天然气工艺系统主要设备介绍

1 城市天然气系统工艺主要设备 城市天然气输配系统一般包括门站、高压管道、高中压调压站、储配站、中压管网、中低压调压设备、SCADA等组成。 一、门站 门站主要功能负责接收长输管线分输站来气，一般经过滤、检测、计量、加臭后进入城市高压管道。其主要设备包括过滤器、流量计、加臭装置、清管器发送器、检测设备及监控系统等组成。 1.过滤器 主要作用过滤上游来气杂质。应选择维修时便于操作、便于更换滤芯的卧式带快开盲板的高效过滤器。 2.流量计 主要作用核对上游供气量。其选择应尽量与分输站流量计形式相同。分输站一般选用测量范围大、测量程度高、免于维护的超声波流量计。 3.加臭装置 主要作用向天然气管道中加入一定量的臭味剂，在有天然气泄漏时使人能够察觉到。天然气加臭剂一般为四氢噻吩（THT），加入量一般为20mg/m3。 加臭装置正常工作应为自动的，根据天然气流量按设定的每立方米天然气加入THT量自动加入。按加入原理可分为泵入和差压式。 4.清管器发送器 当高压管道内杂质较多，影响其输气能力需对高压管道清管时，启用门站内清管器发送装置，将清管器发送至高压管道。 5.检测设备 主要作用检测化验分输站供应的天然气质量。主要设备为实流在线的气相色谱分析仪、H2S检测仪和灰尘检测仪等。 2

6.监控系统 门站作为独立的场站，为确保安全运行，设置自动控制系统和可燃气泄漏浓度检测系统，通过RTU向调度中心传送。 主要监测参数：压力、温度、流量、压差、加臭量、阀门状态。

二、高压管道 根据高压管道的设计压力和埋设地段等级划分，进行高压管道设计（主要包括管材、壁厚等）。 高压管道采用钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB/T9711.1的规定。 钢管直管段计算壁厚：

φF2σPDδs

P—设计压力（MPa） D—外径（mm） δ—计算壁厚 σs—最低屈服强度（MPa） φ—焊缝系数 F—强度设计系数： 一级地区：0.72 二级地区:0.6 三级地区：0.4 四级地区：0.3 1.地区等级的划分 管道中心线两侧各200m范围内，任意划分1.6公里长并能包括供人居住的独立建筑物数量的地段。 一级：≤12户 二级：<80户 四级：地上四层或四层以上建筑物普遍且占多数。 3

三级：二级与四级之间 2.钢级对应关系 GB/T9711.1 API5L l210 A L245 B L290 X42 L320 X46 L360 X52 L390 X56 L415 X60 L450 X65 L485 X70 L555 X80 3.燃气管道最小公称壁厚 计算壁厚按钢管标准规格向上选取钢管的公称壁厚，最小公称壁厚不应小于: DN100—DN150—4.0mm DN200—DN300—4.8mm DN350—DN450—5.2mm DN500—DN550—6.4mm DN600—DN900—7.1mm DN950—DN1000—8.7mm 4.高压管道附属设施 高压管道附属设施主要为分段阀门，分段阀门可采用电动球阀、气动球阀、气液联动球阀等，阀门可设地上或地下。调度中心可进行遥测、遥控。 4

三、高中压调压站 高中压调压站的作用是将高压管道来气调压至中压。工艺主要设备有过滤器、调压器、流量计和相应阀门等。 1.过滤器 选择结构简单、维修方便、带快开启板出管的立式或卧式过滤器。 2.调压器 一般选用调压精度高、安全保护性能强、噪音低的进口产品。 3.流量计 高中压调压站计量的作用是为调度提供参考数据，因此一般不需计量精度高、投资大的超声波流量计，选用价格较低的涡轮流量计。 4.阀门 选用操作快捷、方便的球阀（手动和电动）。

四、储配站 由于天然气门站接收长输管线分输站来气压力较高，因此城市调峰储配站内储气设施一般选用高压球罐储气较为经济合理。 储配站主要设备详见《天然气高压储配站主要设备》。

五、中压管网 1.管材 我国城市中压管网的最高运行压力为0.4MPa，一般城市运行压力0.2MPa，所用管材有钢管（螺旋焊、直缝焊）、PE管、球墨铸铁管和少量钢骨架聚乙烯复合管等。 钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》 5

GB/T9711.1-1997和《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091的规定。 PE管应符合《燃气用埋地聚乙烯管材》GB15558的规定。 机械接口球墨铸铁管应符合《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》GB/T13295的规定。 钢骨架聚乙烯塑料复合管应符合《燃气用钢管架聚乙烯塑料复合管》CJ/T125的规定。 2.阀门 推荐选用占用空间小、免于维护且地上操作的直埋式闸阀。

六、中低压调压设施 在环境条件较差时，采用中低压调压柜、调压箱是一种较为经济适用的形式，具有占地少，与周围其他建、构筑物水平净距小，便于实施等优点。 中低调压柜距建筑物外墙4.0m，距重要公共建筑物8.0m，距城镇道路1.0m即可满足规范要求。 调压箱可安装在用气建筑物的外墙上或悬挂于专用支架上，距建筑物门、窗等水平净距最大不应小于3.0m。 中低压地下调压箱距建筑物外墙3.0m，距重要公建6.0m。 调压柜（箱）应具有超压切断自动安全保护的功能。 6

国内外城市天然气管网技术特点 一、国外城市天然气管网技术特点 国外使用天然气的大城市一般都由天然气长输管道供气。长输管道到达城市前在郊区设置1个或几个门站，做为城市天然气的气源站。典型城市洛杉矶、多伦多、温哥华、香港等。 1.管道压力级制（MPa） 名称 长输管道 外环高压管道 市区次高压管道 中压管道 低压管道 洛杉矶 5.93～7.17 3.17 1.38 0.138～0.41 0.002 温哥华 6.62 3.45 1.20 0.41 0.0138 多伦多 9.65 1.9～4.48 1.2 0.41 0.0017

香港 — 3.5 0.4～0.7 0.24～0.4 0.0075～0.24 0.0075 ①外环高压管道 从门站出来的高压输气管道分布在城市外围，其压力1.9～4.48MPa，环状或支状布局。我国香港新界3.5MPa。 ②市区内次高压管道 从市区外围的高压管道通过调压站降压后进入市区内次高压管道，一般次高压管道压力1.2～1.38MPa，我国香港本岛为0.7MPa。 ③中压管道 中压管道的压力大多为0.4MPa（60PSI），我国香港中压管道压力最高为0.24MPa。 2.供气方式 高压输气、中压配气、低压供气方式。 7

3.管道的敷设 （1）敷设在高速公路以外的地区，外加套管可横穿高速公路。 （2）可以沿道路桥梁敷设，不受压力管道限制，但需考虑管道强度设计系数。 （3）燃气管道在车行道下最小复土深度为0.9m。 （4）钢管防腐：除采用绝缘防腐外层外，另加阴极保护。因为天然气的净水，管道内部不做防腐处理。 （5）因天然气为干气，管道一般不设凝水缸。 （6）DN200以下，压力≤0.4MPa的燃气管道主要采用PE管。 4.储气形式 洛杉矶、多伦多采用地下储气库储气。 温哥华采用天然气液化（LNG）储气。 香港采用输气干管储气。 5.调压站 （1）大、中型调压站 大、中型调压站大多以露天设置，调压装置区外设围墙、护栏，也有采用铁丝网罩予以保护。 （2）小型调压站 落地式调压柜 地下调压柜

长输管线 门站

高压外环

市区次高压

调压 调压

中压管道 调压 用户 8 用户调压装置：调压器、煤气表设置于建筑外墙外。 二、国内城市天然气管网技术特点 国内大城市天然气输配系统一般门站、高压外环、高中压调压站、储配站、中压管网、中低压调压设施等。 1.管道压力级制（MPa） 根据《城镇燃气设计规范》GB50028-93 2002年局部修订条文，城市燃气管道按设计压力分为7级。 高压燃气管道A：2.5＜P≤4.0 高压燃气管道B：1.6＜P≤2.5 次高压燃气管道A：0.8＜P≤1.6 次高压燃气管道B：0.4＜P≤0.8 中压燃气管道A：0.2＜P≤0.4 中压燃气管道B：0.01＜P≤0.2 低压燃气管道：P＜0.01 《城镇燃气设计规范》GB50028-93（98年版）城市燃气管道压力分为5级。2002年局部修订条文与之比增加了高压A、B乙级，使城市燃气管道压力升至4.0MPa，同时相应提高了低压管道的压力。修订的目的是配合我国“西气东输”的战略决策，使相应用气城市天然气工程设计有规可依。 2.典型城市天然气系统的举例 长沙为湖南省省会，全省政治、经济、文化和科教中心，现状市区建成面积120平方公里，市区人口175.5万人。城市总体规划近期至2005年控制用地200平方公里，规划人口220万人，远期规划至2020年，规划建设用地350平方公里，人口350万人，属大型城市。 根据长沙市天然气利用工程可研，其天然气输配系统具有国内城市天