全国大学生油气储运工程设计大赛方案设计书(6 设计场站)

第1章输气站设计
1.1概况
首站出站压力5MPa，经空气冷却后出站温度为20℃。

1.2站场工艺
1.2.1站场工艺主要技术措施
为了确保管道系统的安全运行，应将工艺设备及控制系统的安全可靠放在首位。

基于以上原则，在设计上采取了以下主要技术措施：
1）每组分离、计量、调压管路均设有电动球阀，且站内压力、压差、流量、温度、气质和阀位等数据信号纳入控制系统，可实现正常操作情况下站内流程的自动切换。

2）站场进出站总管上设有紧急截断（ESD）阀，当站内或干线发生重大事故时自动关闭、切断气源，以实现事故状态下干线与站内工艺设施的隔离。

3）为了保证站内设施的安全，在站内入口和出口设有紧急（ESD）放空系统，当站内发生重大事故时紧急（ESD）放空系统自动开启，泄压放空。

图6.1 管道布站图
1.2.2首站
1.2.2.1设计参数
设计流量：接收气田集输总站来气670×104m3/d。

设计压力：5.55 MPa。

1.2.2.2主要设计功能
1）接收气田集输总站来气；
2）天然气过滤分离、计量；
3）天然气的增压；
4）无需增压或压缩机失效时，来气经旁通直接进入下游；
5）站场及上、下游管线事故时进、出站天然气紧急截断，同时站内紧急放
6）清管器/球收发；
7）干燥压缩空气及压缩机仪表风、厂房通风压缩空气供给；
8）站内及干线天然气放空；
9）站内设施的排污；
10）向下游发送清管器/球。

1.2.2.3工艺流程
图6.2首站工艺原理流程图
1-进气管；2、7-汇管；3-多管除尘器；4-温度计；5-孔板计量装置；6-调压阀；8-外输气管线；9-清管用旁通管线；10-清管器发送装置；11-放空管；12-球阀；13-清管通过指示器；14-绝缘法兰；15-电接点压力表（带声光讯号）；16-安全阀；17-压力表；18-节流阀；19-排污管；20-越战旁通管；21-电驱式压缩机；22-空冷器
1.2.3分输站
1.2.3.1设计参数
设计流量：192×104m3/d。

设计压力：大于3.5MPa。

1.2.3.2主要设计功能
1）接收首站来气；
2）天然气除尘；
3）站场及上、下游管线事故时进、出站天然气紧急截断，同时站内紧急放
4）接收上游清管器/球，向下游发送清管器/球；
5）站内事故情况下天然气越站输送；
6）站内及干线天然气放空；
7）站内设施的排污。

1.2.3.3工艺流程
图6.3分输站工艺原理流程图
1-进气管；3-绝缘法兰；3-安全阀；4-放空管；5-球阀；6、8-汇管；7-多管除尘器；9-节流阀；10-排污管；11-温度计；12-孔板计量装置；13-调压阀；14-放空管；15-清管器通过指示器；16-压力表；17-电接点压力表（带声光讯号）；18-清管器发送装置；19-清管器接收装置；20-排污管；21-越战旁通
1.2.4末站
1.2.4.1主要设计功能
1）接收分输站来气；
2）天然气除尘、过滤分离、计量；
3）站场及上、下游管线事故时进、出站天然气紧急截断，同时站内紧急放空；
4）接收上游清管器/球；
5）站内及干线天然气放空；
6）站内设施的排污。

1.2.4.2工艺流程
图6.4末站工艺原理流程图
1-进气管；2-绝缘法兰；3-安全阀；4-越战旁通管道；5-放空管；6、8、12-汇管；7-多管除尘器；9-节流阀；10-孔板计量装置；11-调压阀；13-电接点压力表（带声光讯号）；14-压力表；15-温度计；16-排污管；17-排污管；18-清管器发送装置；19-球阀；20-清管接收装置
1.3主要工艺设备选型
1.3.1设备计算、选择的原则
站内设备及阀门的选择根据设备处理量、操作压力，站内管线经济流速等计算后确定。

1.3.2主要工艺设备选型
1.3.
2.1清管收、发装置
为今后能检测输气管道的腐蚀等情况，本工程站场采用能通过智能清管器的清管器收、发装置。

快开盲板采用引进，引进快开盲板卡紧和开启机构紧凑、灵活，在保证强度的基础上减小了整个产品的外形尺寸，应用先进的密封技术保证了盲板的密封性能。

操作简单、安全可靠，一个人不使用特殊工具的情况下（开启力一般小于200N），在一分钟就可以轻松打开或关闭盲板。

产品具有安全自锁功能，在带压情况下，盲板不会被误操作打开。

1.3.
2.2分离设备
长输管道工程常用的分离设备有多管干式除尘器和过滤分离器。

多管干式除尘器多用于清管作业时或分输去下游管线的分离除尘。

其结构简单、对颗粒状杂质分离效率较高、投资较少、操作维护简便、运行维护费用较低、性能稳定。

额定工况下的除尘效率达到10μm以上为99%（绝对过滤精度），在工况点±10%范围内，分离效率为97%。

干式除尘器可不设备用。

过滤分离器多用于直接分输给用户的站场、增压站或接收净化厂来气的站场。

其特点为分离精度高，处理量变化适应性广，不受流速限制。

过滤效率一般为：1-3μm粉尘99% ；3-5μm及以上粉尘99.8%。

其一次性投入较高，且运行过程中需清洗及更换滤芯。

过滤分离器需要备用。

一般而言，过滤分离器投资远大于干式除尘器，若各站下游不直接对用户，分离器除去10μm以上的粉尘杂质已经能够满足下游管道对气质的要求。

根据本工程情况，设计考虑用于清管作业或分输去下游管线的分离除尘选用多管干式除尘器，直接分输给用户、接收净化厂来气及进压缩机前的分离除尘选用过滤分离器。

1.3.
2.3阀门
站场紧急截断阀的可靠程度对于系统的安全生产非常关键，因此拟采用气液联动球阀，并与管线系统的压升和压降速率连锁，当压升、压降速率超过设定值时自动切断管线系统，亦可由控制中心远程控制关闭。

为了确保紧急（ESD）放空系统不受站内事故的干扰并能可靠操作，该系统的阀门拟采用气动执行机构。

站内其余关键截断阀门和用于流程切换阀门拟采用电动球阀。

一般截断阀门DN≤250采用平板闸阀，DN≥300采用球阀。

排污阀和放空阀分别拟采用密封性能好、使用寿命长、噪音小、耐冲刷的阀套式排污阀和节流截止放空阀。

安全阀拟选用起跳回座精确度高的先导式安全阀。

1.3.3站场仪表供电、接地及防浪涌保护设计
1.3.3.1仪表供电
站场仪表及自控系统应采用不间断电源（UPS）供电，后备供电时间宜不少于2小时。

重要站场如大型输气站、压气站的UPS 宜采用冗余配置。

UPS系统由电力专业统一选型、配置与安装。

如下系统宜采用UPS供电：
1)站控系统；
2)安全仪表系统；
3)火灾报警系统；
4)流量计量系统；
电源由电力专业引入控制室电源分配箱中，然后根据需要引入各系统。

1.3.3.2仪表接地
仪表及自控系统的接地方式及接地电阻应根据设备要求确定，无特殊要求时采用联合接地，接地电阻为1Ω或4Ω。

1.3.3.3防浪涌保护
来自现场仪表的模拟量信号、开关量信号、SIS系统信号、通信接口、供电接口应设置浪涌保护器。

变送器类仪表自身应具有防浪涌保护功能。

1.3.4仪表测量管路与电气连接
1.3.4.1仪表测量管路
仪表管路包括引压管路、取样管路和气动仪表的供气管路。

仪表管路的设计应确保测量准确、信号传递安全可靠、减少滞后和线路整齐美观并便于施工和维修。

对于火灾及爆炸危险场所、腐蚀、高温、潮湿、振动等环境，仪表引压管路应采取相应的防护措施。

仪表阀门、仪表管路及管路附件应采用不锈钢材质，并满足测量介质的特性及压力等级要求。

仪表管路中的仪表阀门及管件宜采用卡套式连接，其安装应符合相关规范的要求。

1.3.4.2仪表电气连接
站场现场仪表和电气设备的电缆连接宜采用专用的电缆隔离密封连接头（Gland）。

如采用防爆挠性连接管，则其类型、长度等应协调统一，并注意应适应当地环境与温度条件。

铠装电缆与现场仪表和电气设备连接宜采用专用的铠装电缆隔离密封连接头，并加装接地片，保证电缆钢铠在现场良好接地。

1.3.4.3仪表电缆敷设
火灾及爆炸危险场所采用的电缆，应符合防火、防爆规范的规定，电缆的交流额定电压不应低于500V，电缆的线芯截面应不小于1.5mm2，宜采用阻燃电缆。

在高温、低温场所或者高海拔、寒冷地区，应考虑电缆适用的温度范围。

对于本安回路，电缆的分布电感和分布电容应满足本安回路的要求。

电磁阀控制电缆的线芯截面应不小于2.5mm2。

站场控制电缆主路由的敷设方式应优先采用专用电缆沟，其它区域的电缆敷
设宜采用直埋敷设方式或其它方式。

压缩机厂房内控制电缆宜采用专用电缆沟敷设方式。

专用电缆沟待电缆敷设完毕后，宜用沙填实。

电缆进控制室宜采用钢管预埋或留洞方式。

对于有扩容需求的站场宜分开预埋管或另留洞。

直埋敷设的控制电缆与电力电缆或工艺管线及其它管线交叉或平行敷设时，应遵循的要求加以处理。