天然气场站建筑设施安装及保障措施概述

1 场站建筑设施类别及调压系统控制流程

长输天然气场站一般设计分综合楼、设备用房、门卫室、设备基础、支墩及池体等单体结构设计，其中，场站自控系统分别由综合楼内的站控系统及工艺区设备联动发生。本文主要就站控调压系统进行研究，对其可靠性保障因素进行讨论。

调压系统即压力控制系统包含设备主要有：安全切断阀、监控调节阀、工作调压阀，三个设备共同串联在一起，形成整套安全调压系统。其中，安全切断阀、监控调节阀和工作调压阀相互独立，协同工作。

正常工况下，安全切断阀处于全开位置，由工作调压阀对下游压力进行控制。当工作调压阀出现故障时，监控调节阀开始调节外输压力；当监控调节阀出现故障无法控制下游压力时，安全切断阀则自动切断气源，以保证下游管道和设备的安全。当下游用气量过大时，控制器输出信号，工作调压阀由调压状态转为限制外输流量控制。同时，整个压力调节及限流控制系统还可由站控PLC 系统实现。

2 调压系统各设备控制原理

切断阀图示（正常工况）

关闭状态

2.1 安全切断阀

图中的安全切断阀，是现行天然气场站中运用较为普遍的一种类型，其有简单的内部结构一定程度上提供了更高的可靠性。在开启状态下，其内部空间近似直管段，可降低运行过程中的压力、流量损失。在正常工况下，皮膜腔内执行机构中的锁紧机构卡主连接轴，切断阀的主轴锁死，主阀处于全开状态；当下游压力达到设定压力时，下游过压气体排入执行机构皮膜腔中，使执行机构的拨轮动作，执行机构的拨轮打开锁紧机构，在切断阀弹簧作用下，最终关闭阀体。另外，此类切断阀还设有远程控制装置，其原理主要依靠电磁阀的开关来实现执行机构的拨轮动作。

2.2 调压阀

调压器可分为直接作用式调压阀和间接作用式调压阀。其中直接作用式调压阀一般以其结构简单、反应速度快的优点，广泛应用于居民用户及各类直燃设备。间接作用式调压阀即指挥器式，则需要根据出口气体压力变化，反馈指挥部动作，通过中间介质或外力使阀门动作达到关闭阀体的目的，其优点主要有精度高、适用大流量设备，一般运用于大型场站中。

3 控制可靠性保障

3.1 备用回路保障

天然气场站的设备及运行可靠性，是重中之重。通常情况下，场站的关键性部位，如计量、调压系统，均会采用一用一备的模式。一般调压回路进出口设电动开关球阀, 当正在运行的调压设备出现故障时，站控系统可发布命令，将故障调压回路自动切换到备用调压回路，以保证调压系统的正常工作，同时保证连续地向下游用户供气。

3.2 设备运行数值设定

因调压撬的串联设置，通常情况下，我们将工作调压阀、监控调压阀及截断阀按级设定不同压力。例如某高压输气占内下游城市门站供气时，工作调压阀设定（在站控系统中设定）为2.5MPa，监控调压阀和安全截断阀可分别设定为2.6和2.75MPa，为防止相邻阀门调节的相互干扰。同时，调压阀组控制采用压力、流量双重控制，当流量超过允许最大值时，采用流量信号进行限流控制。

3.3 站控系统保障

天然气站场综合楼内需设站控室，内含一套完备的站控系统（天然气长输工艺SCADA系统中的站场控制级），主要具备上传数据、执行上级控制中心指令、全站启停、流量交接计量及调压、站内所有远控阀门远控及就地手动控制、紧急切断及安全保护、火灾及可燃气体检测报警等功能。站控系统的紧急关断功能，在站场发生超压、火灾等紧急情况下，报警装置启动后，可经人工确认触发紧急关断按钮后，自动关闭站场进出口ESD 阀门，并紧急放空确保站场安全。一般长输天然气场站综合楼为1-2层，应在抗震等级、建筑结构安全等级、地基基础设计等级等方面予以保证建筑的稳定性；而在工艺区部分，应充分做好地基基础，设备基础筑造，若地基底部未达到老土层，则必须进行地基处理，采用在基础底部与老土层之间换填级配砂石分层压实等方式确保工艺区设备在长久运营过程中不发生沉降而威胁设备安全。

4 结束语

调压系统作为天然气管道站控工艺中的核心环节之一，其长期安全稳定的运行是天然气日常管理的主要目标。天然气场站在建设、运行各阶段人员，都应对其相关原理有一定了解，并在日常的工作中深入学习，共同为国内天然气行业的蓬勃发展提供助力。

文章来源：《建筑与文化》 网址: http://www.jzywhzz.cn/qikandaodu/2021/0626/738.html