LNG/CNG加氣站放散管設計

王曉程

（天津渤海化工集團規劃設計院，天津 300193）

LNG/CNG加氣站放散管設計

王曉程

（天津渤海化工集團規劃設計院，天津 300193）

放散管在天然氣加氣站應用廣泛，由于其豎直向上并敞口，為放散管設計考慮防雨防沙設施更是必不可少。本文介紹了在筆者參與的加氣站設計中所采用的防雨防沙設施用以有效防止雨水沙塵進入放散總管阻礙放散氣體的向上排放。

天然氣加氣站；放散管；防雨；防沙

1 放散管防雨防沙的必要性

放散管在化工領域應用廣泛，主要用于設備或管道中各種氣體的安全排放。尤其是在天然氣加氣站中，包括液化天然氣（LNG）、壓縮天然氣（CNG）、由LNG轉化為CNG（L-CNG）加氣站中，考慮到天然氣的易燃易爆性，中高壓天然氣的放散更是必不可少的安全措施。一般情況下，放散管采用豎直向上設計。由于放散管頂部為敞口，如果不考慮防雨設計，必然導致放空管底部積水嚴重，從而造成各種安全隱患，主要隱患有以下幾點：積水液位超過水平放空管斜插豎直管高度，影響放散氣體向上排放；氣溫較低致使積水結冰，阻礙放散氣體排放，更為嚴重的是有可能造成管道凍裂等后果；長期積水也會造成管道及閥門生銹等危險。基于以上考慮，放空管采用防雨設計是必要措施。如果是在風沙較大地區，由于沙塵比重較大，會豎直落在放散管中，大量積聚在放散管底部。清除沙塵也是保證放散管正常工作的必要措施。

2 防雨措施

2.1 常用防雨措施

在低壓供氣系統，常采用在放散管頂端加彎頭或者傳統防雨帽的方式防雨。這兩種方法雖然都能非常有效的防止雨水進入放散管，但是缺點是都會阻礙放散氣流垂直向上排放。傳統防雨帽會使氣體向下排放，不方便氣體擴散，也會造成人員窒息或污染。在這一點上，采用彎管效果會好一些。但是當壓力較高流量較大時，如果放散管頂部裝設彎管，排放氣體作用在彎管上產生的反作用力會作用在放散管底部，使放散管會有傾斜甚至倒塌的危險［1］。而且在《輸氣管道工程設計規范》（GB50251-2015）中規定，“嚴禁在放空豎管頂端裝設彎管［2］”。因此這兩種方法都不能廣泛適用。

2.2 本項目中采用的防雨措施

參考常用的防雨設計，并結合項目自身特點，在本人參與的一個建于內蒙古的天然氣加氣站項目中，我們使用了一種新型防雨裝置，既能起到防雨的作用，又不會阻礙放散氣體的向上排放，降低排放阻力，也能最大限度的減少放空管底部的積水情況，同時還能清理放散管底部堆積的沙塵雜物。圖1為該加氣站中的放散管整體設計。

圖1 放散管設計圖

該加氣站為LNG/L-CNG加氣站，LNG最大工作壓力為1.6MPa，CNG最大工作壓力為25MPa。由于加氣站中存在LNG與CNG兩個系統，在每個系統中都設置了多個安全排放點。各個放空點的LNG放空氣體與CNG放空氣體分別匯合進入各自的水平放空總管，水平總管再以斜向上45度的角度斜插入各自的豎直放散總管。我們在總管的頂端安裝防雨裝置盡可能的防止雨水進入，同時在總管底部安裝排水閥以排放進入管中的雨水，保證管中雨水不積聚。豎直放散管被固定在高出地面的基礎臺上，分為兩段，最下段是高2m，DN200的粗管，在中間變徑為高2m，DN80的管道。LNG放散管與CNG放散管分別設置，但設計相同?！镀嚰佑图託庹驹O計與施工規范（2014年版）》（GB50156-2012）中規定，“放散管管口不宜設雨罩等影響放散氣流垂直向上的裝置。放散管底部應有排污措施［3］?！贬槍Σ灰嗽O雨罩的要求，我們在項目中采用套管設計作為防雨裝置代替傳統防雨罩。對于排污的規定，要經常打開排水閥排放放散管底部的積水。如果加氣站處在寒冷地區，冬季更應注意排水閥的維護，以免積水結冰凍裂管道。防雨設施詳圖見圖2，圖3為防雨裝置的俯視圖。

本項目中采用套管作為防雨設施，既滿足了不阻礙放空氣體上升的要求，又能只允許部分雨水進入。放散管為DN80，頂部采用DN200的套管，放散管與套管采用鋼板焊接?？紤]到當地降雨情況，只有當降雨角度在15°到33°時，才會落在放空管中。其余降雨角度的雨水，只會沿著套管內壁或者是套管與放散管之間的空隙留下來，雖然防雨效果不如傳統防雨帽，但是降低了排放阻力，進入管中的雨水通過底部設置排污閥即可解決。根據項目所在的不同地區，不同的降雨角度，α角度值可以通過改變套管直徑和套管高度進行改變，使放空管盡可能的防雨。當放散管的直徑小于DN80時，可以適當減小套管的直徑，只要使α滿足所需角度即可。

圖2 防雨設施詳圖

圖3 防雨設施俯視圖

3 防沙措施

通常的項目中不會考慮放散管的防沙功能。但由于本項目選址在內蒙古赤峰地區，風沙比較嚴重，放散管除了考慮防雨措施外還要考慮防沙。而且由于沙塵比重較大，基本垂直降落，防雨套管無法阻擋其進入，部分沙塵積聚在放散管底部不可避免。在無法防沙的情況下，只能是考慮設計如何清除沙塵的措施。因此我們在放散管底部開孔用法蘭封閉，定期打開法蘭蓋用工具鏟除底部堆積的沙塵，如圖1所示。如果是沙塵不嚴重地區，也可考慮采用開孔措施清除堆積在管道底部的雜物比如樹葉，紙片等。

綜上所述，我們采用的放散管設計能夠有效的防雨防沙，從而確保氣體安全排放。本文提及的加氣站目前已經投入安全生產，從實際運行效果看，放散管的防雨防沙功能也是可以保證的。

［1］楊家茂，曾繼磊，李安琪.淺談蘇里格氣田集氣站壓縮機啟動氣放散管防雨措施［J］.內蒙古石油化工，2010，19:49-50.

［2］GB50251-2015，輸氣管道工程設計規范［S］.

［3］GB50156-2012，汽車加油加氣站設計與施工規范（2014年版）［S］.

Design of blow-down pipe in LNG/CNG filling station

WANG Xiao-cheng
（Tianjin Chemical Engineering Design Institute，Tianjin 300193）

Blow-down pipe is widely designed in natural gas filling stations.Therefore it is necessary for the pipes to prevent rain or sands falling into them as they are vertical and open on the top.It is introduced in this paper about the measures taken to prevent rainwater or sands accumulated in the bottom of the pipe as little as possible in a natural gas filling station that the write has designed.

natural gas filling station；blow down pipe；prevent rainwater；prevent sands

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.022

TQ055.8

B

1008-1267（2016）05-0058-03

2016-04-18