引 言
有些中小城鎮(zhèn)的天然氣工程由于缺少技術支持和管理經(jīng)驗，資金短缺，不能像大型城鎮(zhèn)的天然氣工程那樣，進行充分論證和精心設計，而往往是在沒有合理統(tǒng)籌規(guī)劃和工程設計的情況下匆匆上馬，工藝過程不理想，設備配置比較簡化，更沒有能力同步建設耗資巨大的用于專門儲氣調峰的設施，以至于不可避免地在運行操作和設備安全等方面存在這樣或那樣的弊端和隱患。本文對有關問題進行探討。
1 分輸站、門站的布局和工藝設計
1．1 方案確定
天然氣分輸站和門站功能的確定、設備配置以及分輸管道的設計壓力等技術方案，一定要結合門站的選址以及兩站間的地理環(huán)境和距離等實際情況進行。中小城鎮(zhèn)天然氣工程分輸站和門站的布局和工藝設計，基本上有以下兩種方案。
(1)門站靠近分輸站，相對遠離市區(qū)，基本上沒有分輸管道，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較長。這種情況下，通常采用的方案為：分輸站不需要壓力控制，僅設關斷和管道超壓保護。分輸管道可按輸氣管道的要求設計，多采用與長輸管道相同的壓力等級。在城鎮(zhèn)門站中，要求具備壓力調節(jié)、安全切斷和安全放散等功能，門站中調壓設備承壓能力必須與長輸管道選取相同的壓力等級，調壓器的工作能力要保證在長輸管道的最低運行壓力下，能夠滿足城鎮(zhèn)高峰用氣的需求，儲氣調峰可以完全由上游承擔。
(2)門站遠離分輸站，盡量靠近市區(qū)，分輸管道較長，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較短。這種情況下多采用以下方案：分輸站設壓力控制，并配備相應的安全切斷和安全放散等裝置。分輸管道按城市燃氣管道的要求進行設計，其設計壓力采用城市燃氣管道允許的等級(盡可能高一些為好)。但是，城鎮(zhèn)燃氣部門出于安全考慮，在門站同樣也要配備壓力調節(jié)及相應的安全切斷和安全放散等裝置。這種情況下，確定調壓器工作能力的進口壓力盡可能低一些，這樣，可利用的分輸管道和上游長輸管道的儲氣調峰能力就越大。
1．2 方案比較
與第二種方案相比，第一種方案工程的總投資少，并且可以充分地利用長輸管道的儲氣功能，城市管網(wǎng)設計壓力等級可選范圍也更大些，這對下游城市管網(wǎng)工程的實施更為有利，因此盡可能優(yōu)先選用。但是，有的中小城鎮(zhèn)天然氣工程不是按以上的方案進行實施，常常出現(xiàn)以下幾種不合理的狀況：①分輸站和門站雖然相鄰，但各自都配置了調壓設備，形成二級調壓系統(tǒng)，既浪費設備又損失壓力，限制了管道調峰能力的發(fā)揮；②分輸站沒有調壓功能，門站調壓系統(tǒng)的前端(進氣端)壓力等級卻低于長輸管道壓力等級，門站調壓器進口有可能出現(xiàn)超壓的危險，形成了事故隱患；③兩站調壓設備選型時，用于調壓能力計算的進口壓力取值不合理，有的為了減小調壓器和配套設備的規(guī)格，取值過高，造成調壓器配置過小。
2 調壓系統(tǒng)安全裝置
2．1 調壓系統(tǒng)安全裝置的要求
由于安全裝置的合理配置對城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有至關重要的意義，不僅選用的安全裝置本身必須性能可靠，而且配置方案也要功能齊全，只有如此，才能確保系統(tǒng)的運行安全和事故的零概率。由于我國現(xiàn)行的《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)對調壓站安全裝置的配置只作了一些原則性的要求，對安全裝置的配置數(shù)量、性能和關閉泄漏量沒有明確的規(guī)定，我們建議在《規(guī)范》沒有做出明確具體規(guī)定的情況下，安全裝置的選型和配置可以參照國外標準，并結合實際情況，適當?shù)靥岣邫n次，并在工程的設計和驗收中嚴格把關。
2．2 德國調壓系統(tǒng)安全裝置配置的有關規(guī)定
2．2．1 調壓器進口壓力P1為0．01-0．4Mh時
(1)主安全裝置
配備同時具有在規(guī)定的超壓Po和欠壓Pu值下動作的安全切斷閥，或者配備具有在最大進口壓力F1下放散量達到調壓系統(tǒng)能通過的最大流量qmax的安全放散閥。
(2)輔助安全裝置
配備滿足調壓器系統(tǒng)本身可能的泄漏流量的放散量的安全放散閥，或者配備滿足調壓設備因溫度變化，造成系統(tǒng)氣體膨脹時需求進行泄壓的放散量的安全放散閥。
2．2．2 調壓器進口壓力P1為0．4—10MPa時
(1)主安全裝置
主安全裝置包括絕對必要的和必要的主安全裝置。
?、俳^對必要的主安全裝置：配備在規(guī)定的超壓尹。和欠壓戶。下都能動作的安全切斷閥；
?、诒匾闹靼踩b置(視進出口壓差而異)。配備只在規(guī)定的超壓P1下動作的安全切斷閥(見圖1a)。或者，配備監(jiān)控調壓器(見圖1b)?；蛘?，配備滿足調壓器在最大進口壓力P1下放散量通過能力g一的的安全放散閥。
(2)輔助安全裝置
配備滿足保證調壓站加熱系統(tǒng)安全要求的安全切斷閥，或者配備滿足調壓站系統(tǒng)因溫度變化導致介質膨脹時進行泄壓需求的放散量的安全放散閥，或者配備滿足調壓器關閉過程中出現(xiàn)超壓現(xiàn)象時進行放散要求的安全放散閥。
3 調壓器對管道儲氣調峰的影響
按照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》要求，對來氣壓力較高的天然氣系統(tǒng)宜采用管道儲氣方式，這對用管道天然氣的中小城鎮(zhèn)尤為重要。調壓器選型與利用管道儲氣調峰能力有很大關系，因此，管道儲氣調峰不是單純加大輸氣管道管徑就能解決的問題。
管道儲氣是壓力儲氣的一種，調用管道儲氣的過程是使上游管道降壓的過程，允許的壓力降越大，可用的調峰氣量就越多；另一方面，隨著上游管道壓力的下降，調壓器的通過能力也會相應減小，因此，允許上游管道壓力下降值的大小，取決于在該壓力下，調壓器的工作能力能否滿足調峰時的用氣負荷。這就在調壓站設計中，進行調壓器選型時提出了一個重要的課題——調壓器進出口的設計壓力和調壓站的最大工作能力如何確定。如果簡單地按上游工藝提供的壓力參數(shù)、下游的高峰用氣負荷以及下游管網(wǎng)的允許運行壓力進行調壓器選型，忽略了用氣高峰對管道調峰的需求以及管網(wǎng)工況可能的變化，就不能充分發(fā)揮管道調峰的功能。因此，我們提出一個有利于利用管道調峰能力的設計思路。
(1)調壓站的設計流通能力不低于下游用氣高峰負荷。
(2)調壓站的上下游的設計壓差取上下游的最小差壓，即：①調壓站的下游壓力二下游管網(wǎng)的設計壓力；②調壓站的上游壓力；下游管網(wǎng)的設計壓力+調壓器的最小啟動壓差+調壓器工作壓差的裕度。
多數(shù)調壓器的最小啟動壓差為0．05 MPa(視調壓器的類型而不同)，調壓器工作差壓的裕度要盡量小一些，根據(jù)實際情況可以取0．05-0．10MPa。
應該指出，這樣做，調壓站的規(guī)模必須加大或對調壓站通過能力留有發(fā)展余地。有時為了避免在高進口壓力和用氣低谷時調壓器出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，需要減小調壓器規(guī)格和閥口尺寸，采用增加調壓器數(shù)量的方法來達到增加調壓站通過能力的目的，因此導致調壓站的占地和投資相應增加，但是，由此可以取得充分利用管道儲氣調峰能力的效果。
在上游管道容積較大、工作壓力較高的情況下，通過增大調壓站規(guī)模來增加管道儲氣調峰能力，在技術經(jīng)濟上是合理的，從工程投資的角度考慮，可能比建設相同規(guī)模的儲氣設備的投資要少很多。
參考文獻：
[1] 陳俊鈞．調壓站安全保護裝置的改造[J]．煤氣與熱力，1998，(2)：38—39．
[2] G490／G491——1994，Schwingungsvorgaeng in Gas-Dmckregelanlagen bei einer SAV-Abschaltung[S]．
有些中小城鎮(zhèn)的天然氣工程由于缺少技術支持和管理經(jīng)驗，資金短缺，不能像大型城鎮(zhèn)的天然氣工程那樣，進行充分論證和精心設計，而往往是在沒有合理統(tǒng)籌規(guī)劃和工程設計的情況下匆匆上馬，工藝過程不理想，設備配置比較簡化，更沒有能力同步建設耗資巨大的用于專門儲氣調峰的設施，以至于不可避免地在運行操作和設備安全等方面存在這樣或那樣的弊端和隱患。本文對有關問題進行探討。
1 分輸站、門站的布局和工藝設計
1．1 方案確定
天然氣分輸站和門站功能的確定、設備配置以及分輸管道的設計壓力等技術方案，一定要結合門站的選址以及兩站間的地理環(huán)境和距離等實際情況進行。中小城鎮(zhèn)天然氣工程分輸站和門站的布局和工藝設計，基本上有以下兩種方案。
(1)門站靠近分輸站，相對遠離市區(qū)，基本上沒有分輸管道，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較長。這種情況下，通常采用的方案為：分輸站不需要壓力控制，僅設關斷和管道超壓保護。分輸管道可按輸氣管道的要求設計，多采用與長輸管道相同的壓力等級。在城鎮(zhèn)門站中，要求具備壓力調節(jié)、安全切斷和安全放散等功能，門站中調壓設備承壓能力必須與長輸管道選取相同的壓力等級，調壓器的工作能力要保證在長輸管道的最低運行壓力下，能夠滿足城鎮(zhèn)高峰用氣的需求，儲氣調峰可以完全由上游承擔。
(2)門站遠離分輸站，盡量靠近市區(qū)，分輸管道較長，但門站到城鎮(zhèn)管網(wǎng)的輸氣干管較短。這種情況下多采用以下方案：分輸站設壓力控制，并配備相應的安全切斷和安全放散等裝置。分輸管道按城市燃氣管道的要求進行設計，其設計壓力采用城市燃氣管道允許的等級(盡可能高一些為好)。但是，城鎮(zhèn)燃氣部門出于安全考慮，在門站同樣也要配備壓力調節(jié)及相應的安全切斷和安全放散等裝置。這種情況下，確定調壓器工作能力的進口壓力盡可能低一些，這樣，可利用的分輸管道和上游長輸管道的儲氣調峰能力就越大。
1．2 方案比較
與第二種方案相比，第一種方案工程的總投資少，并且可以充分地利用長輸管道的儲氣功能，城市管網(wǎng)設計壓力等級可選范圍也更大些，這對下游城市管網(wǎng)工程的實施更為有利，因此盡可能優(yōu)先選用。但是，有的中小城鎮(zhèn)天然氣工程不是按以上的方案進行實施，常常出現(xiàn)以下幾種不合理的狀況：①分輸站和門站雖然相鄰，但各自都配置了調壓設備，形成二級調壓系統(tǒng)，既浪費設備又損失壓力，限制了管道調峰能力的發(fā)揮；②分輸站沒有調壓功能，門站調壓系統(tǒng)的前端(進氣端)壓力等級卻低于長輸管道壓力等級，門站調壓器進口有可能出現(xiàn)超壓的危險，形成了事故隱患；③兩站調壓設備選型時，用于調壓能力計算的進口壓力取值不合理，有的為了減小調壓器和配套設備的規(guī)格，取值過高，造成調壓器配置過小。
2 調壓系統(tǒng)安全裝置
2．1 調壓系統(tǒng)安全裝置的要求
由于安全裝置的合理配置對城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有至關重要的意義，不僅選用的安全裝置本身必須性能可靠，而且配置方案也要功能齊全，只有如此，才能確保系統(tǒng)的運行安全和事故的零概率。由于我國現(xiàn)行的《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)對調壓站安全裝置的配置只作了一些原則性的要求，對安全裝置的配置數(shù)量、性能和關閉泄漏量沒有明確的規(guī)定，我們建議在《規(guī)范》沒有做出明確具體規(guī)定的情況下，安全裝置的選型和配置可以參照國外標準，并結合實際情況，適當?shù)靥岣邫n次，并在工程的設計和驗收中嚴格把關。
2．2 德國調壓系統(tǒng)安全裝置配置的有關規(guī)定
2．2．1 調壓器進口壓力P1為0．01-0．4Mh時
(1)主安全裝置
配備同時具有在規(guī)定的超壓Po和欠壓Pu值下動作的安全切斷閥，或者配備具有在最大進口壓力F1下放散量達到調壓系統(tǒng)能通過的最大流量qmax的安全放散閥。
(2)輔助安全裝置
配備滿足調壓器系統(tǒng)本身可能的泄漏流量的放散量的安全放散閥，或者配備滿足調壓設備因溫度變化，造成系統(tǒng)氣體膨脹時需求進行泄壓的放散量的安全放散閥。
2．2．2 調壓器進口壓力P1為0．4—10MPa時
(1)主安全裝置
主安全裝置包括絕對必要的和必要的主安全裝置。
?、俳^對必要的主安全裝置：配備在規(guī)定的超壓尹。和欠壓戶。下都能動作的安全切斷閥；
?、诒匾闹靼踩b置(視進出口壓差而異)。配備只在規(guī)定的超壓P1下動作的安全切斷閥(見圖1a)。或者，配備監(jiān)控調壓器(見圖1b)?；蛘?，配備滿足調壓器在最大進口壓力P1下放散量通過能力g一的的安全放散閥。
(2)輔助安全裝置
配備滿足保證調壓站加熱系統(tǒng)安全要求的安全切斷閥，或者配備滿足調壓站系統(tǒng)因溫度變化導致介質膨脹時進行泄壓需求的放散量的安全放散閥，或者配備滿足調壓器關閉過程中出現(xiàn)超壓現(xiàn)象時進行放散要求的安全放散閥。
3 調壓器對管道儲氣調峰的影響
按照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》要求，對來氣壓力較高的天然氣系統(tǒng)宜采用管道儲氣方式，這對用管道天然氣的中小城鎮(zhèn)尤為重要。調壓器選型與利用管道儲氣調峰能力有很大關系，因此，管道儲氣調峰不是單純加大輸氣管道管徑就能解決的問題。
管道儲氣是壓力儲氣的一種，調用管道儲氣的過程是使上游管道降壓的過程，允許的壓力降越大，可用的調峰氣量就越多；另一方面，隨著上游管道壓力的下降，調壓器的通過能力也會相應減小，因此，允許上游管道壓力下降值的大小，取決于在該壓力下，調壓器的工作能力能否滿足調峰時的用氣負荷。這就在調壓站設計中，進行調壓器選型時提出了一個重要的課題——調壓器進出口的設計壓力和調壓站的最大工作能力如何確定。如果簡單地按上游工藝提供的壓力參數(shù)、下游的高峰用氣負荷以及下游管網(wǎng)的允許運行壓力進行調壓器選型，忽略了用氣高峰對管道調峰的需求以及管網(wǎng)工況可能的變化，就不能充分發(fā)揮管道調峰的功能。因此，我們提出一個有利于利用管道調峰能力的設計思路。
(1)調壓站的設計流通能力不低于下游用氣高峰負荷。
(2)調壓站的上下游的設計壓差取上下游的最小差壓，即：①調壓站的下游壓力二下游管網(wǎng)的設計壓力；②調壓站的上游壓力；下游管網(wǎng)的設計壓力+調壓器的最小啟動壓差+調壓器工作壓差的裕度。
多數(shù)調壓器的最小啟動壓差為0．05 MPa(視調壓器的類型而不同)，調壓器工作差壓的裕度要盡量小一些，根據(jù)實際情況可以取0．05-0．10MPa。
應該指出，這樣做，調壓站的規(guī)模必須加大或對調壓站通過能力留有發(fā)展余地。有時為了避免在高進口壓力和用氣低谷時調壓器出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，需要減小調壓器規(guī)格和閥口尺寸，采用增加調壓器數(shù)量的方法來達到增加調壓站通過能力的目的，因此導致調壓站的占地和投資相應增加，但是，由此可以取得充分利用管道儲氣調峰能力的效果。
在上游管道容積較大、工作壓力較高的情況下，通過增大調壓站規(guī)模來增加管道儲氣調峰能力，在技術經(jīng)濟上是合理的，從工程投資的角度考慮，可能比建設相同規(guī)模的儲氣設備的投資要少很多。
參考文獻：
[1] 陳俊鈞．調壓站安全保護裝置的改造[J]．煤氣與熱力，1998，(2)：38—39．
[2] G490／G491——1994，Schwingungsvorgaeng in Gas-Dmckregelanlagen bei einer SAV-Abschaltung[S]．
