浅谈城市天然气门站的调压计量工艺设计

摘要：本文结合实例，阐述了城市天然气门站中调压计量系统的工艺流程和设备选型设计。

关键词：门站 工艺 调压 计量

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

天然气通过长输管道输送，首先进入城市门站，由门站降压、计量后进入城市燃气管网。门站是上、下游气源的联接点，设计应考虑多方面的因素。

结合实例（城市天然气厂站如城市天然气门站、调压站的运行和供气特点）, 在设计时其调压计量系统采取不同的配置和选型, 本文对此进行探讨。

1、天然气门站工艺流程

天然气门站工艺流程简述：

采用DN400/L245从一级配气站取气引至拟建门站，门站设计压力为2.5MPa。

来气进站设电动球阀,设定压力值为2.5MPa，同时在电动球阀后预留调压阀安装位置，电动球阀能够超压自动切断来气，并能实现远控和就地控制，来气经此阀后，分两路进入过滤分离器、聚结分离器，分离器设计压力2.5MPa，工作压力1.2～1.6 MPa，单座处理量7×104Nm3/h。

气体经分离后分两路调压、计量，调压装置采用监控保护形式，每一调压回路设置两个串联调节阀，一个为主调节阀，一个为监控调节阀，监控调节阀的设定值比主调节阀略高，正常情况下，主调节阀起调节作用，监控调节阀为常开阀；当主调节阀发生故障时，主调节阀全开，由监控调节阀起调节作用，为对压力、流量进行调节，主调节阀选用电动调节阀，正常工作以压力为主调对象。为保证管道安全生产，当进站来气管道、站内管道设备、下游供气线路管道出现爆管、泄漏失压、失火等紧急事故时，切断进气管道或向下游供气管道，截断阀设为电动。

其中一路去住宅区，另外一路去农业开发区。

其中去住宅区供气管线考虑冬季夏季供气波峰较大，夏季主要为民用灶具用气，冬季用气主要为住宅壁挂炉用气，故本次设计分别计量。两路气量分别为5000Nm3/h和4.5×104Nm3/h, 当用气量较小时（小于5000 Nm3/h），关闭DN450电动球阀，打开管径为DN150电动球阀，使DN150气路畅通;当用气量较大时（0.5～4.5×104Nm3/h,）关闭 DN150电动球阀，打开管径为DN450的电动球阀，使DN450气路畅通。两路可实现自动切换。两路计量均设置备用计量旁路。每路均设置流量调节阀，与流量计联锁，进行流量调节。农业开发区供气管线计量方式同上。

两路调压原理相同。经两路调压计量加臭后向下游用户供气,出站设安全切断阀，配气站输出设计压力为0.8MPa。

分离器及汇管设有排污系统，污物排至排污罐，排污罐选用卧式储罐，容积5m3，承压0.6MPa，罐内污油应及时进行拉运清理，利用站内天然气气压装车。

站场检修、清管作业及管道事故需进行放空时，均排入放空系统。

工艺流程图：

2、天然气门站计量问题

关于小流量计量情况的分析：由于下游用户为住宅用户，当夏季不采暖时期，住宅用户用气主要为民用灶具用气，然而民用灶具用气也是存在用气高峰及用气低谷情况，本次站内选用旋进漩涡流量计，流量计测量范围完全满足用气高峰时的计量需求；当用气量处在用气低谷时，需对此种情况进行分析。

表1.1-1门站去住宅区管线储气量计算表

本工程设计选用的旋进漩涡流量计的测量比为1：10，由此可知测量下线为500 m3/h，当夏季民用灶具用气低于500 m3/h时，流量计无法进行准确计量。流量调节阀与流量计连锁当流量低于流量测量下限值时，流量调压阀自动关闭，当阀后压力低于0.7MPa时，调节阀手动打开，由表1.1-1可知，门站去住宅区管线储气量为4523 m3，此部分管线储气量远远大于流量计测量下限值，去住宅用气可完全依靠此段管线内储气量进行补气，即可解决民用灶具用气低于站内流量计测量范围的问题。

3、天然气门站调压

目前运行的城市天然气门站多采用截止式调压器和轴流式调压器, 这两种调压器均为间接作用调压器, 即通过指挥器与主调压器联合作用实现调压。

截止式调压器

调压器的阀口为非全通径(即阀口全开口径比调压器口径要小), 阀体采用铸造, 少数部件锻造,制造成本比轴流式调压器低。气体下进上出, 在调压器内做逆“Z”字形流动, 一方面气体会产生气蚀,冲刷阀体死角; 另一方面气体在阀体内2次转弯会产生一定压力损失和较大的噪声。

轴流式调压器

调压器阀体采用锻钢制造, 与铸钢相比锻钢的金属晶粒更细、更致密, 从而具有更高的强度和金属致密度, 锻钢阀体在高压工况下使用安全性更高。气体通过调压器时为直线(轴向)流动, 不会产生气蚀。调压器阀口为全通径(即阀口全开口径与调压器口径相同), 一方面阀体阻力小、流态好、同等工况下产生的噪声比截止式调压器小, 同等口径、同等压力下, 轴流式调压器的额定流量要高出截止式调压器15% 以上; 另一方面, 气体携带的微小固体杂质(灰尘等)不易淤积在阀口造成调压器关闭不严等故障, 在实际应用中轴流式调压器故障率要

低于截止式调压器。

选型建议

同等规格的轴流式调压器价格要高出截止式调压器25%以上, 但从调压性能、流通能力及运行维护等方面综合考虑, 轴流式调压器的整体性能要优于截止式调压器, 尤其是在高压(压力> 2. 5 MPa)工况下, 轴流式调压器安全性更高。实际工程证实,轴流式调压器具有噪声低、流量大、故障率低的优点。建议在城市天然气门站的调压器选型时优先考虑采用轴流式调压器。

4、结论

通常情况下城市近期与远期用气规模变化较大，不均衡用气也使通过门站调压器的小时流量变化较大。可设置多路并联的调压器，同时设置自动选路装置，根据下游用气量变化，自动开启或关闭相应

流量的调压管路。

参考文献：[1] 赵磊 于立新 李恩娟. 门站调压系统的影响因素分析.

[2] 姬建成 赵明.城市天然气门站流量计量系统设计.