天然气长输管道线路放空系统优化设计与探讨.pdfVIP

2013 年全国天然气学术年会 天然气长输管道线路放空系统优化设计探 杨文川1 1 1 1 2 1 谌贵宇 李 巧 李春艳 卜祥军 傅贺平 (1. 中国石油工程设计有限责任公司西南分公司；2. 中国石油管道建设项目经理部) 摘要: 针对国内现行标准和规范对天然气长输管道线路截断阀室放空系统相关规定存在的问题和不 足，对天然气长输管道线路截断阀室放空系统的设计方法进行了探讨，提出了天然气长输管道线路放 空系统的设计思路，进行了阀室放空过程的模拟计算，并对冷放空和点火放空的影响进行了定量分析， 提出了输气管道线路截断阀室放空系统设计的相关建议，优化了设计，可减少阀室占地并 省工程投 资。 关键词: 天然气长输管道 线路 放空系统 设计 思路 一、前言 天然气长输管道线路截断阀室的放空系统由放空阀组、放空管路和放空立管组成，是管道线路阀 室的重要部分。由于国内现行标准没有针对输气管道线路截断阀室放空系统的具体规定，各设计单位 通常按照 《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183-2004）并参照其中五级站场的相关要求进行设 计，使得放空立管离阀室围墙较远，放空区需单独设置，占地多，造成经济发达地区和人口密集地区 阀室放空立管选址、征地和审批 难，严重制约了输气管道的建设。为优化输气管道线路截断阀室放 空系统设计，减少征地， 省工程投资，对输气管道阀室的放空过程及其排放影响进行了计算模拟、 分析和探讨。 二、天然气长输管道线路放空工况分析 天然气长输管道线路截断阀室因线路可能发生的维 、改线、换管、动火连头等需进行放空操作。 进行放空时，需要先关闭需放空管段上、下游的截断阀门，然后手动开启管段上、下游的放空阀，并 调 放空量。因此，该放空作业属有计划的可控放空。国内通常的做法是进行冷放空，即将天然气不 通过点火燃烧的方式直接排入大气中，少部分阀室由于特殊原因采用点火放空。 冷放空时，可能发生的意外点燃工况有：①天然气放空扩散后，在可燃区域内遇外部火源发生着 火；②放空过程中遇雷电而着火；③有理论认为：当放空时，流经管路系统的天然气中的固体颗 和 液滴与管壁摩 产生静电，当天然气到达放空立管出口的锐边时，静电可能释放产生火花而引起着火。 上述三种情况中前两种曾经发生过，第三种情况由于放空管口处建立起来的电荷相当弱，且放空管接 [1] 地良好容易消除静电荷，这种可能性很小，实际天然气放空操作中从未发生过 。因此，冷放空时放 空的静电点燃可不考虑。 综上所述，天然气长输管道线路截断阀室的放空属有计划的可控放空，当采取冷放空时，操作人 作者简介: 杨文川，男 （1983.5-）, 工程师，2008 年毕业于四川大学，现在中国石油集团工程设计有限责任公司西南 分公司从事油气储运设计工作，通信地址：成都市高新区升华路6 号，邮编：610041，电话：02882978635， E-mail：yangwenchuan_sw@ 318 2013 年全国天然气学术年会 员可采取适当的措施防止意外被点燃情况的发生。 三、设计思路 根据天然气长输管道线路截断阀室放空的特点，结合天然气放空扩散计算和天然气点火放空的辐 射热计算步骤，形成输气管道线路截断阀室放空系统的设计思路，如图1所示。 图1 输气管道线路截断阀室放空系统设计思路框图 四、相关主要参数的确定 1．放空压力 放空初始压力的确定：为 能环保，应尽量减少天然气放空量。当被放空管段的下游有压气站时， 可利用下游压缩机对被放空管段进行抽吸降压，利用此方式一般可将放空管道压力降至管道设计压力 的一半左右后再进行放空。设计中可取管道设计压力的一半，而降压所需时间应根据具体情况计算确 定；当被放空管段的下游无压气站时：可利用下游低压用户尽量降低管道压力后再进行放空；当采用 移动式压缩机进行抽气后放空时，根据压缩机的最低入口压力确定放空初始压力。 放空结束压力的确定：为保证管道系统安全，实际放空结束压力应略高于大气压。一般计算中取