天然氣輸送管道中的場站

1、天然氣輸送管道中的場站天然氣輸送管道中的場站基本知識主要概念一首站二分輸站三末站四清管站五線路截斷閥室六線路戰(zhàn)場常用工藝設(shè)備基本術(shù)語首站分輸站末站壓氣站清管站儲氣庫閥室陰極保護站工藝流程計量站址選擇除塵器過濾分離器模塊概述本模塊主要概述了天然氣集輸站場中的首站、分輸站、末站、清管站、線路截斷閥室和場站中常用的工業(yè)設(shè)備。通過本模塊的學習要求學員了解天然氣輸送管道中的場站的組成及運行方式，掌握繪制各場站的站工藝流程圖的方法，弄清輸氣工藝流程

2、的操作原則，了解輸各場站的工作特性，掌握輸氣場站的常用工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。概念一場站的分類和布點的要求一、天然氣集輸站場的分類輸氣站是輸氣管道工程中各類工藝站場的總稱。其主要功能是接收天然氣、給管道天然氣增壓、分輸然氣、配氣、儲氣調(diào)峰、發(fā)送和接收清管器等。按它們在輸氣管道中所處的位置分為：輸氣首站、輸氣末站和中間站(中間站又分為壓氣站、氣體分輸站、清管站等)3大類型及一些附屬站場(如儲氣庫、閥室、陰極保護站等)。按站場自身的功能可

3、分為：壓氣站、分輸站、清管站、清管分輸站、配氣站等。1首站首站是天然氣管道的起點站，它接收來自于礦場凈化廠或其他氣源的凈化天然氣，其主要工藝流程為：天然氣經(jīng)分離、計量后輸往下游站場。通常還有發(fā)送清管器、氣體組分分析等功能。當進站壓力不能滿足輸送要求時，首站還具有增壓功能。2分輸站分輸站是在輸氣管道沿線，為分輸氣體至用戶而設(shè)置的站場。其主要的工藝流程為：天然氣經(jīng)分離、調(diào)壓、計量后分輸至用戶。有時還具有清管器收發(fā)、配氣等功能。當與清管站合建

4、時，便為清管分輸站。3末站末站是天然氣管道的終點設(shè)施，它接收來自于管道上游的天然氣，轉(zhuǎn)輸給終點用戶，其主要工藝流程為：天然氣經(jīng)分離、調(diào)壓、計量后輸往用戶。通常還有清管器接收等功能。4壓氣站:壓氣站是輸氣管道的接力站，主要功能是給管道天然氣增壓，提高管道的輸送能力。其主要工藝流程為天然氣經(jīng)分離、增壓后輸往下游站場。5清管站輸氣管道投產(chǎn)時需要通過清管器清除管道中的積液、粉塵雜質(zhì)和異物。清管站主要工藝流程為：清管器接收、天然氣除塵分離、清管器

5、發(fā)送并輸往下游站場。6儲氣庫儲氣庫是輸氣管道供氣調(diào)峰的主要設(shè)施，主要的形式有：枯竭氣田儲氣庫；地下鹽穴、巖洞儲氣庫；地面容器儲氣庫。地下儲氣庫的工藝流程為：天然氣過濾分離、計量、增壓注氣；采氣、過濾分離、計量、增壓輸回管道。7閥室為了便于進行管道的維修，縮短放空時間，減少放空損失，減少管道事故危害的后果，輸氣管道上每隔一定距離，需設(shè)置干線截斷閥。閥室的功能為：干線截斷、兩端放空。8陰極保護站埋地管道易遭受雜散電流等腐蝕，除了對管道采取防

6、腐絕緣以外，還要進行外加電流陰極保護，將被保護金屬與外加的直流電源的負極相連，把另一輔助陽極接到電源的正極，使被保護金屬成為陰極。由于外加電流保護的距離有限，每隔一定的距離應(yīng)設(shè)一座陰極保護站。二、站址選擇要求1基本要求(1)滿足系統(tǒng)工藝設(shè)計的要求，所選位置總體上服從輸氣干線的大走向。(2)所選站址應(yīng)符合當?shù)爻擎?zhèn)的總體規(guī)劃。(3)與附近村鎮(zhèn)、廠礦企業(yè)、倉庫、鐵路、公路、變電所及其他公用設(shè)施的安全距離必須符合GB50183—2004《石油天

7、然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定。(4)社會依托條件好，供電、給排水、通信、生活條件好，交通便利。(5)所選站址(含放空區(qū))的占地面積應(yīng)使站內(nèi)各建筑物之間能留有符合防火規(guī)范規(guī)定的安全間距，必要時應(yīng)考慮站場的發(fā)展余地，要近、遠期結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃。(6)選擇站址應(yīng)地勢開闊、平緩，有利于場地排水，盡量減小平整場地的土石方工程量。2工程地質(zhì)、水文地質(zhì)要求(1)選擇較有利的地形及工程地質(zhì)條件，應(yīng)避開易發(fā)生山洪、滑坡等不良工程地質(zhì)段及其他不宜建站的

8、地方。(2)站址應(yīng)盡量避開濕陷性黃土分布地區(qū)，或選在濕陷量較小的地段。(3)地下水位較低，無侵蝕性。(4)地耐力不小于150kPa。3布站要求輸氣管道的沿線有許多種站場設(shè)施，將這些設(shè)施合建能減少占地，降低投資，并且方便管理。因此在可能的情況下宜盡量將這些站場設(shè)施合建：(1)輸氣首站一般設(shè)在凈化氣源附近，末站一般設(shè)在終點用戶附近。(2)分輸站的選址主要考慮靠近集中用戶的地理位置。(3)清管站盡量與壓氣站、分輸站合建。清管站的站間距選擇主要

9、考慮不應(yīng)超過清管器的最大運行距離，一般清管站可按80～130km間距設(shè)置。(4)壓氣站布局涉及末段長度、首站位置和各中間站站距3方面內(nèi)容。其站間距與管道的運行壓力和壓比有關(guān)，根據(jù)管道設(shè)計輸量，以及管道投產(chǎn)后數(shù)年內(nèi)輸量變化的預(yù)測，對不同的增壓輸送方案進行優(yōu)化比選，根據(jù)推薦方案布站。(5)干線閥室的間距通常以管線所處地區(qū)的重要性和發(fā)生事故時可能產(chǎn)生的災(zāi)害及其后果的嚴重程度而定，這種間距通常為8～32km。在某些特別重要的管段兩端(鐵路干線，

10、大型河流的穿跨越)也應(yīng)設(shè)置截斷閥室。(6)陰極保護站的間距受最大保護距離的限制，在布站時需綜合考慮這些因素，其站間距可以幾十或上百千米。陰極保護站宜與輸氣站場合并建設(shè)。一、功能首站是天然氣管道的起點設(shè)施，氣體通過首站進入輸氣干線。通常，首站具有分離、計量、清管器發(fā)送等功能。1接收并向下游站場輸送從凈化廠來的天然氣首站接收上游凈化廠來的天然氣，為了保證生產(chǎn)安全，通常進站應(yīng)設(shè)高、低壓報警裝置，當上游來氣超壓或管線事故時進站天然氣應(yīng)緊急截斷。

11、向下游站場輸送經(jīng)站內(nèi)分離、計量后的凈化天然氣，通常出站應(yīng)設(shè)低壓報警裝置，當下游管線事故時出站天然氣應(yīng)緊急截斷。首站宜根據(jù)需要設(shè)置越站旁通，以免因站內(nèi)故障而中斷輸氣。概念二首站2分離、過濾天然氣中的固體顆粒污染物不僅會增加管道阻力，降低輸氣管道的氣質(zhì)，還影響設(shè)備、閥門和儀表的正常運轉(zhuǎn)，使其磨損加速、使用壽命縮短，而且污染環(huán)境、有害于人身健康。液體污染物會隨時間逐漸積累起來，形成液流，這樣會降低氣體流量計計量精度并可能損壞管道的下游設(shè)備。因

12、此，通常在輸氣首站應(yīng)設(shè)置分離裝置，分離氣體中攜帶的粉塵、雜質(zhì)和上游凈化裝置異常情況下可能出現(xiàn)的液體，其分離設(shè)備多采用過濾分離器。過濾分離器是由數(shù)根過濾元件組合在一個殼體內(nèi)構(gòu)成，通常由過濾段和除霧段(分離段兩段組成，能同時除去粉塵、固體雜質(zhì)和液體。當含塵天然氣進入過濾器后先在初分室除去固體粗顆粒和游離水。之后細小的塵污隨天然氣流進入過濾元件，固體塵粒在氣流通過過濾元件時被截留，霧沫則被聚合成大顆粒進入除霧段，在天然氣流過霧沫撲集器時液滴被

13、分離。分離后的天然氣進入下游管道，塵污則進入排污系統(tǒng)。分離效率：對于粒徑不小于5μm的粉塵和液滴，分離效率不小于998％；對于粒徑為1～3μm的粉塵和液滴，分離效率不小于98％。過濾分離器具有多功能、處理量大、分離效率高、彈性大、更換濾芯方便等特點。主要適用于長輸管線首站、分輸站和城市門站，同時也適用于含固體雜質(zhì)和液滴的天然氣的分離。大流量站場的氣體過濾分離器，可以經(jīng)匯管采取并聯(lián)安裝的方法來滿足處理量要求。在設(shè)計分離器的通過量和臺數(shù)時，

14、宜設(shè)置備用分離器。如果是熱備用，應(yīng)保證當一臺分離器檢修時余下分離器的最大處理能力仍可滿足正常處理量要求。3計量應(yīng)計量輸入和輸出干線的氣體及站內(nèi)的耗氣，這些氣量是交接業(yè)務(wù)和進行整個輸氣系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)的依據(jù)。氣體計量裝置宜設(shè)置在過濾分離器下游的進氣管線、分輸氣和配氣管線以及站場的自耗氣管線上。大流量站場的計量裝置，可分組并聯(lián)，并設(shè)備用線路。為了減少震動和噪聲，站場管道的氣體流速不宜超過20m／s。常用于測量天然氣體積流量的流量計有差壓式流量

15、計、容積式流量計、渦輪流量計、超聲式流量計幾類。4安全泄放(1)輸氣首站應(yīng)在進站截斷閥之前和出站截斷閥之后設(shè)置泄壓放空設(shè)施。根據(jù)輸氣管道站場的特點，放空管應(yīng)能迅速放空輸氣干線兩截斷閥室之間管段內(nèi)的氣體，放空管的直徑通常取干線直徑的1／3～1／2，而且放空閥應(yīng)與放空管等徑。(2)站內(nèi)的受壓設(shè)備和容器應(yīng)按GB50251—2003《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定設(shè)置安全閥。安全閥定壓應(yīng)等于或小于受壓設(shè)備和容器的設(shè)計壓力，安全閥泄放的氣體可引入同

16、級壓力放空管線。(3)站內(nèi)高、低壓放空管宜分別設(shè)置，并應(yīng)直接與火炬或放空總管連通。(4)不同排放壓力的可燃氣體放空管接入同一排放系統(tǒng)時，應(yīng)確保不同壓力的放空點能同時安全排放。(5)放空氣體應(yīng)經(jīng)放空豎管排入大氣，放空豎管的直徑應(yīng)滿足最大放空量要求。(6)可燃氣體放空應(yīng)符合環(huán)境保護和防火要求，有害物質(zhì)的濃度和排放量應(yīng)符合有關(guān)污染物排放標準的規(guī)定，放空時形成的噪聲應(yīng)符合有關(guān)衛(wèi)生標準。(7)寒冷地區(qū)的放空管宜設(shè)防護措施，保持管線暢通。(8)放空

17、豎管(或火炬)宜位于站場生產(chǎn)區(qū)最小頻率風向的上風側(cè)，并宜布置在站場外地勢較高處。二、首站典型的工藝流程1首站不加壓工藝流程首站不加壓工藝流程見圖7－2—1。2首站加壓工藝流程首站加壓工藝流程見圖7—2－2。三、首站與其他功能場站合并建設(shè)1有可能與首站合并建設(shè)的站(1)清管站。通常首站都具有清管功能，站內(nèi)設(shè)有清管器發(fā)送裝置。(2)加壓站。當進站壓力不能滿足輸送要求或管道輸量增加需提高起點壓力時，首站還具有增壓功能，此時首站需包括壓氣站內(nèi)容

18、。(3)分輸站。當首站附近有直供用戶時，可從首站分離器下游直接分輸氣體去用戶，此時首站具有分輸站功能。2首站與其他功能場站合并建設(shè)的關(guān)系首站與其他功能場站合建后，清管、增壓、分輸?shù)葍?nèi)容分別作為首站的各個功能分區(qū)，由首站實行統(tǒng)一管理。11輸氣干線首站工藝流程（不帶壓氣站）JY102～103—絕緣接頭；H201，H202，H301—匯氣管；GF201～204—過濾分離器；F101—清管器發(fā)送裝置；FK801—放空立管概念三分輸站一、功能分輸

19、站是天然氣管道的中間站，氣體通過分輸站供給用戶。通常，分輸站具有分離、計量、調(diào)壓等功能。1接收上游站場來的天然氣并向下游用戶供氣接收上游站場來的天然氣，該部分內(nèi)容同首站。向下游站場輸送經(jīng)站內(nèi)分離、計量、調(diào)壓后的天然氣，出站應(yīng)設(shè)高、低壓報警裝置，當出站超壓或下游管線發(fā)生事故時緊急截斷。2分離、過濾(1)直接供給附近用戶用氣，對分離后氣體含塵粒徑要求較小，分離裝置選型可采用過濾分離器。(2)如果是分輸氣體進入支線，分輸站距用戶較遠，分離裝置

20、選型宜采用旋風分離器或多管干式除塵器。如粉塵粒徑大于5μm，處理量不大時，可選用旋風分離器；處理量大時，可選用多管干式除塵器。(3)如果分離的氣體含塵粒徑分布寬，要求分離后含塵粒徑很小的情況，可考慮采用兩級分離。第一級采用旋風分離器或多管干式除塵器，第二級采用過濾分離器。3調(diào)壓分輸去用戶的天然氣一般要求保持穩(wěn)定的輸出壓力，并規(guī)定其波動范圍。站內(nèi)調(diào)壓設(shè)計應(yīng)符合用戶對用氣壓力的要求并應(yīng)滿足生產(chǎn)運行和檢修需要。調(diào)節(jié)裝置目前多采用自力式壓力調(diào)節(jié)

21、閥或電動調(diào)節(jié)閥，宜設(shè)備用回路。分輸站調(diào)節(jié)裝置宜設(shè)在分離器及計量裝置下游分輸氣和配氣的管線上。4計量分輸去用戶的天然氣需要計量，該部分內(nèi)容同首站。5安全泄放分輸站調(diào)壓裝置下游如果設(shè)計壓力降低，則應(yīng)在出站設(shè)置安全泄放閥，目前多采用先導式安全閥。先導式安全閥因其動作精度高，排放能力大，能夠在超過整定壓力非常小的范圍內(nèi)泄壓排放，復(fù)位準確，密封可靠，工作穩(wěn)定性好的優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。二、分輸站典型的工藝流程分輸站工藝流程見圖7—3－1。三、輸氣站

22、與其他功能場站合并建設(shè)的可能性及其間的關(guān)系1清管站當分輸站位置與清管站間距相吻合時，分輸站宜與清管站合建，站內(nèi)設(shè)有清管器收、發(fā)裝置。2加壓站當分輸站進站壓力不能滿足干線輸送要求時，分輸站還應(yīng)具有增壓功能，此時分輸站與壓氣站合建。3分輸站與其合并建設(shè)的其他功能場站之間的關(guān)系分輸站與其他功能場站合建后，清管、增壓等內(nèi)容作為分輸站的各個功能分區(qū)，由分輸站實行統(tǒng)一管理。一、功能末站是天然氣管道的終點站，氣體通過末站供應(yīng)給用戶。通常，末站具有分離

23、、計量、調(diào)壓、清管器接收等功能。(1)接收上游站場輸來的天然氣并向用戶門站供氣，該部分內(nèi)容同分輸站。(2)分離、過濾。末站通常是向門站供氣，分離器選型同分輸站，多采用過濾分離器。該部分內(nèi)容同分輸站。(3)調(diào)壓、計量。去用戶的天然氣一般要求保持穩(wěn)定的輸出壓力并計量，該部分內(nèi)容同分輸站。概念四末站二、末站的工藝流程概念五清管站一、輸氣管道的清管輸氣管道的輸送效率和使用壽命很大程度上取決于管道內(nèi)壁和內(nèi)部的清潔狀況。對氣質(zhì)和管道有害的物質(zhì)——硫

24、化鐵粉塵、機械雜質(zhì)、水等，進入輸氣管道后引起管道內(nèi)壁的腐蝕和磨蝕，增大管壁粗糙度。大量水和腐蝕產(chǎn)物的聚積，還會局部堵塞或縮小管道的流通截面。在施工過程中大氣環(huán)境也會使無涂層的管道生銹，并難免有一些焊渣、泥土、石塊等有害物品遺落在管道內(nèi)。管線水試壓后，單純利用管線高差開口排水是很難排凈的。為解決以上問題，進行管道內(nèi)部和內(nèi)壁的清掃是十分必要的。1清管的作用(1)保護管道，使它免遭輸送介質(zhì)中有害成分的腐蝕，延長使用壽命；(2)改善管道內(nèi)部的光

25、潔度，減少摩阻，提高管道的輸送效率；(3)保證輸送介質(zhì)的純度；(4)對管道內(nèi)壁和管道中的各種損傷和缺陷作診斷性檢測的清管。為了保證金屬管道的長期、安全運行，必須有計劃地進行腐蝕檢測，即對管體、防腐絕緣層的檢測，確定管道腐蝕狀況，指出可能發(fā)生泄漏的隱患。在管道發(fā)生泄漏之前就發(fā)現(xiàn)并主動進行整治修復(fù)。這雖然也耗費一定的資金，但要比管道出現(xiàn)事故以后進行搶修的代價要小得多。當今工業(yè)發(fā)達國家的新建管道投產(chǎn)以后即對其狀況進行跟蹤檢測，相對而言，國內(nèi)還

26、主要停留在泄漏后被迫進行的搶修，對運行管道的檢測還處于初期階段。2清管器1)常規(guī)清管器(1)清管球。清管球是最簡單的清除積液和分隔介質(zhì)很可靠的一種清管器，它的清管效果不如皮碗式的電子清管器。清管球由耐磨、耐油的氯丁橡膠制成。清管球的清管有效距離以50～80km為宜。清管球有實心的和空心的兩種。用于直徑小于或等于DN100管道清管的球為實心球；大于DNl00管道清管的球為空心球。空心球的壁厚為30～50mm，球上有一可以密封的注水孔，孔內(nèi)

27、有一單向閥。清管球在清管運行中會有變形和磨損，使用前在0℃以上工作環(huán)境內(nèi)的清管球一般注入水，在0℃以下工作的清管球，球體內(nèi)通常注入低凝固點的液體(如甘醇類)。清管球應(yīng)保持一定內(nèi)壓，以調(diào)節(jié)清管球的直徑，使之過盈量最好為管道直徑的5％～8％，從而保證清管效果。未充滿液體的清管球不允許使用，以免清管球在管內(nèi)介質(zhì)的高壓下將球壓扁或不能密封而漏氣，造成卡球事故。清管球在管內(nèi)運行時變形大、通過性好，不易被卡，表面磨損均勻，磨損量小。只要注入口密封良

28、好，清管球可多次重復(fù)使用。(2)皮碗清管器。皮碗清管器主要由在剛性骨架上串聯(lián)2～4個皮碗，并用螺栓將壓板、導向器及發(fā)訊器護罩等連接成一體而構(gòu)成(圖7－5—1)。它主要用于各種管道投產(chǎn)前的清管掃線，可清除管道施工中遺留在管道內(nèi)的石塊、木棒等各種雜物。另外還用于天然氣管線投產(chǎn)后的清掃、水壓試驗前的排氣、混輸管線的介質(zhì)隔離等。圖7－5－1皮碗清管器清管器的工作原理是：清管器進入管道后，利用皮碗裙邊對管道的4％左右過盈量與管壁緊貼而達到密封，其

29、皮碗唇部與管壁緊密吻合，清管器由其前后天然氣的壓差推動前進，同時把污物推出管外。皮碗清管器較之清管球不但能清除積液和起隔離作用，而且對清除固體阻塞物也行之有效：皮碗清管器最大的特點是可用它作為基體，運載其他在管內(nèi)運行的物體，以達到其他使用目的。例如，在兩節(jié)皮碗之間的筒體上，裝上相互交錯的不銹鋼絲刷，并用一U形彈簧板固定于有小孔的筒體上，即為帶刷清管器，用于粉塵附著較多的管道清管；用錐形皮碗清管器安裝測量幾何形狀的測桿及其他附件，即為測徑

30、清管器；還可用于運載電子、漏磁、超聲波等檢測儀器，探測管道壁厚及腐蝕等情況。按照皮碗的形狀可分為錐面、平面和球面3種皮碗清管器。錐面皮碗具有較大的通用性，使用較為廣泛；平面皮碗有很強的清除塊狀固體阻塞物的能力；球面皮碗允許變形量最大，通過能力最好，可以通過變形量達30％D的管道。皮碗材料多為氯丁橡膠、丁腈橡膠和聚脂類橡膠。2)智能清管器智能清管器(SmartPig)是基于將超聲波、漏磁、聲發(fā)射等無損探傷原理以及錄像觀察功能同清管結(jié)合在一

31、起的儀器。智能清管器周向裝有200多個，甚至360個探頭，可在進行正常清管的同時進行在線檢測，從而檢測出管道內(nèi)外腐蝕、機械損傷等缺陷的程度和位置。最常用的智能清管器采用漏磁法，它能檢測出腐蝕坑、腐蝕減薄和環(huán)向裂紋，但不能檢測出深而細的軸向裂紋。這種清管器既能檢測液體管道，也能檢測氣體管道。超聲波智能清管器除了檢測金屬損傷以外，還可進行防腐層剝離、應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)和凹痕、刻痕等機械損傷缺陷的檢測，但超聲波法需要在傳感器和管壁之間充滿

32、液體耦合劑，這就限制了它在氣體管道中的應(yīng)用。彈性波儀器是能在氣體管道中使用的超聲波儀器，它有輥輪接觸傳感器，不需要耦合劑。目前，美國、德國、俄羅斯等國家都普遍使用該技術(shù)，以便早期發(fā)現(xiàn)管徑減薄等缺陷隱患，為制定管道維修計劃提供依據(jù)。中國從美國、德國引進智能清管器或請國外公司來進行管道智能檢測服務(wù)(φ720mm，φ660rnm，φ529mm，φ426mm，φ273mm)，成功地完成了克烏(克拉瑪依～烏魯木齊)線、陜京線、魯寧線、四川部分輸氣

33、管道等長輸管道的腐蝕檢測工作。但是進行管道智能檢測使用費用過高，限制了推廣應(yīng)用。要進行清管作業(yè)的管道，其線路彎頭的曲率半徑可根據(jù)可能使用的清管器的長度來確定，一般大于5倍管徑，管道變形量不大于五分之一D；在線路中的主、支管焊接處，支管焊接不得突出于主管內(nèi)；支管與主管的直徑比大于0.3時，應(yīng)在支管側(cè)安裝擋條，以保證清管器順利通過；主干線應(yīng)采用全通徑閥門。二、清管對管道的要求1清管的適宜管徑范圍根據(jù)中國清管設(shè)備的制造情況，要進行清管作業(yè)的管

34、道，其管道直徑在DN50～DNl000。2影響清管有效距離的因素影響清管有效距離的因素主要有清管類型、清管器的型式和材料，以及清管器的結(jié)構(gòu)形式、清管皮碗材料、清管器無線電發(fā)射機的電池耗電量大小、清管間隔周期長短等。根據(jù)清管器的不同型式和材料，清管的有效距離不相同。皮碗材料為氯丁橡膠、丁腈橡膠時，建議清管的有效距離以50～80km為宜。當皮碗材料為聚酯類橡膠時，建議清管的有效距離以80～200km為宜。三、清管站的設(shè)置清管站應(yīng)盡量與其他的

35、輸送站場相結(jié)合而建在一起。但當管道太長，無合適的站場可結(jié)合時，可根據(jù)具體情況設(shè)置中間清管站。決定清管站間距的主要因素是所用清管器的結(jié)構(gòu)形式、清管皮碗材料、清管器無線電發(fā)射機的電池耗電量大小、上下游站場的間距等。站距短，清管效果較好。一般清管分離站可按50～200km間隔考慮設(shè)置。在地形起伏較大的管段，可適當縮短其站間距。四、清管器的發(fā)送和接收裝置清管器收、發(fā)裝置是清管掃線設(shè)備的重要組成部分，它安裝在管線兩端用于發(fā)射及接收清管器，主要是由

36、快開盲板、筒體、大小頭、鞍式支座等部分構(gòu)成。1清管器發(fā)送裝置外形為一鋼質(zhì)圓筒，發(fā)送裝置筒體的直徑應(yīng)比所清管管道直徑大1級，且筒體的中心線與管中心線順氣流方向呈80～100傾斜安裝，即快開盲板端高于管道端，以便清管器推入，使其在發(fā)送前能緊貼前端的大小頭。一般發(fā)送筒長為筒徑的3～4倍，智能清管器的發(fā)送裝置的長度應(yīng)大于智能清管器，一般應(yīng)不小于3m。清管器的發(fā)送是利用天然氣在清管器前后形成壓差，將球推入管道。2清管器接收裝置接收裝置簡體的直徑較

37、管徑大1～2級，其長度的設(shè)計應(yīng)既能適應(yīng)較長清管器(智能清管器)使用，也便于2個甚至3個清管器(球)的接收，同時要為容納固體雜物留下一定的空間。因此，目前所用清管器接收筒的簡體的長度一般為筒徑的5～6倍，智能清管器的接收裝置的長度應(yīng)大于智能清管器，一般應(yīng)不小于3m。清管器接收裝置簡體上的上下支管應(yīng)焊裝擋條，以阻止大塊物體進入。3清管器的發(fā)送和接收裝置上的快開盲板快開盲板是為清掃、疏通管線、檢查、清理容器而在管口處設(shè)置的一種固定式快速開啟裝

38、置。1)結(jié)構(gòu)清管器結(jié)構(gòu)簡圖見圖7－5—2。圖752清管器結(jié)構(gòu)簡圖1－轉(zhuǎn)軸；2－上支架；3－吊環(huán)；4－防松板；5－安全螺釘；6－加力桿；7－筒體；8－盲板蓋；9－轉(zhuǎn)臂；10－下支架；11－鎖緊螺釘；12－調(diào)高螺母；13－軸泵2）安全要求(1)清管器接收裝置上的快開盲板，不宜正對60m內(nèi)的居住區(qū)或建(構(gòu))筑物。(2)盲板蓋開啟前必須先開放空閥，待收(發(fā))球筒內(nèi)壓力降至零后，方可進行開啟盲板的操作。(3)定期對盲板的主承壓件進行檢查，若出現(xiàn)嚴

39、重銹蝕或裂紋，要及時查找原因并更換。(4)每次使用時，應(yīng)對密封膠圈及密封槽進行清洗，檢查并涂抹黃油，以防使用時不能密封。五、清管器通過指示器清管器通過指示器是判定清管器發(fā)出、通過和到達的訊號裝置。1常用的清管器通過指示器常用的清管器通過指示器有頂桿觸點式、擺桿觸點式和差壓式。(1)頂桿觸點式清管器通過指示器安裝在管線上。當清管器經(jīng)過發(fā)生器時，球?qū)㈨敆U頂起(頂桿端頭伸入管線內(nèi)約15mm)，頂桿便將觸桿往左擠壓，從而帶動觸桿彈簧、觸片一起往

40、左移動，接通兩只接線柱上的兩個觸點，使信號指示器發(fā)出信號(聲或光)。(2)擺桿觸點式清管器通過指示器垂直安裝頂部特制接頭套內(nèi)，它的擺桿端頭水銀觸頭伸入管內(nèi)15～20mm，水銀觸頭可順氣流方向在接頭套內(nèi)擺轉(zhuǎn)90。當清管器通過時，撞擊水銀觸頭，使它在套內(nèi)擺動60～90，因而觸頭內(nèi)兩觸點相接觸而導電，使信號器發(fā)出訊號(聲或光)。在清管器通過之后，由于水銀觸頭自身重力和彈簧機構(gòu)的拉力作用而恢復(fù)垂直原位。(3)差壓式清管器通過指示器。由于清管器本

41、身具有的質(zhì)量及球與管壁的摩擦力，所以，只有當清管器前后有壓差時才能運行。利用這個原理，在管線收、發(fā)球站的進站和出站處，在管線上鉆1個15mm的小孔，安裝儀表閥與導壓管，并與壓力表連接。當清管器通過時，清管器前后差壓使壓力表指針位置迅速上升。2、清管器通過指示器的安裝位置清管器通過指示器在清管發(fā)送和清管接收的安裝位置有所不同。清管發(fā)送：在清管器發(fā)送筒出站管道（主管三通下游以外）上應(yīng)設(shè)置清管器，以便判定清管器是否發(fā)出。清管接收：在接收閥后的

42、筒體上設(shè)置清管指示器，以便確定清管器是否進入筒體內(nèi)。在進站管道前200~500m區(qū)間（具體距離應(yīng)根據(jù)閥門的開啟時間、管道內(nèi)氣體流速等確定），應(yīng)裝設(shè)固定遠傳通過指示器，以便開始必要的接收操作。六、清管站工藝流程清管站一般具有清管發(fā)送、接收、分離等功能，其工藝流程見圖7－5－3。圖753輸氣干線清管站工藝流程JY101～102－絕緣接頭；S101－清管器接收裝置；H201～202－匯氣管；XF201～204－多管干式除塵器；F101－清管器

43、發(fā)送裝置；FK801－放空立管概念六線路截斷閥室一、功能在輸氣管線上間隔設(shè)置截斷閥室，其功能是管道檢修或事故時截斷氣流。當輸氣管道發(fā)生事故時，能迅速實現(xiàn)事故點兩端有限范圍內(nèi)的自動緊急截斷，將事故限制在一段有限的區(qū)間內(nèi)，在不全線放空的情況下進行各種管道作業(yè)。二、干線截斷閥驅(qū)動方式干線截斷閥驅(qū)動方式有氣液聯(lián)動、電液聯(lián)動、電動、氣動等驅(qū)動裝置，尤其氣液聯(lián)動使用最為廣泛。各種驅(qū)動方式都配有手動機構(gòu)以備驅(qū)動機動失靈時使用。三、輸氣管道干線截斷閥的

44、緊急關(guān)閉系統(tǒng)輸氣管道線路截斷閥的一般均采用管線爆破事故自動關(guān)斷裝置。當管道破損時，管內(nèi)壓降速率超過正常范圍，由驅(qū)動裝置關(guān)閉閥門。當線路截斷閥室設(shè)有遠程終端控制裝置（PTU）時，可以將檢測到的壓降速率信號和閥位信號傳給調(diào)控中心，由調(diào)控中心監(jiān)測分析，如現(xiàn)場閥門該關(guān)斷而因故障未關(guān)為時，可由調(diào)控中心遠程指令關(guān)斷。1閥門的緊急關(guān)閉系統(tǒng)應(yīng)具備的條件（1）有驅(qū)動閥門的能量儲備。這種儲備的主要形式是氣體蓄能罐，有時還需用蓄電池作為信號裝置的電源，一般情

45、況不用動力電源。（2）有準確的事故感測裝置。這種感測裝置有地震感測和管道破裂兩種。地震感測裝置按地震的加速度或振幅限度發(fā)出控制閥門動作的信號，無論管道是否已經(jīng)破裂，管線破裂感測裝置根據(jù)管線斷裂前后出現(xiàn)的壓力或流量異常發(fā)出信號。氣體管道上采用感測管道中氣體壓降速率的氣動裝置。事故感測裝置必須十分準確，漏報或錯報都可能造成嚴重的后果。2緊急關(guān)閉系統(tǒng)的原理1）感測管道斷列的緊急關(guān)閉系統(tǒng)感測氣體管道破裂的主要方式是壓降速率法。管道斷裂后，氣體的

46、壓降速率增大，這種速率與管道正常運行時的速率有明顯的差異，感測裝置測到管道內(nèi)壓降速率達到設(shè)定值時，閥門就能自動關(guān)閉。目前大都采用感測壓降速率的方法來控制閥門的緊急關(guān)閉，它被認為是最合理的控制方式。2）感測地震的緊急關(guān)閉系統(tǒng)地震的影響可以用地震造成的加速度來衡量。地震有縱橫兩向波動，頻率范圍在10HZ以下，很容易將它與其它交通工具和工程機械的振動頻率（20HZ以上）相區(qū)別。不同的地基或建筑結(jié)構(gòu)有不同的頻率，在頻率相同的情況下，加速度越大，

47、振幅就越大。不同頻率的相同振幅并不反映相同的加速度。在頻率、振幅加速度3參數(shù)中，以直接感測加速度的方式為最好。四、截斷閥室設(shè)置的位置輸氣和線截斷閥室之間的間距因不同級別地區(qū)由于人口密度不同，對安全可靠性的要求也不一樣，因此閥室設(shè)置的距離也不相同。截斷閥室間距最大值：四類地區(qū)為8km三類地區(qū)為16km，二類地區(qū)為24km，一類地區(qū)為32km。在管道穿越大型河流、活動斷裂帶和特殊困難段時，應(yīng)根據(jù)需要而設(shè)置線路截斷閥。由于人口密度和國情的不同

48、，世界各國對此間距的規(guī)定互差異。五、對截斷閥室的要求輸氣管道干線截斷閥雖然關(guān)系重大，卻長期處于備而不用的狀況，且不便于檢查維修。因此，對它的質(zhì)量和工作可靠性有嚴格要求：（1）達到零泄漏的密封性能。干線截斷閥如果漏氣，不僅造成大量氣體損失，出現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)的危險，而且不定期可能引起自控系統(tǒng)的失靈和誤動作。（2）具有可靠的大扭矩驅(qū)動裝置。干線截斷閥一直處于全開裝置。需要動作時，往往面臨發(fā)生事故的緊急狀況。為了保證動作的可靠性，它要有較大裕量的驅(qū)

49、動扭矩，應(yīng)能在短時間內(nèi)完成閥門的關(guān)閉和開啟動作。。（3）閥室中干線截斷閥安裝位置可能是地上安裝，也可以埋地安裝。如果閥門質(zhì)量較好，不會經(jīng)常檢修，以埋地安裝為好，既減少干管出地和入地彎頭的安裝，又可使管道處于嵌固狀態(tài)，受力狀態(tài)良好，也方便操作。（4）截斷閥室上下游需設(shè)置放空管。放空管直徑是根據(jù)1.5－2h內(nèi)能將管線內(nèi)氣體放空完畢來確定。一般放空管直徑為干管直徑的1312。放空管引出距離應(yīng)滿足防火安全的要求，放空管高度應(yīng)符合環(huán)保要求。放空豎

50、管基礎(chǔ)部分應(yīng)錨固，豎管應(yīng)采用鋼絲繩固定。（5）截斷閥室設(shè)計應(yīng)能滿足無人值守的要求。管道中輸送的天然氣一般都含有許多粉塵固體雜質(zhì)特殊情況下可能還會有液體這些雜質(zhì)需要從管道天然氣中除掉。因為：（1）氣體中的雜質(zhì)存在，會加速管道及設(shè)備的腐蝕，降低管道的輸送效率。如果氣體中固體雜質(zhì)含量達到5～7mgm3，一條新管道投產(chǎn)兩個月后，管道的輸送效率降低3%～5%。（2）天然氣氣質(zhì)不能滿足壓縮機進氣要求，如果達到30mgm3，管道將會因氣體對壓縮機葉輪

51、的嚴重沖蝕而喪失正常工作能力。（3）燃氣輪機、鍋爐、燃燒設(shè)備的噴嘴堵塞，熱效率損失，甚至不能正常運行。（4）達不到商品天然氣氣質(zhì)要求，影響用戶使用。因此需要在輸氣管道的站場安裝分離、除塵設(shè)備，保證輸出的氣體含塵不超過規(guī)定的要求。輸氣站場常用的分離和除塵設(shè)備有旋風分離器；多管干式除塵器；過濾分離器；聚結(jié)器。概念七輸氣站場常用工藝設(shè)備一、旋風分離器1旋風分離器的工作原理氣體進口管線與外筒體的連接成切線方向，氣流出口管線在頂部與中心管連接。當

52、含塵氣流從切線方向進入旋風分離器時，氣流由直線運動變作旋轉(zhuǎn)運動或圓周運動。由于氣體和塵粒的密度不同，所產(chǎn)生的離心力也就不同，其結(jié)果是密度較大的塵粒被拋到外圈，就與氣體分開了。塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落，進入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在進入錐體時，因圓錐的收縮而向除塵器中心靠攏，其切向速度不斷提高，當?shù)竭_錐體某一位置時，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向由下反轉(zhuǎn)而上，形成內(nèi)旋氣流經(jīng)出口管流出，一部分未被捕集的細小

53、塵粒也被帶入下游。旋風分離跑龍?zhí)椎碾x心力產(chǎn)生的分離力比重力產(chǎn)生的分離力要大得多。例如，一臺直徑為0.5m的旋風分離器，當氣流進口的線速度為15ms時，其離心加速度為900ms2，相差近百倍。因此旋風分離器是一種處理能力大、分離效率高、結(jié)構(gòu)簡單的分離設(shè)備，可基本除去10μm以上的塵粒。2影響旋風分離器效率的因素⑴氣體進口速度。由于離心分離力與氣體旋轉(zhuǎn)速度成二次方關(guān)系，因而氣體進口的線速度對分離器效果影響很大。入口線速度一般宜在15～25m

54、s之間。因線速過低，分離力不夠，而線逗過高則會破壞旋風分離流動系統(tǒng)的正常壓力平衡，并形成局部渦流，產(chǎn)生二次夾帶，使分離效率降低。⑵氣體和塵粒密度差。由旋風分離器的分離原理可知，氣體和塵粒密度差越大，分離效果越好。由旋風分離器的氣流狀態(tài)可知，旋風分離器適用于氣、固分離。一般在正常負荷量范圍內(nèi)工作的旋風分離器，基本上可除10μm以上的機械微粒。⑶旋轉(zhuǎn)半徑。由向心力的公式可知，旋轉(zhuǎn)半徑越大，離心力越小。當處理氣量較大時，計算所得的分離器直徑也

55、較大，故旋轉(zhuǎn)半徑不宜超過0.5m，否則需提高氣流入口線速，當用于大氣量時可采用多個旋風分離器。3旋風分離器的適用范圍旋風分離器的效率與氣體進入分離器的線速度密切相關(guān)，而線速度的大小又直接與氣體處理量有關(guān)。旋風分離器盡管有較高的分離效率，但由于其分離效率對流速很敏感，一般要求處理流量應(yīng)相對穩(wěn)定，因而在負荷波動較大的輸氣站場的應(yīng)用受到限制。二、多管干式除塵器1多管干式除塵器的結(jié)構(gòu)及工作原理多管干式除塵器是由若干個導葉式旋風子呈數(shù)圈同心圓均布

56、排列組合在一個殼體內(nèi)，有總的進氣管、排氣管和灰斗的分離設(shè)備。多管干式除塵器也是利用離心分離的原理進行工作的。天然氣進入除塵器后，向下經(jīng)多根除塵管分流，每根除塵管的下端均設(shè)有旋風子，氣流經(jīng)過旋風子時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，利用離心力的作用將氣流中的固體顆粒與氣體分離。被分離的粉塵經(jīng)排灰口進入總灰斗，凈化的氣體經(jīng)旋風子排氣管進入排氣室，由總排氣口排出。2影響多管干式除塵器效率的因素⑴除塵器進口管氣體流速v應(yīng)在一定范圍內(nèi)。氣速選用過低，處理量變小，效率

57、也會降低。但氣速太高會使粗顆粒碎變成細粉塵的量增加，對有凝聚性質(zhì)的粉塵起分散作用而降低分離效果。同時，氣速過高會增加旋風器的壓力損失和加速除塵器本體的磨損，降低其使用壽命。因此，在設(shè)計多管干式除塵器的進口截面時，必須使進口氣速為一適宜的值，一般的進口氣速為10～25ms，最佳分離效率時氣速為10～12ms。⑵除塵器直徑的確定。除塵器宜用圓筒形，器內(nèi)旋風子一般呈同心圓排列，旋風子間距不能太小，否則，器內(nèi)旋風子一般吳同心圓排列，旋風子間距不

58、能太小，否則，排塵時容易互相干擾而加劇返混，且不便安裝。一般推薦兩個相鄰旋風子的最小中心距取1.4D2～1.5D2(D2為旋風子外管直徑)。最外圈的旋風子中心與除塵器筒壁之間的距離要大些，經(jīng)便旋風子進氣分配均勻些，并減小氣流對筒壁的沖蝕，一般此距離最好大于D2。3多管干式除塵器適用范圍導葉式旋風子管干式除塵器是一種適用于輸氣站場的高效除塵設(shè)備，它適用于氣量大、壓力較高、含塵粒度分布甚廣的干天然氣的除塵。它的除塵效率高（達91%～99%）

59、而穩(wěn)定、操作彈性大、噪音小、承壓外殼磨損小。對10μm以上的固體顆粒，其除塵效率達94%。這種分離器適用于在輸氣干線上的中間清管站使用。三、過濾分離器1過濾分離器結(jié)構(gòu)及工作原理過濾分離器是由數(shù)根過濾元件組合在一個殼體內(nèi)構(gòu)成，通常由過濾段和除霧段（分離段）兩段組成。這種分離器在外形上可以是臥式的，也可以是立式的，在輸氣站中大多采用臥式。當含塵天然氣進入過濾器后先在初分室除去固體粗顆粒和游離水。之后細小的塵污隨天然氣流進入過濾元件，固體塵粒

60、在氣流通過過濾元件時被截留，霧狀液滴會聚結(jié)成較大的液滴進入除霧段，在天然氣流過霧沫撲集器時液滴被分離，液體匯合向下流入集液包。分離后的天然氣經(jīng)排氣管入下游管道，塵污則進入排污系統(tǒng)。過濾分離器效率：對于粒徑不小于5μm的粉塵和液滴，分離效率不小于99.8%；對于粒徑為1～3μm的粉塵和液滴，分離效率不小于98%。在天然氣中含有少量液體流量的場所，通常在臥式過濾分離器下部設(shè)計一個集液包，以提供停留的時間，這樣就使分離器的整個直徑都要小些。反

61、之，如果氣體中不含液滴，則不必設(shè)集液包。2過濾分離器適用范圍過濾分離器分離效率遠高于旋風分離器和多管干式除塵器，但由于在使用過程中當分離器壓降達到設(shè)定值時需要更換過濾元件，因此運行成本較旋風分離器和多管干式除塵器高。常用于對氣體凈化要求較高的場合，如直接給用戶供氣的分輸站、末站、配氣站、氣體處理裝置、壓縮機站進口管路等場合。四、聚結(jié)器1聚結(jié)器結(jié)構(gòu)及工作原理聚結(jié)器結(jié)構(gòu)主要由數(shù)根聚結(jié)濾芯組合在一個殼體內(nèi)構(gòu)成，其聚結(jié)過程主要靠聚結(jié)濾芯來實現(xiàn)。

62、經(jīng)過預(yù)處理的天然氣首先進入聚結(jié)分離器的下層集液空間，由于體積膨脹，會有部分液體析出，這部分液體進入下層集液區(qū)；含液氣體向上進入聚結(jié)分離區(qū)，經(jīng)過聚結(jié)濾芯時，細小的液滴聚結(jié)成較大液滴，聚結(jié)成的液滴越來越大，并逐漸移向分離區(qū)。經(jīng)過聚結(jié)過程的大液滴一旦形成，由于重力的作用順著濾芯外面的保護層向下流向集液區(qū)，干燥、潔凈的氣體經(jīng)出口排出。由于在筒體中留出了一定的空間，可以控制氣體的出口流速，防止夾帶聚結(jié)出來的液滴。分離效率；對于粒徑不小于0.3μm

63、粉塵和液滴，可達99.9%。2聚結(jié)器適用范圍聚結(jié)器是一種分離效率極高的分離器，且由于聚結(jié)濾芯價格較昂貴而使運行成本較前幾種分離器都高。因此為減少更換聚結(jié)濾芯次數(shù)，一般聚結(jié)器上游均應(yīng)有一級或兩級分離器對氣體進行預(yù)分離，聚結(jié)器適用于對氣質(zhì)要求很嚴格的場合，如壓氣站燃氣輪機的燃料氣系統(tǒng)的最后一級分離器。五、分離除塵設(shè)備的選用分離除塵設(shè)備的選擇，一方面應(yīng)根據(jù)氣體中所含粉塵的種類、性質(zhì)、粒徑和粉塵量等因素選擇高效經(jīng)濟的分離除塵設(shè)備，另一方面還應(yīng)根

64、據(jù)分離除塵設(shè)備的技術(shù)性能（處理量、壓力損失、分離效率）和經(jīng)濟比較（建設(shè)投資、占地面積、使用壽命）來綜合考慮。理想的分離除塵設(shè)備應(yīng)既能滿足工藝生產(chǎn)和環(huán)境保護對氣體含塵的要求，同時又經(jīng)濟合理。在具體選擇分離除塵裝置時，需考慮天然氣攜帶的雜質(zhì)成分、輸送壓力和流量的穩(wěn)定性、波動幅度等因素，在滿足輸出的氣質(zhì)要求的前提下，應(yīng)力求其結(jié)構(gòu)簡單，分離效果好，氣流壓力損失較小，不需要經(jīng)常更換和清洗部件。如粉塵粒徑大于5～10μm，可選用多管干式除塵器或旋風