CNG供气站管道安全设计探究

本文作者：邢月萍 单位：晋城市煤气开发利用中心

根据GB50028-2006第7．3．11的要求，CNG供气站本站总平面应分区布置，本工程站区分为生产区和生产辅助区。生产区由工艺装置区、卸气柱、压缩煤层气撬车区组成，压缩煤层气撬车固定车位最大储气总容积为8000m3，撬车固定车位四周有足够的回车场地，生产区布置在站区以北。生产辅助区主要出入口布置于场区西南侧，并在场区形成环形消防通道，场区中间设置固定车位3个，设置3个卸气柱，减压装置和调压装置位于场区北侧。新建建筑物有:值班室、控制室、变配电室、增热室、维修间、门卫、卫生间等，布置在场区南侧。场区四周设置高度2m的围墙及车辆出、入口。出、入口道路与站外规划路衔接，满足人流疏散及车辆安全行驶。平面布置如图1所示。根据GB50028-2006和GB50016-2010的相关要求，供气站生产性质为甲类，建构筑物与站外建筑物的防火间距:明火或散发火花的地点25m，民用建筑25m，重要的公共建筑50m，站外道路15m，架空高压线及通信线不小于电杆(塔)高度的1．5倍。站内工艺装置区、卸气柱、压缩煤层气撬车固定车位之间的防火间距、甲类建筑物与站内相邻建筑物之间的防火间距均满足GB50028-2006和GB50016-2010的有关规定。

工艺设计

1工艺流程

1)车载压缩煤层气释放系统。压缩煤层气由撬车运至站内，撬车内20MPa的压缩煤层气分三路经过高压软管、卸气柱进入减压撬，减压撬内设三路减压回路，每路经两级换热、两级减压后降至0．2MPa～0．4MPa，再通过调压器降至0．08MPa～0．1MPa，计量加臭后由中压管道引送至站墙外。2)热水循环系统。热水循环系统的主要设备是热水锅炉、热水泵、电子水处理器、除污器等，负责向CNG减压释放装置中的换热设备提供循环热水以保证系统的正常工作。调压后的煤层气作为热水锅炉的燃料。3)工艺流程图如图2所示。

2主要设备

压缩煤层气撬车:2辆(V=4000标立方米)。减压释放装置:选用撬装设备，进口压力P1=20MPa，出口压力P2=0．2MPa～0．4MPa，Q=5000标立方米/小时，一台套。流量计:Q=5000m3/h(带温度压力补偿)，1台。调压器:Q=5000标立方米/小时，进口压力P1=0．2MPa～0．4MPa，出口压力P2=0．08MPa～0．1MPa。调压器:Q=100标立方米/小时，进口压力P1=0．02MPa～0．2MPa，出口压力P2=5000Pa～8000Pa，1台。加臭装置:1套。

中压管道

1压力级制

城镇燃气管道压力分级及地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间水平净距分别见表1，表2。根据大学和党校提供的用户的用气压力(0．01MPa)和将来使用管输煤层气的压力(0．1MPa)均较低的情况，故公建用户采用中压一级调压柜供气方式，空调及锅炉用户采用专用调压柜。中压一级系统包括中压干管、中压支管、箱式或柜式调压器、低压管、户内管等。中压一级系统压力级制如下(均为表压):中压管道起点压力:0．08MPa～0．1MPa。中压管道末点压力:0．04MPa。调压箱或调压柜起点压力:3150Pa。公建用户灶具额定压力:2000Pa。

2管材

根据晋城市的地质情况，新建1．8km中压干管采用钢管，管材选用Q235B焊接钢管，应符合国标GB/T3091-2008要求。钢管的优点是强度、韧性和抗冲击性都比较高，可承受较高的内压力和外压力，接口方便，内表面光滑，水力条件好。

4管道防腐

为延长管道使用寿命，强化管道防腐效果，埋地钢管采用三层PE防腐，钢管防腐等级为加强级。

4管道敷设

管道采用直埋，应埋设在土壤冰冻线以下，且车行道埋深不小于0．9m，非车行道埋深不小于0．6m，确定管道最小覆土厚度不小于0．9m。管道坡度不小于0．003，坡向凝水缸。

5管道附件设置

1)阀门及附件。为了便于维护管理和后续工程的进行，以及事故时减小停气范围，在下列地点设置阀门和附件:a．出站管道上设置阀门和绝缘接头。b．至用户支管起点设置阀门。2)凝水缸。为排除管道冷凝水及杂质，保证管道系统通畅，于管道改变坡向的转折最低点每300m～500m设置一个凝水缸。

报警系统

减压装置在运行时由自带控制系统的PLC自动控制。系统中所有自控阀门都由气动执行器负责打开和关闭，而气动执行器的动作则由PLC控制，并装有手动紧急情况停止按钮，触发这些按钮中的任何一个都会中止整个系统。一旦出现事故，自动控制系统将连锁关闭整个系统使其停在安全位置上。站内设置可燃气体检测及泄漏报警装置，报警浓度为可燃气体爆炸下限的20%。

消防

根据GB50028-2006及GB50140-2005的相关规定，在站内每个压缩煤层气撬车处设置2个MFZ8手提式干粉灭火器;在每个卸气柱处设置2个MFZ8手提式干粉灭火器;在减压混气装置处设置2个MFZ8手提式干粉灭火器和2个MFT35推车式干粉灭火器;在辅助用房内设置2个MFZ8手提式干粉灭火器。1)由于煤层气的易燃、易爆特性，且大量输送煤层气的设备、管道产生静电火花等原因即可能导致燃烧和爆炸事故;如果管道、设备长期腐蚀，造成燃气泄漏，在空气中达到一定的浓度，遇火源也会发生爆炸事故。2)热水锅炉爆炸主要有超压爆炸、热水炉缺陷导致的爆炸以及严重缺水导致的爆炸三种形式。3)其他形式危险性分析。生产过程中由于有带电设备及低压电气设备，生产操作过程中发生误操作或漏电，就会引发触电事故。建筑物所设避雷针及接地网如果发生故障，过电将会危及人身安全。

结语

从当地能源条件出发，合理利用、优化能源结构，保护生态环境，节能降耗，力求取得较好的经济效益、社会效益和环境效益，促进城市燃气事业的发展。车载压缩煤层气供气站可以作为临时供气气源，以解决一些急用气用户。本文以金村供气站为例，通过对其燃气工程设计方面应考虑的一些问题与大家共同探讨。