天然气与石油 2014年2月 50 NATURAL GAS AND OIL 天然气管道放空设置方式探讨 蒲丽珠1 陈利琼1 杨文川2 1.西南石油大学石油工程学院，四川 成都 610500； 2.中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川 成都 610041摘 要：天然气管道放空是管道进行维抢修及改扩建工程中必不可少的环节，但将处理合格的天然气放空将造成资源的浪费，同时也会造成一定的环境污染，因此有必要在天然气管道工程设计时根据放空管设置方式配套相应的天然气回收装置。通过研究国外天然气管道放空普遍的设置方式，对比国内天然气管道放空的设置情况，提出回收利用天然气的做法，供从事管道设计与管理的人员参考。 关键词：管道放空；天然气；设置方式DOI:10.3969/j.issn.1006-5539.2014.01.014 收稿日期：2013-11-07 基金项目：中国石油其础课题资助项目（JCF-2011-36-9） 作者简介：蒲丽珠（1988-），女，四川南充人，硕士研究生，主要从事油气长输管道风险评价及油田联合站节能减排的研究。 0 前言 天然气管道放空是管道进行维抢修及改扩建工程中必不可少的环节。但将处理合格的天然气放空将造成资源的浪费，同时也会造成一定的环境污染，所以回收放空天然气尤为重要。国外普遍采用移动压气站或移动式放空装置对管道进行放空；而国内则普遍采用在站场、阀室设置放空设备的方式。移动式放空设备能有效地减少征地面积，但在国内较难实施，如能选择性采纳国外放空技术，在保证放空安全性的同时缩小占地面积，将能有效地缓解征地难的现状。 1 国外管道放空设置方式 国外净化天然气输送管道线路截断阀室未设置放空竖管，仅留有排放接口并用法兰盖或类似管件封堵，站场设备区安全阀就地泄放，可见天然气放空操作是不经常进行的。这种做法在北美具有普遍性。1.1移动式压气站 基于节能环保、尽量减少放空的理念，国外公司开发了移动式压气站。在某段管道需要检修时，先将移动式压气站运输至现场进行安装、调试，然后关闭该管道上下游截断阀，将管道内的天然气增压后输往下游相邻 管段或并行管道。管内余下的少量无法用压缩机抽出的天然气通过线路截断阀处设置的排放口或设置于线路截断阀附近的永久性放空竖管放空。 俄罗斯于20世纪90年代推出了一款移动式压气站，对一段长30 km，管径1 422 mm，初始压力为7.5 MPa 的管道进行放空操作，经48 h 的抽气作业后，管道内剩余压力为0.97 MPa，余下的天然气需要就地放空。该移动式压气站为模块化设计，所有单元（包括：增压单元、气体冷却单元、辅助单元、自备发电站）分别装载在汽车半拖车上运输到现场，在现场组装，增压单元和冷却单元安装在液压支架上。移动式压气站通过挠性管与天然气干线连接。该移动式压气站设计参数见表1。 表1 俄罗斯移动式压气站设计参数
放空系统设计 1输气管道的放空 a) 线路截断阀上下游均宜设置放空管。放空管应能迅速放空两截断阀之间管段内的气体，放空阀直径与放空管直径应相等。放空立管应设在阀室围墙内。 b) 应根据下游用户最低用气压力要求确定管道放空压力，有压气站的管道应经压缩机抽气，将压力降至压缩机最低允许压力后再放空，放空时间宜满足12h 放完的要求。 c) 阀室放空立管不设点火设施。 d) 阀室旁通管线宜采用管卡固定。 e) 输气站放空过程：当站内设备超压时联锁关闭进出站阀门（ESD）；安全阀放空量为站内管道及容器内气量，按15min内压力降至50%计算气体流量，且管内流速不超过0.2马赫数，安全阀背压不超过10%计算放空管径。 2放空立管的布置 2.1防火规范要求 “表4.0.4 放空立管距离人员聚集区、相邻厂矿企业、独立变电所60米，距铁路、高速路、架空电力线、一二级通信线40m，距其他公路、其他通信线30m。” “4.0.8 放空管放空量等于或小于 1.2×104m3/h时，距离站场不应小于10m；放空量大于1.2×104/h 且等于或小于4×104m3时，不应小于40m。” “5.2.5天然气密闭隔氧水罐和天然气放空管排放口与明火或散发火花地点的防火间距不应小于25m，与非防爆厂房之间的防火间距不应小于12m。” “6.1.1 进站场天然气管道上的截断阀前应设泄压放空阀。” “6.8.6 放空管道必须保持畅通，并应符合下列要求： 1）高压、低压放空管宜分别设置，并应直接与火炬或放空总管连接；（高压放空气量较小或高、低压放空的压差不大（例如其压差为 0.5～1.0MPa）时，可只设一个放空系统，以简化流程。）
关于天然气长输管道知识普及 随着我国天然气勘探开发力度的加大以及人民群众日益提高的物质和环保需要，近年来天然气长输管道的发展十分迅速。随着管道的不断延伸，管道企业所担负的社会责任、政治责任和经济责任也越来越大。因此，对于天然气长输管道知识普及显得尤为重要。 一、线路工程 输气管道工程是指用管道输送天然气和煤气的工程，一般包括输气线路、输气站、管道穿（跨）越及辅助生产设施等工程内容。 线路工程分为输气干线与输气支线。输气干线是由输气首站到输气末站间的主运行管线；输气支线是向输气干线输入或由输气干线输出管输气体的管线。 线路截断阀室属于线路工程的一部分，主要设备包括清管三通、线路截断球阀、上下游放空旁通流程、放空立管等，功能是在极端工况或线路检修时，对线路进行分段截断。阀室设置依据线路所通过的地区等级不同，进行不同间距设置。 阀室系统包括手动阀室和RTU阀室两大类。 二、工艺站场 输气站是输气管道工程中各类工艺站场的总称。一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。 输气站是输气管道系统的重要组成部分，主要功能包括调压、过滤、计量、清管、增压和冷却等。其中调压的目的是保证输入、输出
的气体具有所需的压力和流量；过滤的目的是为了脱除天然气中固体杂质，避免增大输气阻力、磨损仪表设备、污染环境等；计量是气体销售、业务交接必不可少的，同时它也是对整个管道进行自动控制的依据；清管的目的在于清除输气管道内的杂物、积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失和管道内壁腐蚀，延长管道使用寿命；增压的目的是为天然气提供一定的压能；而冷却是使由于增压升高的气体温度降低下来，保证气体的输送效率。根据输气站所处的位置不同，各自的作用也有所差异。 1、首站 首站就是输气管道的起点站。输气首站一般在气田附近。 2、末站 末站就是输气管道的终点站。气体通过末站，供应给用户。因此末站具有调压、过滤、计量、清管器接受等功能。此外，为了解决管道输送和用户用气不平衡问题，还设有调峰设施，如地下储气库、储气罐等。 3、清管站 清管站是具有清管器收发、天然气分离设备设施及清管作业功能的工艺站场。 4、压气站 压气站是在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。 5、分输站
天然气放空立管的设计说 明 Prepared on 22 November 2020
放空系统设计 1输气管道的放空 a) 线路截断阀上下游均宜设置放空管。放空管应能迅速放空两截断阀之间管段内的气体，放空阀直径与放空管直径应相等。放空立管应设在阀室围墙内。 b) 应根据下游用户最低用气压力要求确定管道放空压力，有压气站的管道应经压缩机抽气，将压力降至压缩机最低允许压力后再放空，放空时间宜满足12h 放完的要求。 c) 阀室放空立管不设点火设施。 d) 阀室旁通管线宜采用管卡固定。 e) 输气站放空过程：当站内设备超压时联锁关闭进出站阀门（ESD）；安全阀放空量为站内管道及容器内气量，按15min内压力降至50%计算气体流量，且管内流速不超过马赫数，安全阀背压不超过10%计算放空管径。 2放空立管的布置 2.1防火规范要求 “表放空立管距离人员聚集区、相邻厂矿企业、独立变电所60米，距铁路、高速路、架空电力线、一二级通信线40m，距其他公路、其他通信线 30m。” “放空管放空量等于或小于×104m3/h时，距离站场不应小于10m；放空量大于×104/h 且等于或小于4×104m3时，不应小于40m。” “天然气密闭隔氧水罐和天然气放空管排放口与明火或散发火花地点的防火间距不应小于25m，与非防爆厂房之间的防火间距不应小于12m。” “进站场天然气管道上的截断阀前应设泄压放空阀。” “放空管道必须保持畅通，并应符合下列要求： 1）高压、低压放空管宜分别设置，并应直接与火炬或放空总管连接；（高压放空气量较小或高、低压放空的压差不大（例如其压差为～）时，可只设一 个放空系统，以简化流程。） 2）不同排放压力的可燃气体放空管接入同一排放系统时，应确保不同压力的放空点能同时安全排放。” 注：放空管道不能设切断阀，对可能存在的积液，及由于高压气体放空时压力骤降或环境温度变化而形成冰堵，应采取消除措施。 高低压管道同时放空会对低压管道造成超压破坏。当高低压放空管道压差在（～）时可设一个放空系统，并计算同时泄放各放空点的背压。在确定放空管系尺寸时，应使可能同时泄放的各安全阀后的累积回压限制在该安全阀定压的10%左右。
放空系统设计 1输气管道得放空 a) 线路截断阀上下游均宜设置放空管。放空管应能迅速放空两截断阀之间管段内得气体,放空阀直径与放空管直径应相等。放空立管应设在阀室围墙内。 b) 应根据下游用户最低用气压力要求确定管道放空压力,有压气站得管道应经压缩机抽气,将压力降至压缩机最低允许压力后再放空,放空时间宜满足12h 放完得要求。 c) 阀室放空立管不设点火设施。 d) 阀室旁通管线宜采用管卡固定。 e) 输气站放空过程:当站内设备超压时联锁关闭进出站阀门(ESD);安全阀放空量为站内管道及容器内气量,按15min内压力降至50%计算气体流量,且管内流速不超过0、2马赫数,安全阀背压不超过10%计算放空管径。 2放空立管得布置 2.1防火规范要求 “表4、0、4 放空立管距离人员聚集区、相邻厂矿企业、独立变电所60米,距铁路、高速路、架空电力线、一二级通信线40m,距其她公路、其她通信线30m。” “4、0、8 放空管放空量等于或小于1、2×104m3/h时,距离站场不应小于10m;放空量大于1、2×104/h 且等于或小于4×104m3时,不应小于40m。” “5、2、5天然气密闭隔氧水罐与天然气放空管排放口与明火或散发火花地点得防火间距不应小于25m,与非防爆厂房之间得防火间距不应小于12m。” “6、1、1 进站场天然气管道上得截断阀前应设泄压放空阀。” “6、8、6 放空管道必须保持畅通,并应符合下列要求: 1)高压、低压放空管宜分别设置,并应直接与火炬或放空总管连接;(高压放空气量较小或高、低压放空得压差不大(例如其压差为 0、5～1、0MPa)时,可只
设一个放空系统,以简化流程。) 2)不同排放压力得可燃气体放空管接入同一排放系统时,应确保不同压力得放空点能同时安全排放。” 注:放空管道不能设切断阀,对可能存在得积液,及由于高压气体放空时压力骤降或环境温度变化而形成冰堵,应采取消除措施。CK P。 高低压管道同时放空会对低压管道造成超压破坏。当高低压放空管道压差在(0、5～1、0MP A)时可设一个放空系统,并计算同时泄放各放空点得背压。在确定放空管系尺寸时,应使可能同时泄放得各安全阀后得累积回压限制在该安全阀定压得10%左右。QU PXD。 “6、8、7 火炬设置应符合下列要求: 1 火炬得高度,应经辐射热计算确定,确保火炬下部及周围人员与设备得安全。 2 进入火炬得可燃气体应经凝液分离罐分离出气体中直径大于300μm得液滴;分离出得凝液应密闭回收或送至焚烧坑焚烧。 3 应有防止回火得措施。 4 火炬应有可靠得点火设施。 5 距火炬筒30m范围内,严禁可燃气体放空。 6 液体、低热值可燃气体、空气与惰性气体,不得排入火炬系统。” “6、8、8 可燃气体放空应符合下列要求: 1 可能存在点火源得区域内不应形成爆炸性气体混合物。 2 有害物质得浓度及排放量应符合有关污染物排放标准得规定。 3 放空时形成得噪声应符合有关卫生标准。 4 连续排放得可燃气体排气筒顶或放空管口,应高出20m范围内得平台或建筑物顶2、0m以上。对位于20m以外得平台或建筑物顶,应满足图6、8、8得要求,并应高出所在地面5m。 5 间歇排放得可燃气体排气筒顶或放空管口,应高出10m范围内得平台或建筑物顶2、0m以上。对位于10m以外得平台或建筑物顶,应满足图6、8、8得要求,并应高出所在地面5m。” 火炬与与石油天然气站场得防火间距,应经辐射热计算确定,可能携带可燃
天然气输送管道安全管理规程 Q／SY GD0062－2001 l 范围 本标准规定了天然气长距离输送管道工艺站场、干线、阀室及其放空、排污、清管等过程中的安全管理要求。 本标准适用于大然气输送管道的安全管理。 2 引用标准 2.1 SY 5225一1994 石油天然气钻井、开发、储运防灾、防爆安全管理规定 2.2 SYJ 43-89 油气田地面管线和设备涂色规定 2.3 SY 7514－88 天然气 2.4 质技监局锅发[1999]154号压力容器安全技术监察规程 3 输气站安全菅理要求 3.1 一般要求 3.1.1 站场入口处应有醒目的进站安全规定，生产区与非生产区之间应设置明显的分界标志。 3.1.2 外来人员因工作需进入工艺场区，必须经站领导批准，留下火种，登记入站。 3.1.3 非生产所需的机动车辆不准进入工艺站场，生产作业车辆进入站内必须配戴防火帽，按规定的路线、指定的地点行驶和停放，变在规定时间内离开。 3.1.4 按《石油天然气钻井、开发储运防火防爆安全管理规定》标准配备消防器材和设施，并按国家有关部门最新的要求进行灭火器材品类的淘汰和更换，消防器材和消防设施必须保证完好，消防道路必须保持畅通，禁止占用消防通道或在道路上堆放物品。 3.1.5 生产区应平整、整洁，无易燃物堆积。 3.2 工艺站场 3.2.l 工艺站场的各种设备应实行挂牌管理。管网设备及其附属设施应处于壳好状态，无跑、冒、滴、漏现象。管道及设备的着色应符合有关标准规定，管道表面应有气体流向标志。 3.2.2 工艺站场安装一定数量的固定式可燃气体报警器，且一年至少检验一次. 3.2.3 站内安装的安全阀、压力表、温度计等仪器仪装应符合设计和生产要求，并按相应的规定年限进行校验. 3.2.4 工艺站场安装的各种设备、仪器仪表，生产作业所使用的工器具必须符合防火防爆要求． 3.2.5 工艺站场的工艺管网、设备、自动控制仪表及控制盘（柜〕须安装防感应雷避雷器和防静电接地设施，工艺站区及建筑物应安装防直击雷避雷设施，接地电阻位应小于10Ω。管道、设备等的法兰间应设跨接铜线。 3.2.6 工艺场区严禁拉设临时电气线路，严禁擅自拆接各种装置仪表，严禁擅自外接气源。 3.2.7 未经上级调度指令，站场工艺流程不得擅自改变. 3.2.8 工艺站场高于1．5m的作业点应设置操作平台,并设两通向的梯子，斜度小60度，并有扶手、拦杆。3.3 装置及其他 3.3.1 工艺站场区已报废或停用的工艺装置、设备应予拆除，不能拆除的必须与在用的工艺管线加盲板隔离。 3.3.2 站内天然气储罐、分离器和阀门等输气设备在冬季运行前应采取防冻措施。 3.3.3 工艺站场的电缆沟盖板应封严，并有排水措施。 3.3.4 天燃气的脱水、脱油操作，应严格执行操作规程，经脱水、脱油后的天然气应达到SY 7514的标准 规定。 3.3.5 工艺站场进行的改、扩建、维修以及更换孔板等作业时，应严格遵守“先卸压、后作业＂的操作程序，
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 放空火炬系统的计算与安全因 素(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
放空火炬系统的计算与安全因素(通用版) 摘要放空火炬设计中火炬筒出口直径及高度的计算是按照标准APIRP521的方法进行计算的，并确定了放空火炬系统设计中应考虑的安全因素。 关键词放空火炬；计算；参数；安全因素 现代油气田地面工程中，油气处理单元的设计和操作越来越复杂。可靠、周全的压力泄放系统对这些处理单元的能量储存是十分重要的。 火炬是长输管道站场、库区的安全设施。放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，以及事故时瞬间放出的大量气体，从而保证装置正常、安全运行。 火炬计算基本方法是按美国石油学会标准APIRP521《泄压和放空系统》进行计算的。火炬计算的基础参数和条件如下：气体组分、低发热值、平均分子量、纯组分压缩性系数(压缩因
子)； 放空管道设计排气压力及温度； 受热点和放空火炬的高度及其相对标高； 火炬计算地点平均大气压力及相对湿度。 1火炬的计算 1.1火炬筒出口直径的计算 采用标准APIRP521计算方法，火炬筒出口直径按下列公式计算：式中：d一一火炬筒出口直径，m； W一一排放气体的质量流率，kg／s； P一一火炬出口处排放气体压力，kPa(绝压)； Mach一马赫数； Tj一一操作条件下气体温度，K； K一一排放气体的绝热系数，Cp/Cv； Ni一一排放气体的平均分子量。 计算中须注意： 排放气体的质量流量应选取最大排放量,也应考虑到现场在事
天然气放空操作规程 放空流程的设置主要包括设备放空和场站及场外放空。 设备放空。本站收发球筒、旋风分离器、过滤分离器、排污罐等设备上设有安全阀，当设备工作压力过高时安全阀起跳，实现紧急放散；同时还设有手动放空，能够在检修排污时实现放空。收发球筒及排污罐为不待压压力容器，旋风分离器及过滤分离器排污及检修时需放空。 场站及场外放空。通过SDV20201前（后）的放空阀可放空本站与上游阀室（场站）之间的天然气（本站的天然气），通过SDV20202和SDV20203后的放空阀可放空本站与下游阀室（场站）之间的天然气。 1.检查和准备 1.1检查放空管路系统及附属装置处于完好状态，放空系统 是否正常； 1.2站场各类设备手动放空阀运行操作灵活，密封性能好， 使用状态良好； 1.3检查各连接处紧固，无漏气； 1.4确认阀门的开关状态正确，需放空的设备各类仪表显示 是否正常； 1.5各类操作工具以及设备专用工具准备齐全、完好，人员 穿劳保服装、戴安全帽；消防器材准备齐全； 1.6注意观察风向；
1.7禁止雨、雪、雾和大风天气进行天然气放空； 1.8首先向调控中心请示，经某省天然气有限公司调控中心 批准后方可进行操作，并做好值班记录。 2.操作内容和步骤 2.1确认阀门状态，关闭需放空管段或设备前后的阀门。设 备放空时，应根据相关的设备切换或停运操作手册，切换流程，保证正常输气；场站放空时，应关闭进出站阀门，若要保证下游供气，应按全越站工艺流程操作要求，保证下游用气； 2.2阀门操作时，应缓开缓关，手轮向逆时针方向旋转开启 阀门，顺时针方向旋转关闭阀门； 2.3放空时全开放空球阀，再缓慢开启节流截止放空阀，控 制适当的放空流量，主要听气流声音； 2.4观察压力表基本为零后，放空完毕，先关闭节流截止放 空阀，再关闭放空球阀； 2.5根据要求恢复流程； 2.6操作完成后向调控中心汇，并做好值班记录。 3.操作后检查 3.1检查阀门各部件紧固，阀门无渗漏； 3.2检查阀门状态正确； 3.3不带压容器放空后计算放空量； 3.4根据放空时间长短，放空气量多少，确定放空火炬是否
1． 计算依据，SY/T10043-2002,《泄压和减压系统指南》 一、火炬头筒径的计算 5.051023.3?????????????=-M K ZT Ma P W d （公式1-1） =5.0519.1754.12930.15 .0325.101521201023.3??????????????- =0.334 式中 d －火炬头顶部直径，m ； W －火炬气最大排放量，kg/h ； P －火炬顶部火炬气压力，kPa ，可取当地大气压；（绝压） Ma －马赫数，火炬气流速与该流体声速的比值； M －火炬气的平均分子量； K －绝热指数； T —操作条件下火炬气温度，K 。 Z —气体压缩因子。 由此选取火炬头直径为DN350mm 。 注：1）此处的工况下气体的温度，入口三相分离器安全阀前的温度为60℃，阀后为11°左右，到火炬跟前，考虑9℃的温升（考虑到环境温度较高），即火炬入口处的温度为20℃。 2）火炬气量按照紧急情况全部放空的情况考虑，选择马赫数为0.5。 3）火炬气最大排放量取两口井出口气量之和。 4）气体分子量选取井口出来的气体的分子量16.94.(保守取值) 5）绝热系数井口出来的气体的分子量1.54. 6）压缩因子取1.0. 二、火焰长度计算
如图所示，火焰长度与气体释放的热量有对应关系， 气体释放量的计算公式为 3600 )(q W Q ?==52120*50000/3600=723889(KW) 式中 W —火炬气最大排放量，kg/h q —气体燃烧热值KJ/Kg ，气体中甲烷占95%，因此可选取甲 烷的燃烧值进行近似计算。甲烷的燃烧值约为50000KJ/Kg 。 计算出气体释放热量后，查表后得火焰长度约为55m 。 3、风速引起火焰变形的简单计算 火炬头速度 风速j =∞U U 孟加拉正常天气情况下平均风速为7.5m/s ，在暴风情况下风速可达50m/s 。 火炬头速度可以用体积流速与火炬出口横截面之比得出，也可以根据火炬出口气体马赫数乘以火炬出口音速得出。 4 .223600T T M W V ??==20.55 4 d 2j πV U == 20.55*4/3.14/0.352=213.7 火炬头速度 风速j =∞U U =7.5/213.7=0.035
单向阀在天然气管道中的功能 单向阀的安全保护功能 我们知道天然气站场远程控制的自动放空阀下游均设有单向阀，而所有手动放空阀（如分离器放空阀）下游没有单向阀，为什么同样是放空管线，同样是放空阀，却有这样的区别呢？其问题在于，手动放空阀是在非紧急情况下对单段管线的放空，其放空不会影响其他管线设备，且在正常情况下由于该放空阀始终处于关闭状态（前提是该阀是完好设备），其他回路的天然气也不会对该阀及其上游回路造成影响。而自动放空阀均是受站控系统控制，一般在紧急情况下才打开，而且同时打开的会是多个回路上的自动放空阀，即多个放空管线同时放空，此时由于站场各个放空管线高低压力不同，放空时就容易出现天然气由高压放空管线向低压放空管线反窜的现象，若没有单向阀，高压天然气就会进一步窜入低压自动放空阀的上游，这样一方面会延长站场放空时间，另一方面还会出现低压放空阀上游管线瞬时工作压力超过设计压力的现象，此种情况是绝对不允许的，超压哪怕只是1秒也是非常危险的，是较严重的安全隐患，但是加上单向阀则会完全避免该情况的发生。此处单向阀的作用很关键，既是对放空阀上游设备的保护，同时也避免了放空气流发生紊乱，缩短了紧急情况下的放空时间。我们在对站场放空系统进行设计或变更改造时必须要考虑这一点。 辅助自动控制功能 压缩机均设有旁通支路，习惯上我们称之为“小越站”。该支路的设计即考虑了压缩机组启停过程的流程自动切换，而该自动切换功能的实现却是借助旁通支路上这一关键的阀门——单向阀。
压气站场流程示意图如下： 图1 压气站场流程示意图 上图中电动球阀和单向阀组成了“小越站”流程。正常生产过程中，大越站支路处于关闭状态，天然气经过过滤分离装置后分成两路，一路进入压缩机装置区（包括压缩机组及附属管线设备），另一路进入“小越站”。 单向阀的作用首先表现在压缩机组由停机状态转为运行状态的切换过程中。压缩机停运过程中，压缩机装置区被关闭，天然气仅通过“小越站”管线出站。当压缩机组启动运行后，将进站天然气进行压缩，此时压缩机装置区下游压力升高且远大于上游进站压力，即“小越站”单向阀下游压力大于单向阀上游压力，在该单向阀的作用下“小越站”流程被关闭。即在压缩机组运行状态下，天然气完全进入压缩机装置区进行压缩。 该单向阀最关键的作用还是在压缩机组从运行状态到停机状态的切换过程中。压缩机组停机瞬间及停机后的一段时间内，出站压力还是会高于进站压力，此时单向阀继续保证天然气向下游方向走，直至上下游压力平衡，最后天然气走“小越站”流程。整个过程由于单向阀的存在实现了无扰动平稳切换。 对比分析一下不难发现其重要性。如果我们将单向阀去掉，此时
根据一元气体流动基本方程式，推导了孔口泄漏在绝热过程下泄漏流量计算的小孔模型和适合管道完全断裂的多变过程泄漏流量计算的管道模型，联合两种模型计算任何泄漏孔口直径下的泄漏流量，讨论了燃气最大泄漏流量的限制，进行了实例计算并对比了不同模型的计算结果。 关键词：泄漏流量计算；管道模型；小孔模型；管道小孔综合模型；流量限制 Calculation of Leakage Rate from Gas Pipeline HUANG Xiao-mei，PENG Shini，XU Hai-dong，YANG Mao-hua Abstract：According to the basic equations of one-dimensio n gas flow，a hole model for calculation of hole leakage r ate in adiabatic process and a pipeline model for calculat ion of leakage rate in variable process suited to full rup ture of pipeline are deducted. These two kinds of models a re combined to calculate the leakage rate from leakage hol es with different diameters. The limitation of the maximum gas leakage rate is discussed，the example calculation is carried out，and the calculation results of different mode ls are compared. Key words：calculation of leakage rate；pipeline model；ho le model；combined model of pipeline model and hole model：limitation of flow rate 1 概述 在燃气管道事故定量风险评价、事故抢险预案制定和漏气损失评估时，首先要计算泄漏流量。燃气管道在事故破损时，燃气可通
目录 1 施工方案说明....................................................... - 3 - 2 编制目的及依据..................................................... - 3 - 2.1 编制目的...................................................... - 3 - 2.2 编制依据...................................................... - 3 - 2.2.1 有关文件与图纸.......................................... - 3 - 2.2.2 有关法律法规............................................ - 4 - 2.2.3 有关标准与规范.......................................... - 4 - 3 工程概况及特点..................................................... - 4 - 3.1 工程概况...................................................... - 4 - 3.1.1 工程简介................................................ - 4 - 3.1.2 火炬结构特点............................................ - 5 - 3.1.3主要工程量............................................... - 5 - 3.1.4 现场条件................................................ - 5 - 4 施工准备........................................................... - 6 - 4.1 需要业主完成的施工准备工作.................................... - 6 - 4.2 需要施工单位完成的施工准备工作................................ - 6 - 5 项目组织机构....................................................... - 7 - 5.1 项目管理机构图................................................ - 7 - 5.2 项目管理机构配备情况表........................................ - 8 - 6 施工部署........................................................... - 8 - 6.1 工程总体目标.................................................. - 8 -
一、天然气计量原理及计算方法 测量原理：天然气流经节流装置时，流速在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，在孔板前后产生静压压差，气流的流速越大，孔板前后产生的差压越大，从而可通过测量差压来衡量天然气流经节流装置的流量大小。（注：这种测量流量的方法是以能量守恒定律和流动连续性方程为基础的。） 1、天然气流量的计算方法 1）公式引用SY/T6143—1996 标准 Q n= A s CEd2F G∑F z F T√p1△p 其中：Q n——体积流量Nm3/h 标准状态：0.101325Mpa A s——计量系数 1.145X10-2 C——流出系数0.6 E——渐进速度系数 1 d——孔板开孔直径 F z——超压缩因子 1.1 F G——相对密度系数 1.1 ∑——可膨胀性系数 1 F T——流动温度系数 1 经过推导和实践中运用，找出各个系数与本站输气计量中的关系。推导出了经验公式，简便了运算，便于掌握。 输气站流量计算经验公式： Q n = 8.4×10-3d2√p1△p
注意： （1）上述公式系数取值要精确，计算误差在5%左右。 （2）天然气计量中对孔板上端面，锐角等要求较严格，孔板必须经检验合格方可使用。 （3）上述公式是对于确定的孔板可推出孔板的测量范围。如反过来，知道了一定的流量，也可算出需要多大的孔板。2、输气管线储气量的计算 输气管线储气量的计算（引用《输气管道设计与管理》） Q储= VT0/P0T（P1m/Z1-P2m/Z2） 式中：Q储——管道的储气量m3 V——管道的容积m3 V=53275.56 m3（轮库输气管线长192.4km、管径 610mm、壁厚7—8mm） T0——293.15k P0——0.101325Mpa P1m P2m——分别为计算管内气体的最高、最低平均 压力（绝压）MPa，一般P2m为0。 Z1Z2——对P1m P2m气体压力下的压缩系数。（Z1=Z2） T——气体的平均温度k 注：上式可作为压力P1降到P2可有多少m3的天然气计算式。
培训试题（A） 日期：姓名：成绩：一、填空题： 1．天然气的输送有和非管道输送两种。 2．天然气中的气体杂质主要是和。 3．我国天然气的气质标准要求硫化氢含量小于，水分应无。 4．脱硫的方法一般分为和湿法两大类。 5．天然气脱硫主要指脱出天然气中的、有机硫化物和CO2，脱硫后的天然气质量达到管输气质标准。 6．脱出天然气中水分的主要方法有干醇法、和氯化钙水溶液法。7．计算机的工作原理是原始数据及程序通过输入设备进入，在控制器的控制下，由计算机进行计算，最后由输出设备输出计算结果。 8．计算机不仅可以加、减、乘、除等基本的计算，还可以进行基本逻辑计算，实现逻辑判断的比较以及数据的传送和等操作。 9．存储器具有记忆功能，是存放和指令的部件。 10．微机测算天然气流量系统包括采样、变送、、微机计算、输出等五部分。 11．位于孔板前10D、孔板后________的直管段称为测量管。 12．测量范围为0～4.0MPa,其最大绝对误差为0.06MPa,则此精度等级为________级。 13．球阀只能作全开或全关，不能作________。 二、选择题 1. 在常温常压下,天然气的爆炸限为( )。 （A）5%---10% （B）5%----15% （C）4%---74.2% (D)58% 2. 天然气的( )是输气过程中重要的控制参数,是监视和调节生产的依据,也是 企业生产经营中经济核算的主要数据。
（A）温度、压力、流量（B）压力、流量、液位 （C）流量、压力、流速（D）温度、压力、流速 3. 我国天然气的气质标准规定Ⅱ类气体中硫化氢的含量是（）mg/m3。 （A）20 （B）10 （C）5 （D）2 4. 天然气流经节流装置时,流速和静压的变化是( ) （A）流速增加、静压降低（B）流速减小、静压降低 （C）流速减小、静压增加（D）流速增加、静压增加 5. 标准孔板两端面应符合（）的技术要求。 （A）平行、光滑（B）平行、平整 （C）平行、无可见损伤（D）平行、平整、光滑、无可见损伤6. 清管站的主要任务是（）清管器。 （A）发送（B）监测（C）收发（D）组装 7. 正常生产时，孔板及导板处在孔板阀的（）中。 （A）上阀体（B）中阀体（C）下阀体（D）（A）和（C）8.孔板阀分( )两种取压方法. （A）环室取压和法兰取压（B）环室取压和角接取压 （C）角接取压和法兰取压（D）法兰取压和压力表取压 9.下列办法中不能建立推球压差的是（）。 （A）随天然气速度自动建立（B）调整发球站压力 （C）同时排放球前天然气和球后天然气（D）调整收球站压力 10.在所有用气场合，如发生火灾时，应首先（）。 （A）报警（B）关闭气源及有影响的电源 （C）关闭气源（D）组织灭火器材灭火 三、判断题 （）1. 仪表的测量误差,就是仪表的测量值与真实值之间的差值。 （）2. 球阀可半开半闭作为节流阀用。 （）3. 闸阀开关完后,应将手轮反向回转1—2圈。 （）4. 管输天然气过程中不能出现液态水。 （）5. 天然气流量计算的结果要求保留小数点后两位。