长输管道天然气站场总图设计研究

0 前言

随着我国能源结构的优化调整和天然气在一次能源消费中占比的持续上升，长距离输送天然气的干线管道系统不断扩展和完善，已逐步构建起覆盖全国的天然气主干管网体系，站场作为长输管道的重要组成部分，是保障天然气安全和高效输送的关键节点。其总图设计不仅关系到站场的功能布局与运行效率，还直接影响项目的投资成本以及未来智能化信息化建设的适应性[1]。传统的天然气站场设计模式在早期工程中发挥了重要作用，但随着管道系统规模的扩大以及工艺系统的复杂化，原有设计方法已逐渐暴露出众多问题，严重制约了站场运行的安全性和经济性。本文将从站址优化选择以及总平面布置两个角度出发，开展长输管道天然气站场总图设计研究，为提高长输管道天然气站场总图设计质量奠定基础。

1 站址优化选择

站址优化选择应当综合考虑多方面因素，地理条件是基础考量，站场应避开地质灾害多发区，如滑坡和断裂带等不良地质区域，地形应相对平坦，便于场地平整和设备布置，同时需充分考虑排水条件，避免站场位于洪水影响区域。工程技术因素需纳入评估范围，管道水力计算结果是确定站场间距的重要依据，应根据输气规模和压力等参数，合理确定压缩站和分输站等站场的间距。站场间距过大会导致管道输送能力不足，而过小则会增加不必要的建设投资，同时，站场建设应考虑与主管道的连接便利性，减少支线管道长度，降低施工难度和成本。交通便利性是站场建设和后期运维的重要保障，站场应尽可能靠近现有道路，减少进站道路的修建成本。特别是对于大型压缩站，设备运输和安装需要良好的交通条件，因此交通便利程度应作为站址选择的重要评价指标[2]。电力供应条件同样不容忽视，站场运行需要稳定可靠的电力支持，尤其是压缩站等大型站场，其电力需求量大，应优先考虑靠近已有电网的区域，减少电力引入成本和供电风险。环境影响评价是站址选择不可或缺的环节，站场建设应避开自然保护区和水源保护区等环境敏感区域，减少对生态环境的干扰。同时，应评估站场运行对周边居民区的噪声和排放等影响，保持足够的安全距离，确保符合环保要求。

2 总平面布置

（1）站场布置

站场布置首先应遵循功能分区原则，根据功能不同，站场通常分为工艺区、辅助生产区、行政生活区三大功能区。工艺区主要包括清管设施和压缩机组等核心工艺装置，辅助生产区包括配电室和库房等，行政生活区则包括办公楼和食堂等生活设施。三大功能区应有明确的界限和合理的相对位置，工艺区一般布置在站场上风向，行政生活区布置在下风向，以减少工艺区对人员的安全影响。工艺流程是决定设备布置的主要依据，站场设备布置应严格按照工艺流程顺序进行，保证天然气在站内的流动路径简洁明晰，减少管道弯头和阀门数量，降低压力损失[3]。主要工艺设备如清管器收发装置和计量装置等应按照气流方向顺序布置，确保工艺流程的连续性和合理性，压缩机组作为站场核心设备，其布置应充分考虑检修空间需求和噪声影响，与其他设备保持适当距离。安全间距是站场布置必须严格遵守的刚性约束，各类设备和建筑物之间的距离应符合防火规范等相关标准规定，特别是压缩机组和分离器等潜在危险源与其他建筑物之间的安全距离，必须满足防火防爆要求。同时，站场内的消防通道应保持畅通，主要设备周围应预留足够的消防车通行和操作空间，确保紧急情况下消防

救援的顺利进行。

（2）放空区

放空立管高度设计需综合考虑多种因素，其高度设计应基于热辐射计算结果，确保地面人员和设备不受过大热辐射影响。同时，还需考虑周边环境条件，如周围建筑物高度和航空限高要求等，在多根放空管并存的情况下，应合理设置高度差，防止相互干扰。放空系统的容量设计是技术核心，根据站场规模和工艺要求，放空系统应能在规定时间内安全排放站内全部天然气。设计流量应考虑最不利工况，如管道全断裂或紧急停机等情况。对于压缩站，还需特别考虑压缩机组的紧急停机放空量，放空管道应避免液体积聚，管径设计应确保流速不超过音速，避免过高的背压影响放空效率。放空区地面处理需特别注意，放空区地面通常采用碎石覆盖，其面积根据热辐射计算确定，碎石层下应设置防渗层，防止油污等污染物渗入地下，放空区周围应设置围栏和明显的警示标志，防止无关人员进入。点火装置是放空系统的重要组成部分，对于含硫天然气或特殊工况下需进行点火放空时，应配备可靠的点火装置。点火装置可采用固定式或移动式，电子点火或手动点火等多种形式，点火控制系统应设置在安全区域，并有明确的操作规程和联锁保护。

（3）污水区

污水区位置选择首先应考虑地形条件，为充分利用地势自然落差，污水区通常布置在站场地势较低处，便于全站污水自流收集。同时，应尽量远离生活区和主控制室，减少异味影响，但也不宜过远，以控制污水管网铺设成本。污水分类收集是系统设计的基础，天然气站场产生的污水主要包括生产污水、生活污水和雨水三大类。生产污水主要来源于设备冲洗和分离器排液等，可能含有油类物质和少量化学品，生活污水来自办公区和生活区，雨水则是站场地面降水汇集。不同类型污水应采用独立管网收集，分别处理，避免交叉污染，站场布局应预留足够的污水管网铺设空间，确保污水顺畅流动。污水处理设施配置应匹配站场规模和污水特性，对于中小型站场，生产污水处理通常采用隔油池和生物处理单元组合工艺。生活污水可采用一体化生活污水处理装置，雨水则通过沉砂池处理后排放，大型站场可根据需要增设高级氧化和膜过滤等深度处理单元。应急事故池是污水区不可或缺的设施，为应对突发情况下的污水处理需求，站场应设置容量充足的事故池，事故池应采用防渗设计，周围设置防溢堤，并配备可靠的液位监测装置和应急泵系统，确保在紧急情况下能有效收集和处理污水。

3 结论

综上所述，随着我国西气东输等国家重大能源战略的推进，长输天然气管道网络日趋复杂，站场数量和规模不断扩大，站场总图设计直接影响工艺布置和检修通道等功能区域的合理性。因此，需要对天然气站场的位置进行合理的选择，对其内部进行合理的优化设计，提升空间利用率和简化作业流程，为实现实现无人值守或少人值守奠定基础。

参考文献

[1]宋华.浅谈石油天然气站场道路分布[J].化工管理,2016,(14):96.

[2]周大鹏.长输管道天然气站场总图设计[J].石化技术,2015,22(09):52.

[3]李骁晔,耿云鹏,王雯雯.小型输气站场总图设计难点分析与研究[J].上海煤气,2013,(01):3-6.