长输管道线路与分输站的设计研究

长输管道线路与分输站的设计研究

王艮龙

华东管道设计研究院有限公司 江苏 徐州 221008

摘要：长输管道线路的规划设计是管道建设工作的首要任务，其中，分输站场的选址工作是构成管道设计、建设、管理的基本条件。目前，采用的主流线路优化理论为模糊集合理论，该理论是基于长输管道线路选择体系中的集对分析评价原理。长输管道的线路选择应先考虑的因素，有技术可行性、经济合理性、规划线路对周围环境的影响等。基于上述因素与实践的证明，还需听取管道、地质等专家的意见。
关键词：长输管道线路;分输站;设计;

引言

长输管道中的分输站是用于分输天然气，通过分输站场对天然气进行过滤分离、计量以及调压，最终将天然气供应给用户。在高压长输天然气管道建设过程中，由于天然气运输距离长，分输站场对于天然气运输的安全性和效率就显得更为重要，是整个天然气管道设计中最为关键的环节之一。

1石油天然气长输管道线路相关概述

石油即指固态、液态、气态的烃类混合物，其整体具有天然的产状。同时根据不同的处理方式被划分为原油、天然气、天然气液、天然焦油等不同的形式，但依据具体工业生产与生活的习惯，仍然称石油为原油。而天然气则指在自然界的大气圈、水圈、岩石圈中经由各种自然过程所形成的气体，其中大致包括泥火山气、煤层气、生物生成气、油田气、气田气等。由于自然资源的分布与具体经济发展水平不相符合，为确保经济发到地区的能源供应有所保障，石油与天然气的防漏防爆安全稳定运输装置成为当下发展过程中的重要环节。而长输管道作为产地、储存库、不同地区使用单位间的用于输送各种商品介质的管道，能够有效改善石油与天然气运输困难的问题，其中GA1级的长输管道凭借其工作压力大于4．0MPa的承受能力，输送距离能够大于200km的输送规模，安全且稳定的运输环境被广泛应用于例如石油、天然等易燃易爆物质的输送过程中。

2完整的线路工程建设工艺流程

长输管道作为连续性很强的工程，管道线路和分输站场的设计与布局应紧密结合上述因素，按照“以点为主、点线结合、全线反馈”的原则综合考虑，将线路的设计工作与周边环境紧密结合统筹考虑，避免因疏忽大意造成管道泄漏，引发火灾与爆炸事故，造成不必要的损失。

3分输站场设计前提条件

3.1选址问题

设计分支机构时，必须首先确定分支机构的地址问题。如果处理不当，气体燃烧可能会引起火灾甚至爆炸的危险。为此，在选择建筑红线时，应严格遵守《油气开发准则》中规定的建筑红线位置。分支机构寻址时，应详细研究本地环境。它将地形与风电场相结合。由于燃气泄漏、泄漏或爆炸可能对周围人口产生巨大影响，天然气管道的分支机构通常是在工作人员较少的农村地区设立的。但是，东部沿海地区的土地使用量很高，因此在选择时必须按照当地规定或经有关地区批准进行场地集中，以确保分支机构建筑工程的合法性和正当性。

3.2流程设计

分输站场可分为四种功能的流程，包括正常流程、清管流程、越站流程、返输流程。越站流程比较特殊，该流程中，天然气直接输至下个站场，不进行进站加压和供气。这种流程主要用于两种情况，第一种，分输站停运，此时，切断阀关闭，天然气直接输往下个站场；第二种，下游用户出现状况，不能接收天然气，天然气需输往下个站场。反输流程表示天然气流向调转，原上游改下游，天然气反向输送。

3.3拟选建场地的依托条件

为确保分支机构的安全，在地址和设计过程中，必须对要创建的站点的忠诚条件进行详细调查。第一，对选定地块的地质条件进行科学研究，以确定是否可以通过科学施工程序改善不必要的地质条件，以及工程造价是否在预算范围内。第二，煤气燃烧导致分支机构发生火灾或爆炸危险，在这些分支机构中，应调查建筑工地周围的交通状况，以确保消防部门能够在火灾或爆炸后及时进入现场，以减少经济和人的损失。最后，对分支机构的供电、通信和供水条件进行了研究，以确保分支机构的运作和工作人员的生活条件。

4设备选型

1. 过滤.由于天然气的纯净度不同，在长距离的输送中，还会掺杂管道杂质和水分，所以在天然气进站后应先净化天然气，过滤分离杂质和水。天然气中杂质较多时，可设置联合过滤器，首先，用旋风分离器过滤较大颗粒，再用过滤分离器去除较小颗粒和水分。如果天然气较洁净，可只设置过滤分离器，节省场地占用和投资费用。2)计量.分输站的计量精度至关重要，在计量精度上要满足来往交易对接的需求，量程范围要适宜，应考虑投产初期小流量和后期满负荷运行的大量程需求。常用的天然气计量方式主要有：孔板式、涡轮式、超声波式流量计等。孔板流量计应用广泛价格低廉，结构简单便于维护，但剂量范围较窄，在30%～80%损失较大，不能很好地满足各种流量范围；涡轮流量计量程较大，在10%～80%损失小，但当天然气流量较小时存在计量盲区；超声波流量计精度高，量程范围广，几乎没有压力损失。考虑投产初期小流量和后期满负荷运行的大量程需求。常用的天然气计量方式主要有：孔板式、涡轮式、超声波式流量计等。孔板流量计应用广泛价格低廉，结构简单便于维护，但剂量范围较窄，在30%～80%损失较大，不能很好地满足各种流量范围；涡轮流量计量程较大，在10%～80%损失小，但当天然气流量较小时存在计量盲区；超声波流量计精度高，量程范围广，几乎没有压力损失。3压力控制是天然气输送给用户的最后一个站，对整个场地的设计至关重要。当前，报废地点的压力通常以五种方式来执行:(1)单个控制阀提供操作的简单优势，但不要忘记，在打印过程中需要不断进行人员调整，从而导致人员成本增加。单个调节阀也容易受到波动和安全性差的影响。(2)单压力控制阀+监控控制阀是通过分级控制和监控实现的下游压力实时监控，具有较好的安全性，但仍需要持续的人员调整，两个压力调节器的压力值在运行过程中应合理调整和共享。(3)调节阀+监控调节阀+安全安全阀是一种安全的压力监测系统，通过自动关闭安全安全阀，可以在气流通过报废站的设定点时切断空气流动，并保护下游设备和管路。

2. 结束语

综上所述，长输天然气管道中的分输站场设计关系到整个天然气运输过程的安全性以及天然气的纯度以及分输站场周围民众的生活安全。天然气长输管道的线路和分输站设计既应从全局整体考虑又应该考虑到地形情况、季节变化、环境保护等细节问题。在设计的过程中，满足标准、规范的同时，应选择合理的管道线路，根据实际工况选择设备，减少占地与投资，才能达到最好的运营效果。
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