【文章內容簡介】 量站站址的選擇 選址原則 (1) 門站站址的選擇首先應該遵循安全的原則，應符合國家 最新 《建筑設計防火規(guī)范》和《原油和天然氣工程設計防火規(guī)范》的有關要求； (2) 滿足目前生產需要，并為今后發(fā)展留一定余地； (3) 符合輸氣管道走向并滿足城市規(guī)劃、國土和消防的要求； (4) 站場放空排污系統(tǒng)設計滿足環(huán)保排放要求； (5) 站址應盡量靠近城市市政設 施服務系統(tǒng)如供電、給排水、通信等； (6) 盡量節(jié)省用地和少占良田； (7) 避開山洪、滑坡等不良工程地區(qū)。 站址安全距離要求 根據(jù)本工程的實際情況，門站站址的選擇在防火間距上有以下規(guī)定： (1) 盡量避開規(guī)劃區(qū)； (2) 與公路的間距不小于 20 米； (3) 與國家 I、 II 級架空通信線不小于 40 米； (4) 與相鄰廠礦企業(yè)的距離不小于 50 米； (5) 與 100 人以上的居民區(qū)、村鎮(zhèn)、公共福利設施不小于 50 米； (6) 與 35kV 及以上獨立變電所不小于 50 米； (7) 與架空電力線不小于 倍桿高。 調壓計量站設計路線選擇 本著調壓計量站應該簡單、方便的觀點，在建設設計中應首先考慮安全、準確、經(jīng)濟、和可靠。安全、準確、經(jīng)濟、和可靠的高壓計量調壓站是高質量設計、建設和操作的結果。 所以調壓計量站的設計保持其設計簡潔的同時，必須考慮所有的基本因素。同時必須認真考慮現(xiàn)在和將來使用的關鍵部件，包括管線、匯管、控制閥、閥門、超壓保護和計量。作為一個先進而簡便的解決方法，設計者也應考慮選擇設備儀器、過慮 /分離器、氣味計、色譜儀和滴定儀、遙控裝置和脈動消除器。 LLH 調壓計量站工藝設計 5 一般來說，為了獲得安全、可靠且可 以準確計量的穩(wěn)定的壓力調節(jié)，設計者必須考慮許多直接影響設備選擇的設計參數(shù)。主要的參數(shù)有： ① 最大和最小流量； ② 最大允許操作壓力； ③ 正常操作壓力； ④ 流量分布； ⑤ 控制形式等。其他需要考慮的 主要 因素有：投資費用、未來流量變化、現(xiàn)場位置、安全因素、建設可行性、操作和維護、政府法律法規(guī)、對環(huán)境的影響、公司的政策等 [7]。將收集到的這些資料經(jīng)過簡單比較，納入 LLH 計量調壓站設計。 由于 受到信息量的限制，為了解決這個問題，設計 中 盡可能 使 工藝流程 簡單明了，一般從選擇管線開始。 調壓計量站工藝流程 所設計的調壓計量 站的工藝流程圖如下所示 ： 圖 LLH 調壓計量站工藝流程 來自 起點調壓計量站的天然氣， 經(jīng)輸氣干線由進氣管進入?yún)R氣管，在匯氣管上分為三部分氣體 。天然氣在經(jīng)過第一個匯氣管后進入分離器，脫除氣體中的游離水和固體雜質。污物由排污管進入污水罐（池）。氣體再次經(jīng)過匯氣管后，在通過壓力調節(jié)器的調壓以及 孔板 流量計的計量后，一部分氣體經(jīng)過外輸管線輸送至輸氣干線，另外一部分天然氣則輸至主要用戶。 當管線需要 進行 清管時可利用清管球 (器 )接收和發(fā)送裝置完成接收和發(fā)送清管球 (器 )的作業(yè)。 當站上發(fā)生故障不能切換操作或需要 動用明火進行擴建站場時，可將進氣管線和外輸管線上的閥門關閉，讓氣體暫時改由站外旁通管進入輸氣管線，進西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 6 行越站輸氣。站內設備及管組中的剩余氣體可由分離器的排污管和放空管排掉，然后進行搶修和擴建 。 清管工藝流程 輸送管道的輸送效率和使用壽命很大程度上取決于管道內壁和內部的清潔狀況。對氣質和管道有害的物質 ——凝析油、水 （ 游離水和飽和水蒸汽 ） 、硫分、機械雜質等，進入輸氣管道后引起管道內壁的腐蝕，增大管壁粗糙度，大量水和腐蝕產物的聚集，還要局部堵塞或縮小管道的流通截面，在施工過程中大氣環(huán)境也會使無 涂層的管道生銹，并難免會有一些焊渣、泥土、石塊等有害物品遺落在管道內。管線水試壓后，單純利用管線高差開口排水是很難排凈的。為解決以上問題，進行管道內部和內壁的清掃是十分必要的。因此清管工藝一向是管道施工和生產管理的重要工藝措施。 進行 清管 作業(yè) 的基本目的可概括為以下幾個方面： (1) 保護管道，是他免受輸送介質中有害成分的腐蝕，延長使用壽命； (2) 改善管道內部的光潔度，減少摩阻，提高管道的輸送效率； (3) 保證輸送介質的純度； (4) 新的用途：定徑，測徑、測厚和檢漏，灌注和輸送試壓水等。 清管器收發(fā)裝置 清管器收發(fā)裝置 附設在 調壓計量站等站場上，以便管理。 凝析水量多，積水條件集中的管段，則應該考慮有無單獨建立收發(fā)裝置的必要，因為使大量積水長距離通過干燥的管段，不但會增加清管的費用而且會粘污干凈的管道引起腐蝕。 清管器收發(fā)裝置包括收發(fā)筒、工藝管線、閥門以及裝卸工具和通過指示器等輔助裝備。收發(fā)筒以及快速開關盲板是收發(fā)裝置的主要構成部分。筒徑應比公稱管徑大 1~2 級。發(fā)送筒的長度應能滿足發(fā)送最長清管裝置的需要，一般不應小于筒徑的 3~4 倍。接收筒應當更長一些，因為它還需要容納不許進入排污管的大塊清出 物，和先后連續(xù)發(fā)入管道的兩個或更多的清管器，其長度一般不小于筒徑的 4~6 倍。排污管應該在接收筒底部，放空管應安在接收筒的頂部，兩管的接口都應焊裝擋條阻止大塊物體進入，以免堵塞。清管過程中如發(fā)生這種堵塞，就可能引起復雜的操作問題。 LLH 調壓計量站工藝設計 7 清管器的發(fā)送和接收 清管前應先作好收發(fā)裝置的全部檢查工作。要求收發(fā)筒的快速開關盲板、閥門和清管器通過的全通孔閥開關靈活，工作可靠，嚴密性好，壓力表示值準確，通過指示無誤。使用的清管器探測儀器需事先仔細檢查。發(fā)射機電源必須達到額定的工作電壓；它的抗震性和密封性狀況如 果出現(xiàn)問題，就不能使用。因為發(fā)射機的上述性能應當是高度可靠的，它必須保證能在清管器密封條件遭受嚴重損壞不能繼續(xù)運行的惡劣環(huán)境中正常工作。 打開發(fā)送筒前，務必檢查發(fā)送筒和連接閥，使之處于完全關閉狀況，再打開放空閥，令壓力表指針回零。在保持放空閥全開的條件下，慢慢打開盲板，并注意盲板的受力情況。開動盲板時，它的正前方和轉動方向不要站人，以保證安全。打開盲板后，應盡快把清管器送入筒內；清管球或清管器的第一節(jié)皮碗必須緊靠大小頭，形成密封條件。清管器就位后，應先關盲板，后關放空閥。 接收清管器的程序是：在污物進站之前 ，關閉接收筒的放空閥和排污閥（盲板的關閉狀態(tài)應事先檢查）；打開接收筒連接閥，平衡接收閥前后壓力，全開接收閥；提前關閉線路主閥，以防污物竄入下流；及時關閉連通閥，打開放空閥排氣；待污物進站后迅速關閉放空閥，打開排污閥排污，直至清管器進入接收筒。清管器是否已全部通過接收閥，應依據(jù)接收筒上的通過指示器或探測儀器的顯示判斷。之后，打開連通閥，平衡主閥前后壓差，打開主閥，恢復干線輸氣。關閉接收閥、連通閥，打開排污閥或放空閥把筒內放至大氣壓，最后打開盲板，取出清管器，清洗接收筒，關閉盲板。 清管的幾項 參數(shù) 為了掌握清管作業(yè)的情況，分析遇到的問題，經(jīng)常需要了解清管器的運行速度，清管壓力差，放空量和排污量等參數(shù)。 密封良好，沒有泄流孔的清管器和清管球的平均運行速度可認為與氣流速度是一致的，其公式如下 [13]： PTD TZQPv bb24?? () 式中 v —— 清管器的運行速度，米 /小時 ； Q —— 發(fā)送站的輸入量，基米 3/小時 ； D —— 管道內徑，米 ； bP ， bT ——基準狀態(tài)下的壓力和溫度 (760 毫米汞柱和 293K)； 西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 8 ZTP , ——清管器前段管道的平均壓力、溫度和壓縮系數(shù) 。 清管壓力，即推動清管器和被清物體在管道中運動所需的壓力，可認為是清管器摩擦力，被推動的液柱高度和沿程摩阻的總和。 液體流動的壓力損失 P? （ kgf/cm2）可近似按水管的壓力損失計算，即 42 102 ???? ?? gvDLP () 式中 ? ——水力摩阻系數(shù)，可取 － ； l ——清管器前的液柱長度，米 ； D——管道的直徑，米 ； v ——水的速度，即清管器的平均運行速度， m/s； ? ——水的重度 ， N/m3。 清管工藝的幾點原則 清管應根據(jù)生產需要定期進行，必須作到管中析出的凝析水和進入管道的游離水不越過下一個清管站，并按照規(guī)定的管道輸送效率的最低指標確定清管的周期。原則上不能允許管道積污對管道的輸送效率長時間地發(fā)生有害的影響，因為這種狀況除影響管道的輸送能力外，還無意義地消耗了地層原始能量和壓縮機站功率。輸送效率的比較基準可以采用清管措施能使管道達到的最佳實際輸送因數(shù) maxF ： a xm a x24 d QPP TZLKF ? ??? ? () 式中 的 min? 為最小水力摩阻系數(shù)，其余參數(shù)查表。按 maxF 定出的輸送因數(shù)下限 minF 。 調壓計量站消防設計 消防設計原則 消防設計的方針為 “預防為主，防消結合 ”。本工程消防設計范圍為站場區(qū)內的消防設計。撲滅天然氣火災的根本措施在于切斷氣源。本站場的工藝裝置均充分考慮了高可靠性、靈活性的氣源切斷措施 。輸送介質在輸送過程中基本無損耗，且本站場只有 “輸氣、清管 ”功能。消防方案的基礎考慮立足于自救，即火災發(fā)生時，僅依靠各場站內設置的移動滅火器材來完成消防任務。 為了保證人身安全和管道與工藝站場安全，避免和減少發(fā)生火災，并且在火災可能發(fā)生時能及時發(fā)現(xiàn)并控制撲滅，根據(jù)有關的設計標準和規(guī)范要求并結LLH 調壓計量站工藝設計 9 合本設計的實際情況，在站場內易發(fā)生氣體泄漏的設備旁，設備本身設置有可燃氣體探測器。對氣體泄漏及時報警，幫助操作人員及時排除險情。 火災危險性分析 調壓計量站中天然氣輸氣管道所輸送的天然氣屬易燃、易爆、易揮發(fā) 危險物。天然氣為甲 B 類火災危險品，具燃爆性，其主要成分為 CH4，引燃溫度 482～632℃ ，爆炸極限濃度 (體積 )： ～ %，在靜電火花、明火火源、雷擊、電氣火花、機械火花以及爆炸事故等誘發(fā)下，均有發(fā)生火災的可能，與氟、氯等能發(fā)生劇烈的化學反應。天然氣在爆炸范圍內與空氣混合，遇到火花可能發(fā)生爆炸事故，同時，高濃度的天然氣對人體有一定的危害作用?；馂奈ｋU性的大小與危險物質的多少及生產性質、操作管理水平、環(huán)境狀況等有直接關系。 主要防火措施 消防系統(tǒng)應 滿足 “高度安全標準、最低社會風險 ”的原 則，以盡可能低的成本換取對個人、環(huán)境和社會最小的影響。 主要的 消防 系統(tǒng)包括建筑物火災報警系統(tǒng)，可燃氣體探測系統(tǒng)。站場內易有氣體泄漏的工藝設備區(qū)設置有可燃氣體探測器，站控室設有可燃氣體控制盤，對站場可燃氣體濃度進行監(jiān)視和報警。當有可燃氣體泄漏時，通過報警器發(fā)出報警，提醒操作人員及時進行處理，防止事故發(fā)生。 同時， 設置火災自動報警系統(tǒng)手動報警按鈕。 主要工藝設備的設計和安裝 管線設計與安裝 管道設計 選擇管線設計應考慮以下影響因素：最大操作壓力流量、現(xiàn)場位置、政府法規(guī)、環(huán)境 影響、公司政策。 選擇管線規(guī)格的第一步是計算管徑，依據(jù)公式計算管徑并調整到大一個規(guī)格的管徑。 根據(jù)經(jīng)驗，地面上的管線，氣體流速不應超過 100ft/s。氣體流速在 100ft/s以下，可以使噪聲保持在允許范圍之內 ——90dBA或更低。在居住區(qū)或其它公共場所噪聲水平尤其重要。如果氣流速度不可避免的超過，加厚壁管可以幫助降低噪聲。 確定管壁的厚度，設計者需要知道最大操作壓力和最小屈服強度規(guī)定限。西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 10 計量站和其管線的最大操作壓力由已知或假設的最大操作壓力確定，最小屈服極限由政府法規(guī)和公司政策決定。 管線安 裝 管線交錯安裝時， DN200 以下的管線不得超過三層； DN250 以上的管線不得超過兩層。管 與 管的垂直凈距不應小于 。 大口徑油氣管線數(shù)量較多的中央閥室、泵房、壓縮機房，地面或埋地管線安裝時應加設管線的橫向墊墩，以利 于 管線在安裝 時 找平和維護時檢修。條件許可時可參照以下各項： (1) 地上，地下管線不應沿站場內部道路路面上或路肩下平行敷設，在困難的情況下只允許將污水管及自流排放管敷設在路肩下。鐵路路基下嚴禁敷設任何管線。供配電纜、通信電纜、消火栓、照明電桿以及跨越道路時的管線支架，允許設在站內道路的路 肩上面或敷設在下面。行道樹允許在路肩上面栽種。 (2) 管線敷設方式，應根據(jù)土壤性質和地下水分布情況確定，在一般情況下，所有壓力油、氣、水、風管線應盡量采用地上架空敷設；應盡量減少管線直接埋地敷設和管溝敷設。若必須將鋼制管道埋地敷設時，則應作好埋地鋼制管道的防腐蝕工作。 (3) 站場內埋地鋼制管道在采用良好的絕緣覆蓋層以后宜和壓力容器等設備聯(lián)合在一起采用區(qū)域性陰極保護。在地下金屬物較多時，應采用最可靠的鎂合金犧牲陽極保護。 陰極保護系統(tǒng)的電絕緣，包括絕緣固定支墩和絕緣接頭（或絕緣法蘭）。絕緣器具應設在埋地管 道與站外管道的聯(lián)接處和管道與設備的聯(lián)接處，嚴禁裝設在張力彎附近。 管線與管線之間的最小凈距應符合下列規(guī)定： ａ． 當管徑 ≤DN 200mm 時，凈距為 100～ 200mm； ｂ． 當管徑為 DN250～ 400mm 時，凈距為 300mm； ｃ． 當管徑 ≥DN 400 時，凈距大