浅谈输气站场及阀室放空系统的设计

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1、浅谈输气站场及阀室放空系统的设计杭州市城乡建设设计院股份有限公司浙江杭州310000摘要：论述了天然气站场、阀室的放空系统工作原理，研究了一般站场、阀室采用的放空点火系统特点，简单讨论了放空立管、放空火炬、安全阀等的计算，提出了比较符合实际情况的计算方法。关键词：天然气站场；放空；点火；安全阀放空系统由放空立管和放空点火部分组成，它广泛应用于输气管道上的站场及阀室。天然气放空直接排入大气会对大气环境产生较大危害，不点火燃烧会对周围的农作物、民宅产生不良影响；由于输气站场、阀室排放量较大,目前环保部门一般都要求对线路站场、阀室的放空天然气进行点火排放。在天然

2、气管道输送工程中，放空管主要用于线路阀室和站场的检修及事故放空，是间断性工作。木文主要介绍在天然气储运工程中，采用的放空系统及主要部分的计算思路。1放空系统的组成及点火系统工作原理1、放空系统的组成及作用站场放空系统由管道与设备放空管、放空立管和放空点火部分组成，是天然气站场的重要系统之一。放空系统主要作用是在检修、发生意外、进出站的压力超压时进行放空，为减少对环境的危害需点火燃烧后排放。准确计算放空系统不仅可以实现对站场内设备、管线的泄压保护，还可以节省工程建设费用，方便日后运营管理。2、点火系统工作原理由于天然气输送工程中，放空系统的主要作用是检修和以

3、备意外事故,因此点火系统主要负责引燃放空管内的放空天然气。点火系统根据各工程现场情况的不同，主要有以下几种工作方式：1）手动点火它是一种简易的火炬点火方式。主要原理是在地面点燃带有压力的点火天然气，然后火焰沿传火管壁向上传燃。这种点火装置采用便携式直流点火器进行点火，适用于现场没有电源的场合。它的点火电源采用12V可充电式镉镍圆柱密封碱性电源，具有寿命长、放电电流大等特点，充放电次数达10000次以上，每充一次电可累计点火吋间大约60min。2）高空或地面电点火它主要由长明灯、引火筒、高能（压）电点火、电嘴、导电杆及专用电缆组成。根据点火位置不冏，一种是在

4、高空点火成功引燃长明灯从而引燃放空气体；另一种是点火系统在地面点火成功后通过外传火管传到放空管的顶部，点燃放空气体。0前随着放空点火技术的不断发展，高空电点火又慢慢演变出一种节能长明灯点火系统，它是将火炬点火与长明灯合二为一，替代掉专用长明灯，既节省部分设备又节省能源。根据多年的实践和开发，0前电点火部分已经由高压电点火发展到高能电点火，苏特点是点火部分采用半导体材料表面放电形式，火花能量大，抗污染不积碳，耐高温，寿命长，又冇自净能力，性能大大优越于高压间隙放电点火。两种点火方式各有优缺点，各场站可根据设计规模、放空量等自身实际情况选择点火方式。2放空系统

5、各主要部分的计算1、放空立管1）管径计算。放空立管管径主要取决于放空立管的放空量和出U处允许的马赫数，可通过提高出U处气体的马赫数来减小放空管径，但马赫数偏高会导致放空噪声过大。根据规范GB50183-2004规定，事故状态下，出口处马赫数不高于0.5马赫在计算吋，可以根据出U处马赫数为0.5马赫来反算放空立管的管径。2）高度计算。非点火放空立管高度可根据规范GB50183-2004规定确定。当放空量不大于1.2×104m3/h吋，放空立管与阀室或站场距离不小于10m；当放空量大于1.2×104m3/h且小于4.0×10

6、4m3/h吋，间距不得小于40m。可使用DNVPhast软件模拟放空立管放空吋出口周围及下风向的扩散范围，根据模拟结果选取合理的高度，以保证在规范要求的最小间距范围内天然气浓度落于爆炸极限之外。2、放空火炬1）火炬头计算。计算思路为：放空系统最大泄放量的确定；按火炬头出UI处马赫数为0.5马赫反算所需简径；向上圆整简径尺寸。校核时若只满足放空系统最大泄放量不高于0.5马赫，而不满足单个装置不高于0.2马赫，需调整圆整后尺寸，直至满足要求。2）高度计算。放空火炬高度要依据顶端火焰辐射热对地面人员的热影响，或大风时火焰长度及倾斜度对附近构筑物及生产装置的热影响

7、来确定，砬使火焰的辐射热不影响人身及设备的安全。苏计算主要考虑火炬安放位置及附近地面附属物的可承受辐射强度、火炬所处环境的气象情况，包括风速、风向、火气温度、相对湿度等因素。计算可参照GB50183-2004中的公式。计算思路为：分析火炬周围的设施及环境状况，确定敏感点（考虑辐射影响的设施）；火焰最大长度的计算（火焰长度可从GB50183-2004中火焰长度和释放热量Q-L关系曲线图查得，也可按照《石汕化工设计手册》中有关规定确定）；按规范中火炬高度的计算公式进行计算，并予以圆整；以圆整后的高度计算火炬的地面辐射范围，进而确定火炬放空区需要的征地面积。3、

8、站场事故放空1）BDV阀选型计算。BDV选型计算的关键在于阀UI径