天然气长输管道站场放空系统计算
摘要：站场放空系统主要作用是在检修、发生意外、进出站的压力超压时进行放空，为减少对环境的危害需点火燃烧后排放。准确计算放空系统不仅可以实现对站场内设备、管线的泄
压保护，还可节省工程建设费用，方便日后运营管理。在完成计算后，建立整个站场放空系统
计算模型，在可能产生的工况中比选出最恶劣的工况进行核算，核算系统是否满足放空要求。
关键词：天然气；站场；放空系统；计算；安全阀；限流孔板
doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2011.8.024
站场放空系统由放空立管和放空点火部分组
成，是天然气站场的重要系统之一。放空系统主要
作用是在检修、发生意外、进出站的压力超压时进
行放空，为减少对环境的危害需点火燃烧后排放。准
确计算放空系统不仅可以实现对站场内设备、管线
的泄压保护，还可以节省工程建设费用，方便日后
运营管理。
1 安全阀放空
（1） 选型计算。安全阀的选型计算可按照以下
思路进行：估算被保护设备、容器或管线的有效容
积；依照API RP 521 规定求解事故工况时允许的最
小、最大泄放量；安全阀喉管面积计算；安全阀选
型；校核采用所选安全阀时的最大泄放量和出口马
赫数是否满足要求。
（2） 阀前管径计算。配管安装时通常在被保护
设备、容器或管线与安全阀之间加一直管段，但在
安全阀泄放时，由于气体速率极高，该管段会产生
部分压损。为了防止过大的压损产生震动，造成对
泄放装置的危害，需要限制该压损的大小。按照
API RP 520 规定，该段压损不得高于安全阀设定压
力的3%，以此为边界条件反算最大泄放量时可允
许的最小阀前管径，但最终选取管径不得小于安全
阀入口口径。
（3） 阀后管径的计算。安全阀阀后管径的计算
主要受安全阀可允许背压大小的限制。计算思路
为：阀后允许背压大小的确定；阀至放空终端间管
线的允许压降；求得阀后管线允许最小管径；圆整
计算管径并校核选用管径在管线放空时阀后背压的
实际值。工程实际中往往采用总放空汇管，各放空
支线在接入放空终端前就已汇入总管，此时可将支
管线与总放空汇管的连接点作为新的放空终端，允
许压降为安全阀背压减去连接点处压力，连接点处
的压力需根据最不利工况来计算。
2 站场事故放空
（1） BDV 阀选型计算。BDV 阀选型计算的关
键在于阀口径的计算，而厂家在确定口径时需要知
道阀所具有的最大泄放量和以最大泄放量泄放时阀
的流量系数（Cv 值）。最大泄放量和Cv 值均可使
用HYSYS 来计算。根据API RP 521 中有关泄放的
规定：在事故工况下要求15 min 内，容器的压力将
为原工况的50%。具体计算思路为：站场有效容积
的估算；利用HYSYS 建立Depressing 动态泄放模
型；计算得出满足规范要求的最大泄放量和Cv
值；选取满足要求的BDV 阀；根据所选阀门的Cv
值校核阀的最大流通量。
（2） 限流孔板计算。限流孔板设置在管道中用
于限制流体流量或降低流体压力。油气田生产中将
限流孔板组放置于调节阀后，既可缩短安装距离又
可延长调节阀的使用寿命，现在被普遍应用。选
型计算思路为：安装位置最大泄放量的确定（同
BDV 阀最大泄放量）；根据限流孔板前后压差选择
孔板的形式（单板还是多板）；按照孔径计算公式
计算限流孔板的孔径d0 ；根据临界流率压力比
（γe）、绝热指数（k）、孔径/管径（d0/D）关系表查
得γe ；判断孔板前、后压力之比（p2/p1）与γe 的相
对大小（若p2/p1 ? γe ，则可使流量限定在一定数
值，说明计算值d0 有效，否则需调整压降或管
径，重新计算）；圆整孔径计算值。
（3） 限流孔板后管径计算。影响限流孔板后管
径尺寸主要因素是孔板后的压力、最大泄放量和管
内允许最大流速。已知泄放量和管内允许流速后反
算孔板后压力，只要压力不高于气体的临
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