验等优点，工作调压阀应采用自力式调压阀。但是采用自力式调压阀，一般只能就地人工改变压力设定点。当希望能在站场控制室内或管道系统调度控制中心改变输气压力时，可以在自力式调压阀基础上附加电动指挥控制器；在未加指挥控制器时与自力式调压器工作原理完全相同，当需要远程改变设定点时，通过电气信号使控制器电动机正转或者反转从而改变弹簧压紧力来改变调压阀控制的下游压力。用户可根据控制功能的要求、站场环境条件、使用习惯等条件进行选择。

4、调压节流过程温降的影响与消除

输气管道分输站调压系统绝热节流的后果是气体温度的降低，温度降低的程度由压力降的大小确定。从计算的结果和实际测量的结果表面，高压天然气的温度降一般为3～5K/MPa。可见，当10MPa的天然气调压节流至4MPa时的温度降低是十分明显的。

天然气温度的降低，可导致天然气水合物的生成。在高压、低温下天然气水合物聚集在管壁上，从而增加流体流动阻力，甚至堵塞管道，造成局部冻堵现象，而且被高速气流夹带，造成对设备的撞击和震动，严重影响分输站的安全运行。天然气水合物通常容易在节流阀、阀门关闭不严处以及管道弯头等地方生成。天然气温度的降低，还可因为天然气在流动过程中通过管道向周围环境吸热，若管道地上敷设，在周围环境湿度较大时，将会在节流后的管道外壁出现水蒸气冷凝，加剧地上敷设管道外壁的腐蚀；若管道埋地敷设，若管道周围土壤湿度较大时，可导致埋地管道周围含水土壤膨胀，对埋地管道产生冻胀作用，增加埋地管道应力水平。天然气温度降低，还可能导致后路管道材质不能满足低温要求而发生冷脆现象，导致管道脆性断裂，从而影响输气管道的安全运行。

结语：天然气的运输工作是一项非常重要且危险的任务，在其运输过程中存在很大的风险，这就要求相关的技术人员一定要认真负责的按照相应的操作规范进行工作，并不断地提高自己的业务技能，相关的部门单位也要不断地完善输气站场的规章制度。

参考文献：

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[3]王建坤，王立夫.煤制天然气项目长输管线计量调压系统简述[J].化工进展，2012，