天然气放空立管的设计说明.docx
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天然气放空立管的设计说明
放空系统设计
1输气管道的放空
a）线路截断阀上下游均宜设置放空管。
放空管应能迅速放空两截断阀之间管段内的气体，放空阀直径与放空管直径应相等。
放空立管应设在阀室圉墙内。
b）应根据下游用户最低用气压力要求确定管道放空压力，有压气站的管道应经压缩机抽气，将压力降至压缩机最低允许压力后再放空，放空时间宜满足12h放完的要求。
c）阀室放空立管不设点火设施。
d）阀室旁通管线宜釆用管卡固定。
e）输气站放空过程:
当站内设备超压时联锁关闭进出站阀门（ESD）;安全阀放空量为站内管道及容器内气量，按15min内压力降至50%计算气体流量,且管内流速不超过0.2马赫数，安全阀背压不超过10%计算放空管径。
2放空立管的布置
2.1防火规范要求
“表4.0.4放空立管距离人员聚集区、相邻厂矿企业、独立变电所60米，距铁路、高速路、架空电力线、一二级通信线40m,距其他公路、其他通信线30m。
”
“4.0.8放空管放空量等于或小于1.2X104m3/h时,距离站场不应小于10m：
放空量大于1.2X104/h且等于或小于4XI04m3时，不应小于40m。
”
“5.2.5天然气密闭隔氧水罐和天然气放空管排放口与明火或散发火花地点的防火间距不应小于25m,与非防爆厂房之间的防火间距不应小于12m。
”
“6.1.1进站场天然气管道上的截断阀前应设泄压放空阀。
”
“6.8.6放空管道必须保持畅通,并应符合下列要求：
1）高压、低压放空管宜分别设置,并应直接与火炬或放空总管连接；（高压放空气量较小或高、低压放空的压差不大（例如其压差为0.5〜l.OMPa）时，可只设一个放空系统，以简化流程。
）
2）不同排放压力的可燃气体放空管接入同一排放系统时，应确保不同压力的放空点能同时安全排放。
”
注：
放空管道不能设切断阀,对可能存在的积液，及山于烏汗气体放空时丿k力骤降或环境温度变化而形成冰堵，应采取消除措施。
高低爪管道同时放空会对低丿上管道造成超丿k破坏。
、"I高低爪放空管道汗差在（O.5~l.OMPA）时可设一个放空系统，并讣算同时泄放各放空点的背压。
在确定放空管系尺寸时，应使可能同时泄放的各安全阀后的累积回丿k限制在该安全阀定压的10%左右。
“6.8.7火炬设置应符合下列要求：
1火炬的高度,应经辐射热计算确定，确保火炬下部及周圉人员和设备的安全。
2进入火炬的可燃气体应经凝液分离罐分离出气体中直径大于300nm的液滴；分离出的凝液应密闭回收或送至焚烧坑焚烧。
3应有防止回火的措施。
4火炬应有可靠的点火设施。
5距火炬筒3Om范圉内，严禁可燃气体放空。
6液体、低热值可燃气体、空气和惰性气体，不得排入火炬系统。
”
“6.8.8可燃气体放空应符合下列要求：
1可能存在点火源的区域内不应形成爆炸性气体混合物。
2有害物质的浓度及排放量应符合有关污染物排放标准的规定。
3放空时形成的噪声应符合有关卫生标准。
4连续排放的可燃气体排气筒顶或放空管口，应高出20m范围内的平台或建筑物顶2.Om以上。
对位于20m以外的平台或建筑物顶，应满足图6.8.8的要求，并应高出所在地面5m。
5间歇排放的可燃气体排气筒顶或放空管口，应高出10m范圉内的平台或建筑物顶2.Om以上。
对位于10m以外的平台或建筑物顶，应满足图6.8.8的要求，并应高出所在地面5m。
”
火炬和与石油天然气站场的防火间距，应经辐射热汁算确定，可能携带可燃液体的高架火炬与外部设施的防火间距要求是：
距人口密度大于100人的居民区、村镇、公共福利设施、相邻厂矿企业、100人以下散居房屋、35kV及以上独立变电所120m；距铁路、高速公路、架空电力线路、国家【、1【级架空通信线80m;距其它一般公路、一般架空通信线60m,距离爆破作业场地（如采石场）30Onio
2.2输气管道规范
“3.4.5安全阀泄放管直径要求：
安全阀背压不大于泄放压力的10%,且不小于安全阀出口直径。
连接多个安全阀泄放管直径：
所有安全阀同时泄放，产生的背压不大于其中任何一个安全阀泄放压力的10%,泄放管截面积不小于各安全阀泄放面积之和。
”
X4.6放空的气体应安全排入大气。
3・4.7输气站放空没计应符合下列规定:
1输气站应设放空立管，需要时还可设放散管；
2输气站天然气宜经放空立管集中排放，也可分区排放，
高、低压放空管线应分别设置，不同排放压力的天然气放空管线汇入同一排放系统时，应确保不同压力的放空点能同时畅通排放；
.3当输气站设置緊急放空系统时,设计应满足在15min内
将站内设备及骨道内压力从最初的压力降到设计压力的50%；
4从放空阀门排气口至放空设施的接入点之间的放空管线，
用管的规格不应缩径。
“3.4.8输气站放空管应设在围墙外，总高度不应小于10米”
“3.4.9,放空竖管满足最大放空量要求,竖管顶部严禁设弯管，埋地管设锚固，竖管设加固措施”
放空竖管之间要大于最大放空引管的直径。
2.3令城镇燃气规范
5.14.2设备和管道上的放散管管口高度应符合下列要求第
1当放散管直径大于150mm时，放散管管口应高出厂房顶面、煤气管道、设备和走台4m以上。
2当放散管直径小于我等于150mm时.放散管管口应高出厂房顶面、煤气管道.设备和走台2.5m以上。
2.4《石油化工企业可燃性气体排放系统设计规范》SH30O9-2010
1）厂外居民区、公共福利设施、村庄等公众人员活动区域，允许热辐射强度小于等于1.58kW/m2；
2）相邻同类企业及油库的人员密集区域、石油化工厂内的行政管理区域，允许热辐射强度小于等于2.33kW/m2；
3）相邻同类企业及油库的人员稀少区域、厂外树木植被的允许热辐射强度小于等于3.0kW/m2；
4）石油化工厂内部的各生产装置的允许热辐射强度小于等于3.2kW/m2；
5）对于分别布置且不同时检修的火炬塔架顶部平台的允许热辐射强度（来自于另一个火炬的热辐射）应小于等于4.78kW/m2;
6）火炬设施的分液罐、水封罐、泵等布置区域允许热辐射强度小于等于9.OkW/m2,当该区域的热辐射强度大于6.3kW/m2时，应设置操作或检修人员安全躲避场所
2.5《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
规定了非屮烷总桂（使用溶剂汽油或其他混合桂类物质）的排放限值。
最高允许排放浓度120mg/m3,最高允许排放速率10、150kg/h,无组织排放监控浓度（周界外浓度最舟点）4.0mg/m3o
2.6《防火规范改进意见
2.6.1放空立管
考虑到天然气密度较空气轻，经理论分析，在不考虑空气气流对放空天然气向下作用的影响、放空立管周围地势平坦等情况下冷放空时天然气仅在放空口水平面以上部分与空气混合，放空口以下无天然气聚集，因此可缩短阀室与放空立管间的距离。
放空立管应设置在阀室围墙内，其高度应高出放空管周围25m范围内建（构）筑物高度2m以上。
站场放空的特点是持续时间短、放空初期瞬时放空速率很大，是平均值的5倍左右，但是很快就降下来了，短时的大速率放空，遇到火源引发喷射火或者爆炸的概率比较小。
釆用平均放空速率20X104m3/h作为点火界限。
建议GB50183修订为，放空立管与站场内部和外部的间距计算后确定。
在某计算条件下，当放空速率为20X104m3/h时,可爆云团半径3m,屮烷浓度2.5%的半径为7.5mo因此，当站场平均放空速率W2OX104m3/h时，建议设独立放空立管，设置独立放空区域，放空立管与站场内部、外部防火间距计算后确定。
放空立管与站内其它设施的防火间距，宜按高浓度气体扩散模型进行计算，扩散区边界空气中的可燃气体浓度不应超过其爆炸下限的50%。
站场放空立管距离要求主要是考虑噪声影响。
实际运行中儿家管道运营公司均是直接放空，但放空立管距设备、厂房距离较远（30m左右）。
典型绘类泄放气流被稀释到可燃极限下限（质量含量约3%）的距离，出现在沿尾管轴线距离排出管末端的约120倍管直径处。
一般工业上恰当的做法是使安全泄压阀排气的放空管，至少要比放空排出点高的所有结构物和设备有相距约15m（50ft,水平距离）的间隔。
在大多数情况下，这样做将足以防止可燃气体达到高结构物。
对于这些喷射泄放，无须担心在放空管的泄放高度以下位置存在可燃蒸气云团或可燃条件。
根据美国石油协会标准，可燃气体直接排入大气时，当排放口速度大于
150m/s时，可燃气体与空气迅速混合并稀释至可燃气体爆炸下限是安全的。
2.6.2放空火炬
站场放空一般做法：
1）压气站均设置带固定点火装置的火炬；
2）分输站、清管站等其余站场大多数设带点火装置的放空管；
3）设点火装置的放空立管与站场间距按辐射热讣算，放空立管与站场的间距多在80m以上，放空管高度多为25m。
4）设火炬的按照热辐射计算后确定内部、外部防火间距。
5）火炬直径应按气体排入大气的最大允许流速（等于80m/sz但不能大于0.3马赫数）加以确定。
火炬高度应根据50m距离上（火炬围栏线上）允许的热流表面密度通过计算确定。
3放空操作说明
在需要将某段管道内的天然气放空时若简单地将前后截断阀关闭、打开放空阀放空是既不环保也不节能的，在管道的设计、运行中应充分考虑减少放空量的措施。
通常的做法是尽量降低管道内天然气压力，在下游有圧气站时利用管道上的压缩机进行抽气，在下游无压气站时可让用户尽量用气，在无法继续降低压力的情况下再进行放空。
根据我国输气管道维抢修现状，在通过各种方法对管内天然气实施降压完成后，一般要求在12h内从开始放空到放空结束。
输气站场，每个排放系统在同一事故中的最大排放量，按排放量最大装置排放量的100%与其余装置排放量的30%计算（体积流量）。
应根据下游用户最低用气压力要求确定管道开始放空初始压力，放空管管径一般取主管管径的”2~1/3。
旁通管管径应与放空管管径一致。
具体应根据工程情况进行选用。
《表B.1阀室放空管径设置表
序号
主管公称直径（mm）
旁通管公称直径（mm）
放空管公称直径（mm）
1
300-400
100、150
100、150
2
450〜500
150、200
150、200
3
550-600
200、250
200.250
4
700-800
250、300
250.300
5
900-1000
35（）
35（）
6
1100-1200
400
400
表B.2站场放空管径设置表
序号
放空气量（m3/h（SC））
放空管公称直径（mm）
1
W1875
100
2
1876〜3750
150
3
3751〜5625
200
4
5626〜7500
250
5
7501-12000
300
4放空立管安装要求
在部分工程中曾出现阀室管道由于仅设置了垂直支撑、无管卡固定造成干线放空时产生较大振动的情况，故要求设计时对旁通管道应考虑管卡固定。
4.1放空立管
a）宜选用自立式放空立管。
b）自立式放空立管的计算应综合考虑地震载荷、风载荷、放空流速等,并参照JB/T4710《钢制塔式容器》。
c）放空立管的材质选择应考虑环境温度和节流后气体温降的影响。
d）放空立管底部宜设置DN50排液口。
4.2放空阀
a）放空阀
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