LNG/CNG加气站放散管设计

王晓程

（天津渤海化工集团规划设计院，天津 300193）

LNG/CNG加气站放散管设计

王晓程

（天津渤海化工集团规划设计院，天津 300193）

放散管在天然气加气站应用广泛，由于其竖直向上并敞口，为放散管设计考虑防雨防沙设施更是必不可少。本文介绍了在笔者参与的加气站设计中所采用的防雨防沙设施用以有效防止雨水沙尘进入放散总管阻碍放散气体的向上排放。

天然气加气站；放散管；防雨；防沙

1 放散管防雨防沙的必要性

放散管在化工领域应用广泛，主要用于设备或管道中各种气体的安全排放。尤其是在天然气加气站中，包括液化天然气（LNG）、压缩天然气（CNG）、由LNG转化为CNG（L-CNG）加气站中，考虑到天然气的易燃易爆性，中高压天然气的放散更是必不可少的安全措施。一般情况下，放散管采用竖直向上设计。由于放散管顶部为敞口，如果不考虑防雨设计，必然导致放空管底部积水严重，从而造成各种安全隐患，主要隐患有以下几点：积水液位超过水平放空管斜插竖直管高度，影响放散气体向上排放；气温较低致使积水结冰，阻碍放散气体排放，更为严重的是有可能造成管道冻裂等后果；长期积水也会造成管道及阀门生锈等危险。基于以上考虑，放空管采用防雨设计是必要措施。如果是在风沙较大地区，由于沙尘比重较大，会竖直落在放散管中，大量积聚在放散管底部。清除沙尘也是保证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

在低压供气系统，常采用在放散管顶端加弯头或者传统防雨帽的方式防雨。这两种方法虽然都能非常有效的防止雨水进入放散管，但是缺点是都会阻碍放散气流垂直向上排放。传统防雨帽会使气体向下排放，不方便气体扩散，也会造成人员窒息或污染。在这一点上，采用弯管效果会好一些。但是当压力较高流量较大时，如果放散管顶部装设弯管，排放气体作用在弯管上产生的反作用力会作用在放散管底部，使放散管会有倾斜甚至倒塌的危险［1］。而且在《输气管道工程设计规范》（GB50251-2015）中规定，“严禁在放空竖管顶端装设弯管［2］”。因此这两种方法都不能广泛适用。

2.2 本项目中采用的防雨措施

参考常用的防雨设计，并结合项目自身特点，在本人参与的一个建于内蒙古的天然气加气站项目中，我们使用了一种新型防雨装置，既能起到防雨的作用，又不会阻碍放散气体的向上排放，降低排放阻力，也能最大限度的减少放空管底部的积水情况，同时还能清理放散管底部堆积的沙尘杂物。图1为该加气站中的放散管整体设计。

图1 放散管设计图

该加气站为LNG/L-CNG加气站，LNG最大工作压力为1.6MPa，CNG最大工作压力为25MPa。由于加气站中存在LNG与CNG两个系统，在每个系统中都设置了多个安全排放点。各个放空点的LNG放空气体与CNG放空气体分别汇合进入各自的水平放空总管，水平总管再以斜向上45度的角度斜插入各自的竖直放散总管。我们在总管的顶端安装防雨装置尽可能的防止雨水进入，同时在总管底部安装排水阀以排放进入管中的雨水，保证管中雨水不积聚。竖直放散管被固定在高出地面的基础台上，分为两段，最下段是高2m，DN200的粗管，在中间变径为高2m，DN80的管道。LNG放散管与CNG放散管分别设置，但设计相同。《汽车加油加气站设计与施工规范（2014年版）》（GB50156-2012）中规定，“放散管管口不宜设雨罩等影响放散气流垂直向上的装置。放散管底部应有排污措施［3］。”针对不宜设雨罩的要求，我们在项目中采用套管设计作为防雨装置代替传统防雨罩。对于排污的规定，要经常打开排水阀排放放散管底部的积水。如果加气站处在寒冷地区，冬季更应注意排水阀的维护，以免积水结冰冻裂管道。防雨设施详图见图2，图3为防雨装置的俯视图。

本项目中采用套管作为防雨设施，既满足了不阻碍放空气体上升的要求，又能只允许部分雨水进入。放散管为DN80，顶部采用DN200的套管，放散管与套管采用钢板焊接。考虑到当地降雨情况，只有当降雨角度在15°到33°时，才会落在放空管中。其余降雨角度的雨水，只会沿着套管内壁或者是套管与放散管之间的空隙留下来，虽然防雨效果不如传统防雨帽，但是降低了排放阻力，进入管中的雨水通过底部设置排污阀即可解决。根据项目所在的不同地区，不同的降雨角度，α角度值可以通过改变套管直径和套管高度进行改变，使放空管尽可能的防雨。当放散管的直径小于DN80时，可以适当减小套管的直径，只要使α满足所需角度即可。

图2 防雨设施详图

图3 防雨设施俯视图

3 防沙措施

通常的项目中不会考虑放散管的防沙功能。但由于本项目选址在内蒙古赤峰地区，风沙比较严重，放散管除了考虑防雨措施外还要考虑防沙。而且由于沙尘比重较大，基本垂直降落，防雨套管无法阻挡其进入，部分沙尘积聚在放散管底部不可避免。在无法防沙的情况下，只能是考虑设计如何清除沙尘的措施。因此我们在放散管底部开孔用法兰封闭，定期打开法兰盖用工具铲除底部堆积的沙尘，如图1所示。如果是沙尘不严重地区，也可考虑采用开孔措施清除堆积在管道底部的杂物比如树叶，纸片等。

综上所述，我们采用的放散管设计能够有效的防雨防沙，从而确保气体安全排放。本文提及的加气站目前已经投入安全生产，从实际运行效果看，放散管的防雨防沙功能也是可以保证的。

［1］杨家茂，曾继磊，李安琪.浅谈苏里格气田集气站压缩机启动气放散管防雨措施［J］.内蒙古石油化工，2010，19:49-50.

［2］GB50251-2015，输气管道工程设计规范［S］.

［3］GB50156-2012，汽车加油加气站设计与施工规范（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