小型輸氣站場總圖設計難點分析與研究

華東管道設計院 李驍曄 耿云鵬 王雯雯

0 引言

隨著天然氣在國民經濟的發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的作用，天然氣管線與站場如雨后春筍般的建立起來。而與之相對應的天然氣站場總圖的設計，特別是中小型站場總圖的設計，卻并沒有形成一套相對應的方法。本文試以安徽省天然氣江南聯(lián)絡線為例，探尋出設計中所遇到的問題，并就其設計提出獨特的思路與方法。

1 項目背景及工程概況

“川氣東送”天然氣管道自西向東途經四川、重慶、湖北、安徽、江蘇、浙江、上海，全長1 702 km，設計輸氣能力120×108m3/a?！按鈻|送”天然氣管道自宿松縣破涼鎮(zhèn)進入安徽省，沿途經過安慶市、池州市、宣城市。這項工程給安徽省沿線的安慶、池州、宣城等城市天然氣利用工程的建設帶來了機遇，也為合肥、蕪湖、馬鞍山及銅陵等城市提供了缺口氣源補充。

以上述條件作為基礎，中石化同意在“川氣東送”主管線經過安徽省境內的管段上設置若干分輸站和分輸閥室。其中在宣城市天湖鎮(zhèn)以南設有宣城分輸站。安徽省天然氣公司結合西氣東輸和川氣東輸兩條管道的建設情況，計劃建設天湖鎮(zhèn)至蕪湖市區(qū)以及當涂縣的“川氣”天然氣支線和配套天然氣場站，一方面給管道沿線覆蓋的蕪湖市和馬鞍山市供氣，另一方面轉輸“川氣”再通過其他現(xiàn)有及擬建管道向銅陵市以及江北產業(yè)集中區(qū)等供氣。

2 站場概況

按照最初的設計要求，該工程全線共設有6 座站場及四座RTU 線路截斷閥室，站場分別為天湖鎮(zhèn)輸氣首站、南陵分輸站、許鎮(zhèn)分輸站、蕪湖南分輸站、蕪湖分輸站、新橋末站。RTU 線路閥室分別為弋江閥室、仙坊閥室、牌坊閥室、官徙門閥室。天湖鎮(zhèn)輸氣首站在現(xiàn)有的安徽省天然氣宣城支線工程天湖鎮(zhèn)輸氣首站東側征地擴建，南陵分輸站、、許鎮(zhèn)分輸閥室、蕪湖南分輸站、新橋末站為征地新建，蕪湖分輸站在安徽省天然氣支線蕪湖至銅陵管線工程蕪湖首站內。站場等級分類均為五級。

3 布置原則

從一般的情況考慮，天然氣站場選址與布置，可以從以下幾個方面考慮：

(1)天然氣站場的大小與站外管線的長度與管線口徑及輸氣量有密切的因果關系。

(2)滿足站場輸氣工藝要求。

(3)綜合考慮交通、水源、電源、公用設施和生活保障等因素。在滿足輸送工藝要求的前提下，盡量靠近城鎮(zhèn)、水源、電源地。考慮節(jié)約用地。在安全生產、經濟合理的原則下，盡量提高土地利用系數，盡量利用荒地和劣地，保護耕地。選擇站址要考慮有利于防洪排澇，必要時應有可靠的防洪排澇措施。

(4)站場布置在滿足《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》的前提下，做到與工藝流程相適應，布局合理緊湊。站場平面布置應注意站容美觀大方，建構筑物的組合應協(xié)調，造型應簡潔大方，色調應明朗。場區(qū)還應充分利用空地進行綠化，提高環(huán)境質量。

以上為天然氣站場選址及布置的一般性規(guī)律，但是并沒有考慮到一些特殊的情況。以本工程為例，站場均為五級站場，屬小型站場。站場所處環(huán)境均為平原耕地區(qū)域，區(qū)域內溝渠縱橫，高壓塔架及通訊桿林立，再加上村莊及各個等級道路密集，因此征地及選址工作難度頗大。再加上各個級別的政府及規(guī)劃部門都有不同的要求，都有不同的想法，因此對整個工作的開展產生了諸多影響。

4 分站設計介紹

天湖鎮(zhèn)輸氣首站在現(xiàn)有的安徽省天然氣宣城支線工程首站東側征地擴建，需征地4.43 畝。南陵分輸站在G205 國道以東，籍山大道附近擇地新建，需征地11.81 畝(含進站道路征地)。許鎮(zhèn)分輸閥室在許鎮(zhèn)西南方向，G205 國道以西征地新建，需征地2.22 畝。蕪湖南分輸站位于蕪湖市弋江區(qū)，滬渝高速西側征地新建，需征地11.81 畝。蕪湖分輸站在安徽省天然氣支線蕪湖至銅陵管線工程蕪湖首站內空內擴建，無需征地。新橋末站在馬鞍山市當涂縣新橋鎮(zhèn)龍山大道以南，寧蕪鐵路以西征地新建，需征地11.78 畝。各站基本均包括建設生活用房、辦公用房、工藝生產區(qū)、放空區(qū)、圍墻、道路和大門等各類建筑。

5 設計過程的變化

項目于2011年6月啟動，在設計過程中，出現(xiàn)了幾個大的變動。原因是多方面的：

(1)2011 版《公路安全保護條例》在此期間的施行，使最初幾個站址的選擇變得不合適。南陵與許鎮(zhèn)首當其沖。由于這兩個站都位于G205 國道旁，以前是15～20 m 的距離要求變成了100 m，從現(xiàn)場情況來看，很難滿足要求。林立的高壓塔架和密集的村莊，迫使選址問題不得不重新開始。此外，由于此條例并沒有條文解釋將道路等級進行說明，所以在實際設計過程中不可能將站場離所有道路均讓出100 m 的距離，所以經過內部技術交流，將其定位縣道以下(不含縣道，包括村間道路、小路等)，原因為如果將所有道路均不分等級拉開100 m 距離，那么選址工作基本上無法展開。而將縣級(包括縣道)以上道路控制在100 m 距離，則充分考慮了車輛的密集度與人員的安全性，保證了規(guī)范條文的落實。

(2)由于幾個站按照最初的要求都考慮預留加氣母站，征地規(guī)模指標達到了每站25 畝，投資急速增加。在最后的初步設計報告中，總投資概算超過了5 億元，已超過了業(yè)主最初的預期概算?？s減征地面積成為了壓縮投資的一項策略。

(3)各地政府支持力度的不統(tǒng)一使得項目的推進過程十分緩慢。由于各級政府與各個部門，從支持的力度，關系的協(xié)調、職能的交叉的角度，存在諸多問題，工程建設期限無休止的加長，原本許諾給予的建設用地在時間的無限期拖延之后，被移作他用，使得設計與業(yè)主的協(xié)調報批工作陷入重頭再來的境地。

(4)在項目第二次評審之后，業(yè)主在原來考慮的基礎上，刪減與增加了相當一部分內容，其中包括：刪除最初由業(yè)主提出要求的各站的半個籃球場，優(yōu)化生產區(qū)域面積，優(yōu)化工藝管網等。

(5)電力部門的高壓塔架已成為選址的一大難題，按照《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》(GB 50183—2004)的要求，架空電力線路分為35 kV 以上與35 kV 以下兩種情況，對于五級小型站場來講，保證1.5 倍桿高即可以滿足規(guī)范要求，對于普通塔架25～30 m 的桿高，也需要將近的40～45 m 的安全距離。而這些間隔中，還有村莊、民房等等不得不讓的建構筑物，給選址工作帶來極大的麻煩。

6 難點分析與經驗總結

從此條天然氣管線的站場與閥室的設計過程可以得出如下經驗與借鑒：

(1)對于改造站場而言(天湖首站，蕪湖分輸站)，前期的踏勘與了解第一手資料非常重要，這其中包括了解原有進出站管線位置，放空區(qū)與原有閥組區(qū)的連接管線位置。周邊地勢，原有站場周邊圍墻條件等等。這些珍貴的第一手資料，對于減少設計工作中的失誤，避免重復勞動，具有重要的作用。

(2)對于新建站場來說，及時了解新規(guī)范及法律法規(guī)的施行。對于地方國土、規(guī)劃、公路交通等部門的相關法律法規(guī)的即時變動要及時的了解和學習，例如：2011年七月一號起施行的新版《公路安全保護條例》就對于總圖的選址與設計提出了更高的要求。其中第二章第十八條明確規(guī)定了除按照國家有關規(guī)定設立的為車輛補充燃料的場所、設施外，禁止在下列范圍內設立生產、儲存、銷售易燃、易爆、劇毒、放射性等危險物品的場所、設施：

①公路用地外緣起向外100 m；

②公路渡口和中型以上公路橋梁周圍200 m；

③公路隧道上方和洞口外100 m。

以上規(guī)定使選址工作在面臨皖江工業(yè)帶這種特殊的經濟發(fā)達地區(qū)時所遇到的困難大為增加。因為《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中所規(guī)定的站場距各級道路的距離，就是取自老版(1987年10月13日國務院發(fā)布)中華人民共和國公路管理條例第三章第三十一條在公路兩側修建永久性工程設施，其建筑物邊緣與公路邊溝外緣的間距為：國道不少于20 m，省道不少于15 m，縣道不少于10 m，鄉(xiāng)道不少于5 m。此次新版的設定，使得《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》(GB 50183—2004)的修訂，成為了勢在必行的趨勢。

(3)由于全國性的經濟高速發(fā)展所導致的土地資源緊缺、可耕地面積的減少已經成為了一個普遍的現(xiàn)象，因此，優(yōu)化站場布局，歸并同類型區(qū)域，合理選擇站址就顯得特別重要。近年來國土資源部將保護耕地放在非常重要的位置，而最適合作為場站站址的相當一部分土地恰恰就是基本農田。所以，一方面需要業(yè)主疏通與政府部門的關系，將報建用地的使用性質進行調換（基本農田保護區(qū)性質轉換使用需要上報國務院），而另一方面，從設計角度來講，則需要細化設計，優(yōu)化平面布局，審慎選擇站址，盡量避開人員密集區(qū)、基本農田保護區(qū)等敏感區(qū)域，如果因為工藝、線路等專業(yè)以及現(xiàn)場實際情況的需要避讓確有困難，則需要壓縮站場面積以利用站址的選擇。

(4)充分考慮業(yè)主的各方面利益，盡量在設計上節(jié)約投資，并使設計簡化業(yè)主在報批過程中所遇到的困難。例如：以往早期用地要求不高的區(qū)域，放空區(qū)與站場按照規(guī)范規(guī)定，分開設置，有一定的距離要求。而按照此條管線所處的位置，分開設置不僅使征地變得困難，而且也會大大增加投資，并使代征地面積區(qū)域擴大，極大地增加了投資。因此，適當在一些條件允許的站場將放空區(qū)與站場合并，從而達到節(jié)約用地的目的。

(5)堅持設計原則。例如風玫瑰的使用對于總圖設計來講非常重要，放空區(qū)的位置宜位于常年最小風頻的上風側，而實際上由于放空區(qū)的位置擺放問題，極大的影響到了站場與周邊的環(huán)境，因此業(yè)主及地方各級部門要求在可變通的范圍內將放空區(qū)的位置放到他們所認定的范圍內，但這是設計的原則性問題，是不能通融及讓步的。對于工藝生產區(qū)與放空區(qū)的位置擺放先后順序問題，究竟哪個處于從屬地位，仍是一個值得探討的課題。在GB 50183和SY/T0048—2009 中，這兩類均宜位于全年最小風頻的上風側，并沒有明確的先后問題，但是從實際設計實踐過程來看，閥組區(qū)里包含收發(fā)球筒、清管器、各種電動閥門及流量計，這些均屬于密閉工藝裝置，重要性自不可待言，雖然有可燃氣體報警儀進行監(jiān)控，但一旦發(fā)生泄漏將造成不可估量的后果，而放空區(qū)內的放空管，由于本身且僅是在緊急事故狀態(tài)下放空輸氣干線兩截斷閥之間管段內的氣體，使用次數較少，再加上高度在10 m 以上，因此與工藝閥組相比較，擺放應處于較次要的地位。以南陵站為例，兩個區(qū)域的擺放順序，應是一個位于全年最小的上風側，接下來就是一個區(qū)域位于全年次小風頻的上風側。再兼顧業(yè)主站區(qū)大門口不宜放置放空豎管影響美觀的要求，進行調整。力爭兩個防爆區(qū)域(放空區(qū)與閥組區(qū))，兩個非防爆區(qū)域(生產用房與生活用房)呈對角布置。

(6)在站場位置選擇的變換中，可以充分借鑒線路專業(yè)的測量及設計成果，而不必急于在情況不明的前提下要求測量單位進場作業(yè)，造成不必要的時間和資金浪費。線路的施工測量圖比例為1:2 000，雖然作為總圖所要求的1:1 000 或1:500 精度還差一定距離，但是作為地形地貌的情況反映來看，已經是比較詳盡了，因此能夠對站址的選擇起到一定參考的作用。

(7)規(guī)范站場標準化設計。業(yè)主安徽省天然氣公司要求設計幾個硬性的規(guī)定：

①所有房屋均為白墻灰瓦馬頭墻的徽派建筑設計，體現(xiàn)濃厚的地域特色。

②運行生產區(qū)包括閥組區(qū)與生產用房(配電、陰保、通訊、站控、柴油發(fā)電機房)，需統(tǒng)一在一個區(qū)域內，以方便監(jiān)控與管理。

③生活用房用鐵藝圍墻與之隔離開來，并與劃入的放空區(qū)相望。

④放空區(qū)盡量與站場成一體化布置。在土地緊缺，經濟發(fā)達的地區(qū)這樣做將會減少代征地，使規(guī)劃與國土部門的審批工作變得相對容易。對于業(yè)主來講，可以減少投資且獲得更大的有效利用面積，提高土地的利用系數，管理也變得簡單高效。

7 結語

綜上所述，在總圖的整體設計過程中遇到各個方面的問題是一個非常正常的現(xiàn)象。怎樣運用各個方面的力量將其解決是一個復雜的過程。對于這樣一個特殊的過程，一方面，設計方積極努力爭取與業(yè)主、地方部門協(xié)調配合得當，將他們所提出的各項合理要求融入到設計當中去，盡量在技術條件允許的情況下滿足各方的要求。而另一方面，從技術角度來講，積累了關于天然氣小型站場在水網平原地形條件下的設計方法，為下一步的工作打下了堅實的基礎。從工程目前實施的情況來看，總平面布置合理，運輸設施配置恰當，不僅大大減少了站場占地面積和總圖運輸的費用，而且為管線的工程建設爭得了時間。