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储配站设计中需注意的几个问题
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内容提示：针对储配站设计中阀门选用,排污系统设计,加压机房的布置等需注意的问题进行了分析,并给出了相应的处理方案及建议,对改进储配站设计、施工、运行具有一定的指导作用。
在城市供气系统中,储配站的主要功能为接收储存来自中压管网的城市用气的低峰时过剩的燃气,用气高峰时,储配站内储存的燃气通过压缩机假牙补充门站对中压管网供气的不足,以满足中压管网的供气需求,因此,储配站在城市供气系统中起着极为重要的作用,它的设计也显得尤为重要,下面就储配站设计中需注意的几个问题作一简单阐述。（参考《建筑中文网》）
1 关于阀门的选用
阀门是燃气管道中重要的控制设备,用以切断和接通管线,调节燃气的压力和流量。燃气管道的阀门常用于管道的维修,减少放空时间,限制管道事故危害的后果,因此是管道上的重要设备。由于阀门经常处于备而不用的状态,又不便于检修,因此,对它的质量和可靠性有以下严格要求:
1)严密性好。阀门关闭后不泄漏,阀壳无砂眼、气孔,必须严密。阀门关闭后如果漏气,不仅造成大量燃气泄漏,火灾,爆炸等危险,而且还可能引起自控系统的失灵和误操作。因此,阀门必须有出厂合格证,并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验,阀门属于易损零部件,应有较长的寿命,因为燃气管道投产后,只有待管道停输和排空时才能对其进行检修,而且时间有限。如在管道运行期间,密封处或易损件发生问题,燃气管道的生产安全受到威胁,往往会导致停气。
2)强度可靠。阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外,还需承受安装条件下的温度,机械振动和自然灾害(如地震、地裂带)等各种复杂的应力。阀门断裂事故造成巨大的损失。
3)耐腐蚀。阀门中的金属材料和非金属材料应能长期经受燃气的腐蚀而不变质。
4)开关灵活。阀门是具有可靠的大扭矩驱动装置,应开关迅速,动作灵活。
储配站常用的切断阀有球阀和闸阀。球阀的球形阀心上有一与管道相同的通道,将阀芯相对阀体转动90°,就可使球阀关闭或开启,球心上有阀杆和滑动轴承。阀座密封圈采用高分子材料,如尼龙或聚四氟乙烯等,阀座与球心配合形成密封。阀体与球心为铸造结构,球阀按阀芯的安装调试分为浮动式和固定式。浮动结构的密封座固定在阀体上,球心可自由向左右两侧移动,这种结构一般用于小口径球阀。关阀时,在燃气压力作用下,球心向低压侧移动,并与这一侧的阀座形成密封。这种结构属于单面密封,开启力矩大。固定结构是把阀芯通过上下阀杆和径向轴承固定在阀体上,令阀座和密封圈在管道和阀体腔的质差作用下(或采用外加压力和方式),压紧在球体密封面上,可以实现球体两侧的密封。固定结构动作时,球体上的介质压力由上下轴承承受,外加密封压力还可暂时卸去,所以启动力矩小,适用于高压大口径球阀。
闸阀是利用闸板密封的,闸板的两面平行,下方有一与管内径相同的阀孔,阀门开启时升起,与阀体和管道形成一个直径连续的通道,阀板与阀座密封,密封圈用非金属材料制成,镶嵌在阀座上,关闭后形成单面密封。综上所述,我们可以看出球阀具有密封可靠,抗恶劣环境能力强的特点。在施工过程中,管道中存在或多或少的杂质,它一旦进入闸阀的凹槽中,就会使闸板不能降到指定密封位置,导致阀门的密封性能降低,因此笔者建议在储配站的设计中要尽可能选用密封效果好的球阀。
2 管道中的排污系统
在储配站的设计中,进出站管上的排污系统常常为设计者所忽略,管道中的污物主要是从压缩机而来。大家知道,压缩机在压缩气体的过程中从3 000 Pa要压缩至0. 1MPa,温度从20℃升至120℃,体积要缩小25倍,而压缩机润滑油在高温、高压的作用下会部分雾化,与燃气混在一起,然后随燃气进入城市管道,在管道中遇到冰冷的钢管后,其中的润滑油会冷凝成油,从而留在管道中。据测算,一台D80型的压缩机每小时润滑油耗量约为250 g,以每台压缩机每天开10 h计算,每台压缩机每天的油耗约为2. 5 kg,如果开3台机的话,每天会耗油7. 5 kg,长此以往,这是一个很大的数字。因此,在站区中压管网上增设凝水缸,定期对管道中的污物进行清除就显得尤为重要。它不仅能保护站内的工艺设备,而且能有效保护干式气柜中的橡胶膜,防止油污进入气柜后腐蚀橡胶膜。
3 加压机房的布置
在加压机房的设计过程中,加压机房的布置显得很关键,因为它牵涉到将来的操作安全方面,主要有以下几个方面:
1)加压机房的尺寸。加压机房的尺寸不应固定在某一数值,它应是随着设备的大小尺寸而确定。目前,由于设备更新较快,因此,设备的型号,尺寸也在不断变化,所以设计者在设计加压机房尺寸时,一定要与设备厂家进行有效的沟通,为将来操作方便留足空间。根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 15条的规定,压缩机之间及压缩机与墙壁之间的净距不宜小于1. 5 m,重要通道的宽度不宜小于2 m。因此,从横向讲,每台压缩机两边的通道宽度不应小于2 m。进出气阀门及循环水阀门集中设置在一条地沟内,地沟周围要用护栏保护,防止出现意外伤害。同时,地沟的深度要留足,使得阀门将来在拆卸过程中有一定空间,既能拆下来,也能上得去。地沟内要留排水沟,确保污水排得出去。从纵向讲,压缩机与压缩机之间应有不小于1. 5 m的净间距,确保人员操作方便。从竖向讲,有的压缩机带有缓冲器、后冷器等设备,这些设备与压缩机本体不在同一高度,因此,压缩机房应呈多层布置或提高设备放置高度,使设备的最低部分也能够方便操作,高的部分可设置在高台上。根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 15条的规定,高出地面2 m以上的检修部位应设置移动或可拆卸式的维修平台或扶梯,用于人员上下。
2)加压机房的线路布置。加压机房是循环站生产的核心,因此进出压缩机房的有气管、水管、暖气管、强电、弱电等管路、电缆,种类繁杂,数量多,所以各类管道、电缆必须开挖专门的管沟,用于敷设管道、电缆。为保证通讯信号的稳定,强电要与弱电分开敷设,同时,为保证加压机房的安全及以后的维修方便,所有的管沟都要用黄沙填实,上面加盖盖板,管沟与控制室及配电室相连,使所有电缆都沿沟敷设。
3)加压机房的采暖。由于压缩机中有冷却水,为防止冬天结冰,导致压缩机缸体冻裂,压缩机房要求冬天要有一定的温度,因此加压机房不应设置成开放式,而应设计为密封式。
4 消防泵房的设计
储配站的水循环系统由两部分组成: 1)消防系统; 2)冷却水循环系统。现在的设计,为充分利用水资源,节约建设投资,一般是把消防水池与循环水池合并建设。根据相关规范,储配站内可种植草坪,设置花坛等进行简单绿化,因此站区一般都进行了简单的绿化,因此存在浇水的问题。为了绿化方便,应在储配站内单独设置绿化给水管道,形成独立的系统,而不应与冷却水系统及消防水系统发生横向的联系。
另外,水泵房的设计过程中,水泵的额定流量与额定压力应比压缩机冷却水消耗量适当放大,因为水泵的性能曲线显示扬程越高,流量越小,因此为保证一定的扬程,要适当放大水泵的功率,只有这样,才能满足冷却循环水的需要。
5 储配站内的建筑设计
在储配站内不宜建多层建筑,而应重点考虑维修车间、材料库房、职工食堂等与生产、生活密切相关的建筑,确保储配站的生产、生活。总之,储配站的建筑总图布置应遵循以下原则:
1)根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 3条的规定,生产区与储罐之间净距根据储罐容积不应小于20 m~25 m,维修区、燃气锅炉房与储罐之间净距根据储罐容积应不小于25 m~30 m,生活区与储罐之间净距根据储罐容积也应不小于25 m~30 m。
2)考虑到维修车间噪声比较大,维修区与办公区,生活区分开布置,同时考虑工作的方便,材料库房应布置在维修区。
3)储配站内不宜建多层建筑,以单层建筑为宜,建筑风格以简单实用为准,这样既可以节省投资,工作起来又很方便。
6 其他需注意的问题
在储配站的设计过程中,还有其他需注意的问题,由于作者水平有限,在此就不一一阐述了,只要及时与设计方、供货厂家、监理等及时沟通,发现问题及时处理,就能避免出现问题,把工作干好。
参考文献:
[1] 姜正侯.燃气工程技术手册[M].上海:同济大学出版社,1997.
[2] GB 50028-2006,城镇燃气设计规范[S]. 来源: 《建筑中文网》.
1 关于阀门的选用
阀门是燃气管道中重要的控制设备,用以切断和接通管线,调节燃气的压力和流量。燃气管道的阀门常用于管道的维修,减少放空时间,限制管道事故危害的后果,因此是管道上的重要设备。由于阀门经常处于备而不用的状态,又不便于检修,因此,对它的质量和可靠性有以下严格要求:
1)严密性好。阀门关闭后不泄漏,阀壳无砂眼、气孔,必须严密。阀门关闭后如果漏气,不仅造成大量燃气泄漏,火灾,爆炸等危险,而且还可能引起自控系统的失灵和误操作。因此,阀门必须有出厂合格证,并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验,阀门属于易损零部件,应有较长的寿命,因为燃气管道投产后,只有待管道停输和排空时才能对其进行检修,而且时间有限。如在管道运行期间,密封处或易损件发生问题,燃气管道的生产安全受到威胁,往往会导致停气。
2)强度可靠。阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外,还需承受安装条件下的温度,机械振动和自然灾害(如地震、地裂带)等各种复杂的应力。阀门断裂事故造成巨大的损失。
3)耐腐蚀。阀门中的金属材料和非金属材料应能长期经受燃气的腐蚀而不变质。
4)开关灵活。阀门是具有可靠的大扭矩驱动装置,应开关迅速,动作灵活。
储配站常用的切断阀有球阀和闸阀。球阀的球形阀心上有一与管道相同的通道,将阀芯相对阀体转动90°,就可使球阀关闭或开启,球心上有阀杆和滑动轴承。阀座密封圈采用高分子材料,如尼龙或聚四氟乙烯等,阀座与球心配合形成密封。阀体与球心为铸造结构,球阀按阀芯的安装调试分为浮动式和固定式。浮动结构的密封座固定在阀体上,球心可自由向左右两侧移动,这种结构一般用于小口径球阀。关阀时,在燃气压力作用下,球心向低压侧移动,并与这一侧的阀座形成密封。这种结构属于单面密封,开启力矩大。固定结构是把阀芯通过上下阀杆和径向轴承固定在阀体上,令阀座和密封圈在管道和阀体腔的质差作用下(或采用外加压力和方式),压紧在球体密封面上,可以实现球体两侧的密封。固定结构动作时,球体上的介质压力由上下轴承承受,外加密封压力还可暂时卸去,所以启动力矩小,适用于高压大口径球阀。
闸阀是利用闸板密封的,闸板的两面平行,下方有一与管内径相同的阀孔,阀门开启时升起,与阀体和管道形成一个直径连续的通道,阀板与阀座密封,密封圈用非金属材料制成,镶嵌在阀座上,关闭后形成单面密封。综上所述,我们可以看出球阀具有密封可靠,抗恶劣环境能力强的特点。在施工过程中,管道中存在或多或少的杂质,它一旦进入闸阀的凹槽中,就会使闸板不能降到指定密封位置,导致阀门的密封性能降低,因此笔者建议在储配站的设计中要尽可能选用密封效果好的球阀。
2 管道中的排污系统
在储配站的设计中,进出站管上的排污系统常常为设计者所忽略,管道中的污物主要是从压缩机而来。大家知道,压缩机在压缩气体的过程中从3 000 Pa要压缩至0. 1MPa,温度从20℃升至120℃,体积要缩小25倍,而压缩机润滑油在高温、高压的作用下会部分雾化,与燃气混在一起,然后随燃气进入城市管道,在管道中遇到冰冷的钢管后,其中的润滑油会冷凝成油,从而留在管道中。据测算,一台D80型的压缩机每小时润滑油耗量约为250 g,以每台压缩机每天开10 h计算,每台压缩机每天的油耗约为2. 5 kg,如果开3台机的话,每天会耗油7. 5 kg,长此以往,这是一个很大的数字。因此,在站区中压管网上增设凝水缸,定期对管道中的污物进行清除就显得尤为重要。它不仅能保护站内的工艺设备,而且能有效保护干式气柜中的橡胶膜,防止油污进入气柜后腐蚀橡胶膜。
3 加压机房的布置
在加压机房的设计过程中,加压机房的布置显得很关键,因为它牵涉到将来的操作安全方面,主要有以下几个方面:
1)加压机房的尺寸。加压机房的尺寸不应固定在某一数值,它应是随着设备的大小尺寸而确定。目前,由于设备更新较快,因此,设备的型号,尺寸也在不断变化,所以设计者在设计加压机房尺寸时,一定要与设备厂家进行有效的沟通,为将来操作方便留足空间。根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 15条的规定,压缩机之间及压缩机与墙壁之间的净距不宜小于1. 5 m,重要通道的宽度不宜小于2 m。因此,从横向讲,每台压缩机两边的通道宽度不应小于2 m。进出气阀门及循环水阀门集中设置在一条地沟内,地沟周围要用护栏保护,防止出现意外伤害。同时,地沟的深度要留足,使得阀门将来在拆卸过程中有一定空间,既能拆下来,也能上得去。地沟内要留排水沟,确保污水排得出去。从纵向讲,压缩机与压缩机之间应有不小于1. 5 m的净间距,确保人员操作方便。从竖向讲,有的压缩机带有缓冲器、后冷器等设备,这些设备与压缩机本体不在同一高度,因此,压缩机房应呈多层布置或提高设备放置高度,使设备的最低部分也能够方便操作,高的部分可设置在高台上。根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 15条的规定,高出地面2 m以上的检修部位应设置移动或可拆卸式的维修平台或扶梯,用于人员上下。
2)加压机房的线路布置。加压机房是循环站生产的核心,因此进出压缩机房的有气管、水管、暖气管、强电、弱电等管路、电缆,种类繁杂,数量多,所以各类管道、电缆必须开挖专门的管沟,用于敷设管道、电缆。为保证通讯信号的稳定,强电要与弱电分开敷设,同时,为保证加压机房的安全及以后的维修方便,所有的管沟都要用黄沙填实,上面加盖盖板,管沟与控制室及配电室相连,使所有电缆都沿沟敷设。
3)加压机房的采暖。由于压缩机中有冷却水,为防止冬天结冰,导致压缩机缸体冻裂,压缩机房要求冬天要有一定的温度,因此加压机房不应设置成开放式,而应设计为密封式。
4 消防泵房的设计
储配站的水循环系统由两部分组成: 1)消防系统; 2)冷却水循环系统。现在的设计,为充分利用水资源,节约建设投资,一般是把消防水池与循环水池合并建设。根据相关规范,储配站内可种植草坪,设置花坛等进行简单绿化,因此站区一般都进行了简单的绿化,因此存在浇水的问题。为了绿化方便,应在储配站内单独设置绿化给水管道,形成独立的系统,而不应与冷却水系统及消防水系统发生横向的联系。
另外,水泵房的设计过程中,水泵的额定流量与额定压力应比压缩机冷却水消耗量适当放大,因为水泵的性能曲线显示扬程越高,流量越小,因此为保证一定的扬程,要适当放大水泵的功率,只有这样,才能满足冷却循环水的需要。
5 储配站内的建筑设计
在储配站内不宜建多层建筑,而应重点考虑维修车间、材料库房、职工食堂等与生产、生活密切相关的建筑,确保储配站的生产、生活。总之,储配站的建筑总图布置应遵循以下原则:
1)根据《城镇燃气设计规范》第6. 5. 3条的规定,生产区与储罐之间净距根据储罐容积不应小于20 m~25 m,维修区、燃气锅炉房与储罐之间净距根据储罐容积应不小于25 m~30 m,生活区与储罐之间净距根据储罐容积也应不小于25 m~30 m。
2)考虑到维修车间噪声比较大,维修区与办公区,生活区分开布置,同时考虑工作的方便,材料库房应布置在维修区。
3)储配站内不宜建多层建筑,以单层建筑为宜,建筑风格以简单实用为准,这样既可以节省投资,工作起来又很方便。
6 其他需注意的问题
在储配站的设计过程中,还有其他需注意的问题,由于作者水平有限,在此就不一一阐述了,只要及时与设计方、供货厂家、监理等及时沟通,发现问题及时处理,就能避免出现问题,把工作干好。
参考文献:
[1] 姜正侯.燃气工程技术手册[M].上海:同济大学出版社,1997.
[2] GB 50028-2006,城镇燃气设计规范[S]. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201109/15031.htm
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