长输天然气管道场站分输支路“分期设计”方案

长输天然气管道场站分输支路“分期设计”方案

张明明

山东省西干线天然气有限公司 山东 济南 250000

摘要：目前，国内长输天然气场站分输支路的设计及建设普遍存在下游用户远期市场及瞬时输气量较难预判和下游用户近远期市场及瞬时输气量差距较大的问题。若仅按远期考虑，则分输支路流量计和调压撬往往不能满足支路投产后的较小瞬时输气量，导致输气困难，甚至投产就改造的被动局面；若仅按近期考虑，随下游用户用气量逐年增长，往往需要对整条支路进行停输后进行全面改造，全面改造存在安全风险大、停输时间长、投资高等一系列问题。

以上问题可以通过采取“近远两期、分期设计”的思路，按照“主要设备先小后大，辅助管段一步到位”的设计思路解决。

关键词：分输支路;分期设计;一级动火;近期最大瞬时输气量;远期最大瞬时输气量

1“分期设计”方案的基本原理：

1.1分输支路的基本构成：分输支路工艺部分按气流方向，从管汇（或汇管）至出站总球阀主要含短管与球阀、流量计与调压撬、出站管道与出站总阀三大部分，另有与之配套的放空管线、动力电缆、自控电缆、设备基础等，具体见下图：

1.2“分期设计”的基本思路：

存在输气范围要求的设备（流量计、调压撬）精度要求高的流量计和调压撬设备先满足近期需求，后期根据下游用户的瞬时输气量进行调整。投资小、无精度要求的管道（含部阀门）部分，直接按远期考虑。从而实现分输支路全生命周期内应用、投资、安全。

1.3分输支路分期设计的优势：从项目和分输支路的全生命周期考虑，通过前期设计，在满足近期瞬时输气量的情况下，同时考虑远期瞬时气量变化需求，具有以下优势：

1.3.1同时满足近远两期的输气需求：影响输气的主要设备是流量计和调压撬，通过对流量计和调压撬分期设计，近期选取小型号，远期改成大型号，技能满足投产后近期瞬时输气量又能通过改造满足远期瞬时气量需求，克服了瞬时气量超过计量、调压设备工作范围，导致无法安全、平稳运行的问题。

1.3.2极大降低后期改造的安全风险：以往的分输支路设计未充分考虑远期气量变化可能导致的分输支路改造，从而导致后期改造规模较大，同时伴随站内“一级动火”作业，作业过程存在极大的安全风险，而分期设计充分考虑后期改造的可能性，并预留远期直管段，仅需拆卸两片法兰，对分输支路放空后采用“管线打开”作业的方式即可完成改造，极大的降低了作业安全风险。

1.3.3极大节约了后期改造的项目投资：分期设计可以避免“一改全改”的局面，将管汇后直管与球阀段和出站管道与总阀段按远期瞬时气量进行设计，虽然在建设期投资略有增长，但在改造时刻节约大量的施工费用。将节约计量和调压前后管道及基础改造费用，动力电缆和自控、通信电缆重新敷设费用，一级动火所需的安全措施费用等。

2分输支路“分期设计”方案：

2.1计量前短管与球阀选型：根据调压撬前运行压力计算，按远期最大瞬时气量考虑，进行计量前短管与球阀的选型。

2.2流量计与调压撬选型：

2.2.1在满足投产后分输支路近期最小瞬时输气量的前提下，按最大型号计算并选取流量计与调压撬，同时保证流量计与调压撬的使用范围相互匹配。

2.2.2按照远期最大瞬时输气量计算流量计和调压撬型号，进而计算远期流量计和调压撬段的总长度，按照远期流量计和调压撬段的总长度减去近期流量计和调压撬段的总长度，确定预留直管段长度，在调压撬后预留直管段，后期随下游用户气量增大，通过拆卸流量计前和调压撬（含预留直管段）后法兰即可完成流量计和调压撬的改造，满足远期瞬时输气量的需求。

2.2.3考虑更换流量计和调压撬时，动力电缆和通信、自控电缆与设备的连接点位置将向出站方向位于，从而导致所有已建长度不足，设计时即考虑按照远期电缆最大长度预留足够长度。

出站管道及出站总阀：根据调压后最小压力计算，按远期最大气量考虑，进行管段和球阀的选型；

结束语：综上所述，市场调研数据是长输天然气管道场站分输支路设备和管道设计选型的重要依据，但市场调研数据受国家政策、地方发展等诸多因素影响，往往存在较大不确定性，从而导致大量已建并投产的场站改造不断。现结合长期生产运营管理经验，分输支路“分期设计”方案经实际应用，取得良好效果。