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天然氣管道河流穿越方案篇1

隨著天然氣資源不斷開(kāi)發(fā)和利用，我國(guó)已建成大量天然氣長(zhǎng)輸管道?，F(xiàn)階段，我國(guó)為提升國(guó)際能源輸入安全性，建成了許多大型跨國(guó)天然氣輸送工程。這些大型輸氣管道工程往往會(huì)穿越大小不一的河流，為保障天然氣管道的運(yùn)行可靠性與安全性，需要重點(diǎn)做好管道河流穿越方案設(shè)計(jì)，減少天然氣管道河流穿越風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)天然氣管道河流穿越方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，具備較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性意義。

1天然氣管道河流穿越方案設(shè)計(jì)原則

對(duì)于天然氣管道穿越河流設(shè)計(jì)而言，存在較多的河流穿越方案，具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇科學(xué)、合理的穿越方式，從而獲得較好的穿越效果。選擇穿越方式時(shí)，需要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)考慮：第一，穿越方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)河水流速、河流堤岸、寬度、流量等進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還需要與工程地質(zhì)條件、水文條件與河流形狀等情況結(jié)合，基于實(shí)際設(shè)計(jì)要求，可以選擇非開(kāi)挖方式；第二，對(duì)于定向穿越方式而言，具備較多的優(yōu)點(diǎn)，如施工成本低、施工進(jìn)度快，不會(huì)對(duì)河床產(chǎn)生較大的破壞，如果工程地質(zhì)條件允許，可首選定向穿越方式；第三，若不滿足定向穿越條件，應(yīng)全面考慮大中型河流實(shí)際情況，對(duì)比分析施工成本等因素，可選擇頂管穿越、盾構(gòu)穿越以及隧道穿越等方式；第四，若河流較小，可選擇小型定向鉆、開(kāi)挖等穿越方式。選擇穿越方案時(shí)，需要考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性。

2天然氣管道穿越方式

2.1大開(kāi)挖穿越

這種方式屬于較為成熟的一種穿越方式，現(xiàn)階段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于天然氣管道河流穿越設(shè)計(jì)及施工中，該穿越方式施工時(shí)，不會(huì)受地形及地質(zhì)的影響，適用于水深較淺、水流較小的河流。同時(shí)，季節(jié)性河流也可使用大開(kāi)挖穿越方案。小型河流穿越時(shí)，應(yīng)在枯水季節(jié)開(kāi)展施工操作，施工方案應(yīng)報(bào)水利部門(mén)批準(zhǔn)同意后，方可實(shí)施后續(xù)工作，如測(cè)量放線、管道預(yù)制、管溝開(kāi)挖、土壤回填等。對(duì)于長(zhǎng)年流水的河流，應(yīng)做好圍堰、導(dǎo)流渠設(shè)置工作，以達(dá)到較好的排水效果，兩側(cè)堤壩上，可將土裝到編織袋中進(jìn)行邊坡修筑，將農(nóng)用薄膜作為防滲層，保證河流充水后，不會(huì)發(fā)生滲漏情況；如果有護(hù)坡要求，需要根據(jù)施工規(guī)范開(kāi)展護(hù)坡工作，按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定護(hù)坡長(zhǎng)度。對(duì)于大開(kāi)挖穿越管段設(shè)計(jì)埋深而言，應(yīng)使其處于沖刷線之下，避免出現(xiàn)浮管和位移情況；選擇穩(wěn)管措施時(shí)，要保證管道防腐涂層不會(huì)受到穩(wěn)管配重物的損傷。大開(kāi)挖穿越方式主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：第一，大開(kāi)挖穿越方式施工較為簡(jiǎn)單，技術(shù)較為成熟，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)施工中。第二，成本較低，能夠在短時(shí)間內(nèi)，利用較少的人力與施工機(jī)械即可完成河流穿越。第三，該穿越方式不會(huì)受到河流附近地形地貌的影響，即便在穿越難度較大的地段，也能夠取得較好的應(yīng)用效果。

2.2頂管穿越

該穿越方式屬于短距離管道穿越技術(shù)，以往施工過(guò)程中，主要是以人工開(kāi)挖的方式進(jìn)行相應(yīng)工作，隨著施工技術(shù)不斷進(jìn)步，結(jié)合不同的土層環(huán)境，又出現(xiàn)了泥水平衡方法以及土壓力平衡方法，利用頂管技術(shù)可使穿越距離能夠超過(guò)一千米。頂管施工前期，需要與政府部門(mén)進(jìn)行詳細(xì)溝通，還應(yīng)做好材料、人員、設(shè)備準(zhǔn)備及施工放線等工作；完成準(zhǔn)備工作后，需要在預(yù)定位置兩側(cè)，進(jìn)行接收坑以及工作坑的設(shè)置，其中接收坑無(wú)需設(shè)置混凝土支護(hù)墻，但是在開(kāi)挖環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況進(jìn)行放坡。在工作坑的設(shè)置上，需要將其設(shè)置在地面高程較低的一側(cè)，混凝土支護(hù)墻應(yīng)邊挖邊澆筑；作業(yè)坑建成后，應(yīng)將頂管所需設(shè)備設(shè)置在作業(yè)坑內(nèi)，開(kāi)始頂進(jìn)時(shí)，水泥套管應(yīng)盡量保持緩慢頂進(jìn)，待各接觸部位緊密結(jié)合后，頂進(jìn)工作應(yīng)保持正常頂進(jìn)速度進(jìn)行；完成頂管工作后，應(yīng)對(duì)水泥套管內(nèi)污物與殘土進(jìn)行清理，隨后吊裝管道下溝，并進(jìn)行土壤回填。這種穿越方式的優(yōu)點(diǎn)包括：第一，頂管施工不用進(jìn)行明挖土方操作，不會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生較大影響，不會(huì)破壞到當(dāng)?shù)丨h(huán)境，不會(huì)對(duì)周邊交通及居民生活產(chǎn)生影響，也不會(huì)破壞周邊建筑基礎(chǔ)，且無(wú)噪音、無(wú)污染。第二，能夠有效減少開(kāi)挖施工地下作業(yè)工程量，不會(huì)涉及到地下水作業(yè)，涉及設(shè)備較少，工序較為簡(jiǎn)單，能夠獲得較快的施工進(jìn)度，可有效縮短工期，同時(shí)施工成本較低，作業(yè)面較小。第三，對(duì)于開(kāi)挖施工難度大的情況，這種方式能夠有效提升管線施工質(zhì)量，同時(shí)可以保證管線設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

2.3定向鉆穿越

定向鉆穿越技術(shù)屬于一項(xiàng)系統(tǒng)工程，會(huì)涉及到較多技術(shù)與學(xué)科，現(xiàn)階段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)管道穿越施工過(guò)程中。定向鉆施工時(shí)需要經(jīng)歷以下施工步驟：第一步，在水平定向鉆機(jī)的應(yīng)用下[1]，根據(jù)人工磁場(chǎng)與穿越曲線鉆導(dǎo)向孔，結(jié)合鉆頭反射回來(lái)的信息，對(duì)實(shí)際方向進(jìn)行修正；第二步，鉆出的導(dǎo)向孔通常應(yīng)小于回拖管道的直徑，為使獲得的孔徑滿足工作實(shí)際需要，需要通過(guò)擴(kuò)孔器進(jìn)行回拉擴(kuò)孔。若孔的直徑較大，應(yīng)實(shí)施多次擴(kuò)孔鉆進(jìn)，逐漸擴(kuò)大鉆孔直徑，直至達(dá)到尺寸要求；第三步，導(dǎo)向孔實(shí)施擴(kuò)孔達(dá)到回拖要求后，依次接好各個(gè)管段，邊擴(kuò)孔邊進(jìn)行管線回拖，最終完成管道穿越。

2.4隧道穿越

隧道穿越河流，主要有兩種穿越方式，一是鉆爆法穿越，二是盾構(gòu)法穿越，其中前者主要是通過(guò)人工鉆眼爆破的方式，這種方式適合在地層厚度大、不易滲水的地區(qū)。不過(guò)這種施工方式存在一定不足，施工時(shí)會(huì)受到地層出水的影響，如果出水嚴(yán)重，很容易會(huì)導(dǎo)致施工失敗，因此，施工時(shí)需要做好有效的防水措施。對(duì)于盾構(gòu)法穿越而言，主要是通過(guò)盾構(gòu)機(jī)實(shí)施隧道穿越，完成盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)作業(yè)后，在尾部拼裝一環(huán)襯砌，隨后進(jìn)行注水泥漿固定，該方法目前應(yīng)用面較廣。

3管道穿越河流方案的確定

天然氣管道施工中，河流穿越屬于一項(xiàng)難點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)工作開(kāi)展前，應(yīng)對(duì)管道輸氣要求進(jìn)行全面考慮，了解輸送工藝參數(shù)及物質(zhì)資料，若穿越工程中發(fā)生事故問(wèn)題，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，所以，天然氣管道河流穿越設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)合理確定管道材料、使用年限，科學(xué)設(shè)計(jì)管道安全系數(shù)等，最終形成適用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案。

3.1基礎(chǔ)資料

穿越方案設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)單位應(yīng)獲得準(zhǔn)確、全面的工程地形、地質(zhì)及水文資料，在此基礎(chǔ)上，使穿越設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理。最大程度上降低這些因素對(duì)施工難度、施工安全及管道運(yùn)行的不良影響。水文資料中需要包括各項(xiàng)重要指標(biāo)，如枯水期流量及流速、設(shè)計(jì)洪水流量、多年平均水位、河道平面變遷等，還應(yīng)對(duì)工程區(qū)域斷面圖及平面地形等進(jìn)行詳細(xì)了解。

3.2管材選擇

相關(guān)規(guī)范中在管材設(shè)計(jì)系數(shù)及許用應(yīng)力上提出了相關(guān)規(guī)定，主要根據(jù)以下公式進(jìn)行許用應(yīng)力計(jì)算。施工過(guò)程中，不同施工方法下，管道施工荷載也存在較大不同。河底管溝開(kāi)挖施工方法下，不存在附加荷載，不貴定向鉆機(jī)以及河底穿越上，管道會(huì)承受較大外壁摩擦力以及牽引力等。定向鉆穿越環(huán)節(jié)，管道可以承受的抗拉力通常會(huì)大于摩擦力，摩擦力計(jì)算公式為：Fy=Wf，其中，W表示的是管道表面的總載荷，f表示的是摩擦系數(shù)乘積。

3.3合理的穿越位置

在管道穿越位置上，應(yīng)選擇坡岸穩(wěn)定、河道較直以及水流平緩處，防止彎道處容易發(fā)生旁蝕，產(chǎn)生凹岸沖刷，會(huì)對(duì)管道安全產(chǎn)生較大影響。當(dāng)埋設(shè)穿越段受到洪水或激流沖刷裸露，會(huì)出現(xiàn)斷裂情況，因此不可在常水位范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)施的架設(shè)，若條件不滿足，需要進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，選擇有效的手段進(jìn)行防護(hù)。

4天然氣管道河流穿越水工保護(hù)方式

按照不同的穿越方式及河流規(guī)模，主要可以選擇以下水工保護(hù)措施：第一，護(hù)坡與護(hù)底。這種水工保護(hù)方式較為常見(jiàn)，存在多種形式，如石籠護(hù)坡以及漿砌使護(hù)坡等。石籠護(hù)坡方式存在較大的柔性，在不均勻沉降中適應(yīng)性較強(qiáng)，可用于軟土地基。漿砌石護(hù)坡在基礎(chǔ)堅(jiān)硬且常年經(jīng)受水體沖刷位置較為適用。為有效強(qiáng)化防護(hù)強(qiáng)度，可進(jìn)行河床底部增設(shè)護(hù)底，減緩河流沖刷，降低河流下切速度。在護(hù)底材料選擇上，應(yīng)選擇與護(hù)坡相同的材料。按照施工作業(yè)帶寬度，進(jìn)行防護(hù)寬度的科學(xué)設(shè)置。第二，穩(wěn)管措施。天然氣管道在河流穿越時(shí)，為避免管道在浮力作用下出現(xiàn)漂浮情況，通?？梢酝ㄟ^(guò)防浮計(jì)算，科學(xué)制定穩(wěn)管措施?？梢赃x擇現(xiàn)澆混凝土配重塊的方式，也可選擇混凝土連續(xù)覆蓋層方式。因?yàn)榭箾_能力存在一定限制，若河道沖刷較為劇烈，穩(wěn)管措施若未埋設(shè)于穩(wěn)定層中，會(huì)被水流沖動(dòng)，不僅無(wú)法發(fā)揮出穩(wěn)管作用，還會(huì)使管道承受一個(gè)外荷載，會(huì)影響到管道安全。穩(wěn)管措施是一種永久的保護(hù)方式，若在運(yùn)行環(huán)節(jié)存在故障情況，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。第三，打樁加固。天然氣管道長(zhǎng)期使用或埋深不足時(shí)，可以選擇打樁加固的方式，應(yīng)用仙柳木樁或混凝土樁，用塊石進(jìn)行樁間填充，將管道固定在樁上，達(dá)到較好的穩(wěn)管效果。第四，漿砌石過(guò)水面。若河流存在較大的流速，往往河床沖刷下切較大，天然氣管道穿越河流時(shí)需要格外注意，選擇有效的方式減緩下切，漿砌石過(guò)水面屬于較好的一種方式，可以阻擋上游來(lái)水，使得河流挾沙在過(guò)水面處得到淤積，降低下切速度。也可在下游處增加消能措施，如消力齒等，從而起到減小水流對(duì)天然氣管道沖刷的效果。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，天然氣管道穿越河流環(huán)節(jié)，需要結(jié)合工程實(shí)際、建設(shè)規(guī)模、河流大小等，對(duì)工程等級(jí)進(jìn)行劃分，同時(shí)按照水利部門(mén)有關(guān)規(guī)定，應(yīng)結(jié)現(xiàn)有技術(shù)水平，統(tǒng)籌考慮施工難易程度等，科學(xué)選擇穿越方案，使天然氣管道河流穿越工程具備更高的經(jīng)濟(jì)性與安全性。實(shí)際穿越環(huán)節(jié)，需要將重點(diǎn)放在基礎(chǔ)資料、管材選擇、穿越位置的選擇上，同時(shí)選擇天然氣管道河流穿越水工保護(hù)方式，提升天然氣管道河流穿越施工質(zhì)量。

作者：彭方超 王晨之 單位：中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司華東分院

天然氣管道河流穿越方案篇2

1天然氣管道穿越工程設(shè)計(jì)原則

（1）天然氣管道穿越工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國(guó)家及行業(yè)、企業(yè)現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范；（2）對(duì)于大中型穿越工程，根據(jù)輸氣管道線路總體走向及自然條件確定和調(diào)整管道穿越位置，穿越工程與線路工程的應(yīng)做好銜接，為確保輸氣管道和地方建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，需協(xié)調(diào)好穿越工程與河流、鐵路、公路、城市及水利規(guī)劃的相互關(guān)系；（3）管道穿越位置的選定應(yīng)符合城市、交通、河道、航道等相關(guān)部門(mén)的法規(guī)及規(guī)劃；（4）應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)、地形、水土保持、環(huán)境、氣象、交通、施工及管理?xiàng)l件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確定大中型穿越工程的位置與方案[1]；（5）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定合理的穿越位置及最優(yōu)穿越結(jié)構(gòu)型式；（6）采用先進(jìn)、成熟的技術(shù)，吸收國(guó)內(nèi)外新的技術(shù)成果，做到技術(shù)先進(jìn)，施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用；（7）河流大中型穿越工程的各項(xiàng)措施應(yīng)征得河道、航道管理部門(mén)的同意，不得影響排洪疏浚和航道通行，不得損壞大堤[2]；（8）河流大中型管道穿越設(shè)計(jì)方案必須取得河流主管部門(mén)同意；（9）穿越管段位于地震基本烈度7度及7度以上地區(qū)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2天然氣管道穿越位置選擇原則

（1）穿越位置選擇應(yīng)與線路總走向相一致，因自然條件限制，穿越困難地段，可以根據(jù)穿越位置調(diào)整線路局部走向；（2）穿越位置應(yīng)符合該水域的總體規(guī)劃要求，穿越位置、穿越方式必須報(bào)經(jīng)穿越水域主管部門(mén)同意，由建設(shè)單位與該部門(mén)簽署的具有法律效能的協(xié)議；（3）穿越位置宜選在水流平緩、河面較窄、河水主流線擺動(dòng)不大的順直河段上；應(yīng)避開(kāi)沖溝溝頭發(fā)育地段；（4）穿越位置應(yīng)盡量避開(kāi)災(zāi)害性地質(zhì)地段（如活動(dòng)地震斷裂帶、滑坡、巖溶等），選擇在河段的變1天然氣管道穿越工程設(shè)計(jì)原則（1）天然氣管道穿越工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國(guó)家及行業(yè)、企業(yè)現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范；（2）對(duì)于大中型穿越工程，根據(jù)輸氣管道線路總體走向及自然條件確定和調(diào)整管道穿越位置，穿越工程與線路工程的應(yīng)做好銜接，為確保輸氣管道和地方建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，需協(xié)調(diào)好穿越工程與河流、鐵路、公路、城市及水利規(guī)劃的相互關(guān)系；（3）管道穿越位置的選定應(yīng)符合城市、交通、河道、航道等相關(guān)部門(mén)的法規(guī)及規(guī)劃；（4）應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)、地形、水土保持、環(huán)境、氣象、交通、施工及管理?xiàng)l件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確定大中型穿越工程的位置與方案[1]；（5）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定合理的穿越位置及最優(yōu)穿越結(jié)構(gòu)型式；（6）采用先進(jìn)、成熟的技術(shù)，吸收國(guó)內(nèi)外新的技術(shù)成果，做到技術(shù)先進(jìn)，施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用；（7）河流大中型穿越工程的各項(xiàng)措施應(yīng)征得河道、航道管理部門(mén)的同意，不得影響排洪疏浚和航道通行，不得損壞大堤[2]；（8）河流大中型管道穿越設(shè)計(jì)方案必須取得河流主管部門(mén)同意；（9）穿越管段位于地震基本烈度7度及7度以上地區(qū)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

3結(jié)論

從總體上總結(jié)了天然氣管道河流穿越方案設(shè)計(jì)步驟，穿越方案選擇原則，穿越工程設(shè)計(jì)原則，穿越位置選擇原則，穿越方式的選擇原則，分析了大開(kāi)挖穿越，定向鉆，頂管穿越方案的適用條件，并結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)穿越方案進(jìn)行了比選，案例確定穿越方式為定向鉆穿越，計(jì)算了穿越管段最大回拖力。

作者：楊歐修 于麗麗 單位：中石化天然氣分公司廣西液化天然氣工程項(xiàng)目部

天然氣管道河流穿越方案篇3

1引言

輸氣站場(chǎng)作為整個(gè)天然氣管輸系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)，是保障整個(gè)輸氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分[1-3]。濱海分輸站接收上游來(lái)氣后，一部分經(jīng)干線緊急關(guān)斷閥越站輸往下游的壽光分輸站，一部分經(jīng)過(guò)濾分離、計(jì)量、調(diào)壓后輸往濱海門(mén)站、濰坊門(mén)站。濱海分輸站兼具返輸功能，接收壽光分輸站來(lái)氣，一部分輸往下游站場(chǎng)，一部分經(jīng)過(guò)濾分離、計(jì)量、調(diào)壓后輸送濱海門(mén)站、濰坊門(mén)站。設(shè)計(jì)壓力8.0MPa，設(shè)計(jì)輸量為10×108m3/a。場(chǎng)站自動(dòng)化程度高，同時(shí)涉及高壓、易燃、易爆氣體，一旦輸氣站場(chǎng)發(fā)生事故，都將引發(fā)極其嚴(yán)重的后果[4-5]。為保障輸氣站場(chǎng)安全生產(chǎn)、降低生產(chǎn)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)一套獨(dú)立于控制系統(tǒng)的緊急停車系統(tǒng)(EmergencyShutdownDevice)是十分必要的[6-7]。當(dāng)站場(chǎng)發(fā)生泄漏、火災(zāi)等事故時(shí)，該系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)，切斷氣源，控制和避免事態(tài)發(fā)展[8]。

2ESD系統(tǒng)組成及供電方式

緊急停車系統(tǒng)一般簡(jiǎn)稱ESD系統(tǒng)，其通常由檢測(cè)元件、邏輯控制器、執(zhí)行元件、軟件及配套附件（包括電源、輸入/輸出接口、浪涌保護(hù)器等）組成[9]。輸氣場(chǎng)站內(nèi)除了檢測(cè)工藝管段內(nèi)的壓力、溫度、液位信號(hào)，還包括可燃?xì)怏w檢測(cè)、火焰檢測(cè)信號(hào)[10]。PLC軟件系統(tǒng)選用的為Rockwell公司的logix500軟件，硬件模塊有電源模塊、CPU模塊、通訊模塊、模擬信號(hào)I/O模塊、數(shù)字信號(hào)I/O模塊,PLC設(shè)備實(shí)現(xiàn)冗余配置,雙套互為備份,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。ESD系統(tǒng)中執(zhí)行元件主要有，常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)旋塞閥、電磁閥、風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備[11]。ESD機(jī)柜供電系統(tǒng)實(shí)施雙回路冗余供電[12]，當(dāng)其中一路發(fā)生故障時(shí)，可以確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，對(duì)于非直接進(jìn)入ESD系統(tǒng)內(nèi)的同級(jí)負(fù)載，例如機(jī)柜內(nèi)照明和散熱風(fēng)扇回路實(shí)行單獨(dú)供電，確?；ゲ桓蓴_[13-14]。

3ESD系統(tǒng)邏輯控制方案

ESD緊急關(guān)斷系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際工藝需求，分為三級(jí)關(guān)斷，ESD-1、ESD-2、ESD-3。當(dāng)關(guān)斷啟動(dòng)后，只有手動(dòng)復(fù)位后才可恢復(fù)生產(chǎn)。以濱海站為例，重點(diǎn)探討該系統(tǒng)的邏輯控制過(guò)程，濱海站主要流程見(jiàn)圖1。

3.1ESD-1(一級(jí)關(guān)斷)

一級(jí)關(guān)斷為全站泄壓關(guān)斷，當(dāng)站內(nèi)發(fā)生爆炸、火災(zāi)人工確認(rèn)后等緊急情況發(fā)生時(shí)，為保證站內(nèi)人員和設(shè)備安全，需要關(guān)閉天然氣分輸站生產(chǎn)流程及輔助流程，并對(duì)站內(nèi)管存進(jìn)行放空操作[15]。一級(jí)關(guān)斷的觸發(fā)條件為（以下條件為并行條件，滿足其一即可）:1.調(diào)控中心一級(jí)關(guān)斷命令,2.站場(chǎng)大門(mén)一級(jí)關(guān)斷按鈕,3.綜合樓門(mén)口一級(jí)關(guān)斷按鈕,4.東逃生小門(mén)一級(jí)關(guān)斷按鈕,5.南逃生小門(mén)一級(jí)關(guān)斷按鈕,6.輔操臺(tái)一級(jí)緊急關(guān)斷按鈕。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí)，ESD控制系統(tǒng)執(zhí)行一級(jí)關(guān)斷程序段，關(guān)閉進(jìn)站氣液聯(lián)動(dòng)閥ESDV-102、關(guān)閉下游兩用戶出站氣液聯(lián)動(dòng)閥ESDV-401ESDV-402、開(kāi)緊急放空閥BDV-202、BDV-303、BDV-304，當(dāng)以上各項(xiàng)閥門(mén)動(dòng)作確認(rèn)完成后，自動(dòng)切除動(dòng)力配電箱進(jìn)線電源，僅保留應(yīng)急電源，工藝區(qū)聲光報(bào)警發(fā)出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)泄壓關(guān)斷、站內(nèi)放空。

3.2ESD-2(二級(jí)關(guān)斷)

二級(jí)關(guān)斷為站場(chǎng)次高級(jí)關(guān)斷，當(dāng)來(lái)氣管段或下游管線爆管等緊急情況發(fā)生時(shí)，為配合干管相關(guān)工作，需要關(guān)閉天然氣分輸站生產(chǎn)流程及輔助流程，但所有放空閥保持關(guān)閉，站內(nèi)不放空[16]。觸發(fā)條件為：1.調(diào)控中心二級(jí)緊急關(guān)斷命令，2.輔助臺(tái)二級(jí)緊急關(guān)斷按鈕。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí)，ESD控制系統(tǒng)執(zhí)行二級(jí)關(guān)斷程序段，關(guān)閉進(jìn)站氣液聯(lián)動(dòng)閥ESDV-102、關(guān)閉出站氣液聯(lián)動(dòng)閥ESDV-401ESDV-402，工藝區(qū)聲光報(bào)警發(fā)出警報(bào)，站內(nèi)保壓，不放空。

3.3ESD-3(三級(jí)關(guān)斷)

三級(jí)關(guān)斷為個(gè)別故障分輸用戶關(guān)斷，既當(dāng)下游用戶故障經(jīng)人工確認(rèn)后，需要切斷相應(yīng)出站支路[17]，觸發(fā)條件為：1.調(diào)控中心濱海門(mén)站方向三級(jí)關(guān)斷命令，2.濱海門(mén)站三級(jí)緊急關(guān)斷按鈕。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí)，ESD控制系統(tǒng)執(zhí)行三級(jí)關(guān)斷程序段，以出站一支路為例，關(guān)閉相應(yīng)支路出站氣液聯(lián)動(dòng)閥ESDV-401，工藝區(qū)聲光報(bào)警發(fā)出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)個(gè)別用戶關(guān)閉。

3.4當(dāng)出站支路壓變?nèi)x二高于設(shè)定值時(shí)

觸發(fā)分輸支路關(guān)斷（以去用戶一出站支路為例），當(dāng)某一去用戶出站支路壓變?nèi)x二高于4.4Mpa時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)分輸支路關(guān)斷。觸發(fā)條件：當(dāng)去用戶一出站支路壓變?nèi)x二高于4.4Mpa。圖2為三選二邏輯判斷子程序。當(dāng)觸發(fā)條件滿足時(shí)，ESD控制系統(tǒng)執(zhí)行出站壓變?nèi)x二高報(bào)程序段，關(guān)閉調(diào)壓一、二支路安全切斷閥，關(guān)閉濱海門(mén)站氣液聯(lián)動(dòng)閥。

4火氣檢測(cè)進(jìn)入ESD系統(tǒng)

在工藝裝置區(qū)、發(fā)電機(jī)房、水處理間等可能引起天然氣泄漏處設(shè)置可燃?xì)怏w探頭，檢測(cè)氣體泄漏情況并進(jìn)行報(bào)警，可燃?xì)怏w探測(cè)器信號(hào)直接進(jìn)入ESD系統(tǒng)[18-20]，以保證設(shè)備、人身及生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠；在發(fā)電機(jī)房設(shè)置可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)，當(dāng)發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w濃度達(dá)25%LEL時(shí)，啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)，50%LEL時(shí)關(guān)斷進(jìn)發(fā)電機(jī)房電磁閥，同時(shí)關(guān)閉發(fā)電機(jī)；在水處理間設(shè)置可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)，當(dāng)水處理間內(nèi)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到25%LEL時(shí)，啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)，關(guān)閉鍋爐進(jìn)口管線的電磁閥[21]。綜合樓廚房設(shè)家用可燃?xì)怏w報(bào)警器，當(dāng)可燃?xì)怏w泄漏達(dá)到一定濃度時(shí)，可燃?xì)怏w報(bào)警器報(bào)警，并同時(shí)關(guān)斷電磁閥，切斷氣源，確保用氣的安全。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)會(huì)切除配電箱AP進(jìn)線電源，停發(fā)電機(jī)，停進(jìn)氣管道上的電動(dòng)關(guān)斷閥，切斷水處理間電動(dòng)關(guān)斷閥；工藝區(qū)可燃?xì)怏w檢測(cè)探頭濃度多選二大于50%，可燃?xì)怏w報(bào)警儀發(fā)出警報(bào)。

5結(jié)束語(yǔ)

本文以某省級(jí)管網(wǎng)典型場(chǎng)站為例，重點(diǎn)探討了該系統(tǒng)的邏輯控制方案。根據(jù)實(shí)際工藝需求，分為三級(jí)關(guān)斷，在工藝裝置區(qū)、發(fā)電機(jī)房、水處理間等可能引起天然氣泄漏處設(shè)置可燃?xì)怏w探頭，檢測(cè)氣體泄漏情況并進(jìn)行報(bào)警，可燃?xì)怏w探測(cè)器信號(hào)直接進(jìn)入ESD系統(tǒng)，以保證設(shè)備、人身及生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠。

作者：劉加濱 張保存 單位：山東省天然氣管道有限責(zé)任公司 山東省國(guó)實(shí)管道天然氣有限公司