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摘 要：天然气管道工程是一条大口径、长距离、高压力的天然气长输管道，天然气在分输站场经过过滤分离、计量和调压，向沿线的阀站供气，解决沿线用气需求。分输站场的建设和平稳运行，对整条输气管线的建设是非常重要的环节，站场的运行状况关系到整条管线的运营，站场的设计是其中最关键的环节之一。分输站场的主要功能是分输气量，通过过滤分离、计量、调压，然后供给用户。天然气管道工程的分输站场的设计，主要从平面布置，流程优化、设备选型等方面着手。
关键词：天然气长输管道;计量和调压;分输站场设计
天然气长输管道分输站场的设计，依据现场地形的实际情况，合理布局，在满足规范的情况下，尽量减少占地;流程设计将多种工艺流程相结合，适用各种工况;设备选型上根据实际工况选用设备，设备一般需备用一台，以满足检修时站场能正常运行。通常，天然气分输站场通过调压后进出站压差比较大，容易出现冻胀现象，分输的管径需做好保温措施。
1 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22.5 m，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員便于操作的地方，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。办公区内的其他建 （构） 筑物，比如水源井泵房、一体化污水处理装置等之间的安全距离，在满足防火规范的前提下，也要满足相关专业的特殊要求。
2 流程
分输站场的主要流程有以下四种模式：正常流程：上游来气→过滤分离→计量→调压→输往用户。清管流程：上游来气→发球筒→管道下游。越站流程，即天然气来气不进站，不输往用户，而是直接输往下一分输站。这种流程的实现有两种情况：①分输站出现状况，停止运行，此时关断进站的切断阀，天然气直接输往下一分输站;②接收用户出现问题，不能接收天然气，分输站需要停止运行，此时，长输管道中的天然气直接进入下一分输站。返输流程：即天然气的流向改变，原来的上游改为下游，逆向输送介质。在返输流程模式下，分输站的功能不变。
3 设备选型
3.1 过滤分离器
天然气在长输管道运行过程中，会带有一些杂质和水分，因此在分输站进站后，首先要对天然气进行过滤分离，去除杂质和水分。过滤分离设备有旋风分离器和过滤分离器。旋风分离器和过滤分离器的选用，要看介质的情况而定，介质中杂质比较多，气质不是很干净，就需要将旋风分离器和过滤分离器联合使用：首先用旋风分离器去除直径稍大的固体颗粒及少许水分，再用过滤分离器去除微小颗粒和水分、纤维及悬浮物。经过过滤分离处理的气质，才能适用于后面流程中流量计对气质的要求。介质中杂质比较少，比较干净，可只选用过滤分离器去除杂质，这样比较节省站场占地及工程费用。
3.2 计量
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。
3.3 调压
目前分输站的调压流程方案有五种：单台调节阀;单台调压阀+监控调压阀;单台调压阀+安全切断阀;监控调压阀+安全切断阀;调节阀+监控调压阀+安全切断阀。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。调节阀+监控调压阀+安全切断阀方案，按照从上游至下游的顺序串联组成安全、监控式调压系统。正常情况下，安全切断阀和监控调压阀处于全开位置，由调节阀对下游压力进行控制。当供气流量超过设定值时，调节阀切换到流量控制状态;当调节阀出现故障不能工作时，监控调压阀开始工作，若监控调压阀也出现故障，安全切断阀切断气源，以保证下游管道和设备的安全。
4 结论
天然气在分输站场经过过滤分离、计量和调压，向沿线的阀站供气，解决沿线用气需求。分输站场的建设和平稳运行，对整条输气管线的建设是非常重要的环节，站场的运行状况关系到整条管线的运营，站场的设计是其中最关键的环节之一。分输站场的主要功能是分输气量，通过过滤分离、计量、调压，然后供给用户。本文主要天然气管道工程的分输站场的设计中的平面布置，流程优化、设备选型等几个关键点着手。
参考文献：
[1] GB50183—2004，石油天然气工程设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
关键词：天然气长输管道;计量和调压;分输站场设计
天然气长输管道分输站场的设计，依据现场地形的实际情况，合理布局，在满足规范的情况下，尽量减少占地;流程设计将多种工艺流程相结合，适用各种工况;设备选型上根据实际工况选用设备，设备一般需备用一台，以满足检修时站场能正常运行。通常，天然气分输站场通过调压后进出站压差比较大，容易出现冻胀现象，分输的管径需做好保温措施。
1 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22.5 m，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員便于操作的地方，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。办公区内的其他建 （构） 筑物，比如水源井泵房、一体化污水处理装置等之间的安全距离，在满足防火规范的前提下，也要满足相关专业的特殊要求。
2 流程
分输站场的主要流程有以下四种模式：正常流程：上游来气→过滤分离→计量→调压→输往用户。清管流程：上游来气→发球筒→管道下游。越站流程，即天然气来气不进站，不输往用户，而是直接输往下一分输站。这种流程的实现有两种情况：①分输站出现状况，停止运行，此时关断进站的切断阀，天然气直接输往下一分输站;②接收用户出现问题，不能接收天然气，分输站需要停止运行，此时，长输管道中的天然气直接进入下一分输站。返输流程：即天然气的流向改变，原来的上游改为下游，逆向输送介质。在返输流程模式下，分输站的功能不变。
3 设备选型
3.1 过滤分离器
天然气在长输管道运行过程中，会带有一些杂质和水分，因此在分输站进站后，首先要对天然气进行过滤分离，去除杂质和水分。过滤分离设备有旋风分离器和过滤分离器。旋风分离器和过滤分离器的选用，要看介质的情况而定，介质中杂质比较多，气质不是很干净，就需要将旋风分离器和过滤分离器联合使用：首先用旋风分离器去除直径稍大的固体颗粒及少许水分，再用过滤分离器去除微小颗粒和水分、纤维及悬浮物。经过过滤分离处理的气质，才能适用于后面流程中流量计对气质的要求。介质中杂质比较少，比较干净，可只选用过滤分离器去除杂质，这样比较节省站场占地及工程费用。
3.2 计量
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。
3.3 调压
目前分输站的调压流程方案有五种：单台调节阀;单台调压阀+监控调压阀;单台调压阀+安全切断阀;监控调压阀+安全切断阀;调节阀+监控调压阀+安全切断阀。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。调节阀+监控调压阀+安全切断阀方案，按照从上游至下游的顺序串联组成安全、监控式调压系统。正常情况下，安全切断阀和监控调压阀处于全开位置，由调节阀对下游压力进行控制。当供气流量超过设定值时，调节阀切换到流量控制状态;当调节阀出现故障不能工作时，监控调压阀开始工作，若监控调压阀也出现故障，安全切断阀切断气源，以保证下游管道和设备的安全。
4 结论
天然气在分输站场经过过滤分离、计量和调压，向沿线的阀站供气，解决沿线用气需求。分输站场的建设和平稳运行，对整条输气管线的建设是非常重要的环节，站场的运行状况关系到整条管线的运营，站场的设计是其中最关键的环节之一。分输站场的主要功能是分输气量，通过过滤分离、计量、调压，然后供给用户。本文主要天然气管道工程的分输站场的设计中的平面布置，流程优化、设备选型等几个关键点着手。
参考文献：
[1] GB50183—2004，石油天然气工程设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.