小型输气站场总图设计难点分析与研究

华东管道设计院 李骁晔 耿云鹏 王雯雯

0 引言

随着天然气在国民经济的发展中发挥着越来越大的作用，天然气管线与站场如雨后春笋般的建立起来。而与之相对应的天然气站场总图的设计，特别是中小型站场总图的设计，却并没有形成一套相对应的方法。本文试以安徽省天然气江南联络线为例，探寻出设计中所遇到的问题，并就其设计提出独特的思路与方法。

1 项目背景及工程概况

“川气东送”天然气管道自西向东途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江、上海，全长1 702 km，设计输气能力120×108m3/a。“川气东送”天然气管道自宿松县破凉镇进入安徽省，沿途经过安庆市、池州市、宣城市。这项工程给安徽省沿线的安庆、池州、宣城等城市天然气利用工程的建设带来了机遇，也为合肥、芜湖、马鞍山及铜陵等城市提供了缺口气源补充。

以上述条件作为基础，中石化同意在“川气东送”主管线经过安徽省境内的管段上设置若干分输站和分输阀室。其中在宣城市天湖镇以南设有宣城分输站。安徽省天然气公司结合西气东输和川气东输两条管道的建设情况，计划建设天湖镇至芜湖市区以及当涂县的“川气”天然气支线和配套天然气场站，一方面给管道沿线覆盖的芜湖市和马鞍山市供气，另一方面转输“川气”再通过其他现有及拟建管道向铜陵市以及江北产业集中区等供气。

2 站场概况

按照最初的设计要求，该工程全线共设有6 座站场及四座RTU 线路截断阀室，站场分别为天湖镇输气首站、南陵分输站、许镇分输站、芜湖南分输站、芜湖分输站、新桥末站。RTU 线路阀室分别为弋江阀室、仙坊阀室、牌坊阀室、官徙门阀室。天湖镇输气首站在现有的安徽省天然气宣城支线工程天湖镇输气首站东侧征地扩建，南陵分输站、、许镇分输阀室、芜湖南分输站、新桥末站为征地新建，芜湖分输站在安徽省天然气支线芜湖至铜陵管线工程芜湖首站内。站场等级分类均为五级。

3 布置原则

从一般的情况考虑，天然气站场选址与布置，可以从以下几个方面考虑：

(1)天然气站场的大小与站外管线的长度与管线口径及输气量有密切的因果关系。

(2)满足站场输气工艺要求。

(3)综合考虑交通、水源、电源、公用设施和生活保障等因素。在满足输送工艺要求的前提下，尽量靠近城镇、水源、电源地。考虑节约用地。在安全生产、经济合理的原则下，尽量提高土地利用系数，尽量利用荒地和劣地，保护耕地。选择站址要考虑有利于防洪排涝，必要时应有可靠的防洪排涝措施。

(4)站场布置在满足《石油天然气工程设计防火规范》的前提下，做到与工艺流程相适应，布局合理紧凑。站场平面布置应注意站容美观大方，建构筑物的组合应协调，造型应简洁大方，色调应明朗。场区还应充分利用空地进行绿化，提高环境质量。

以上为天然气站场选址及布置的一般性规律，但是并没有考虑到一些特殊的情况。以本工程为例，站场均为五级站场，属小型站场。站场所处环境均为平原耕地区域，区域内沟渠纵横，高压塔架及通讯杆林立，再加上村庄及各个等级道路密集，因此征地及选址工作难度颇大。再加上各个级别的政府及规划部门都有不同的要求，都有不同的想法，因此对整个工作的开展产生了诸多影响。

4 分站设计介绍

天湖镇输气首站在现有的安徽省天然气宣城支线工程首站东侧征地扩建，需征地4.43 亩。南陵分输站在G205 国道以东，籍山大道附近择地新建，需征地11.81 亩(含进站道路征地)。许镇分输阀室在许镇西南方向，G205 国道以西征地新建，需征地2.22 亩。芜湖南分输站位于芜湖市弋江区，沪渝高速西侧征地新建，需征地11.81 亩。芜湖分输站在安徽省天然气支线芜湖至铜陵管线工程芜湖首站内空内扩建，无需征地。新桥末站在马鞍山市当涂县新桥镇龙山大道以南，宁芜铁路以西征地新建，需征地11.78 亩。各站基本均包括建设生活用房、办公用房、工艺生产区、放空区、围墙、道路和大门等各类建筑。

5 设计过程的变化

项目于2011年6月启动，在设计过程中，出现了几个大的变动。原因是多方面的：

(1)2011 版《公路安全保护条例》在此期间的施行，使最初几个站址的选择变得不合适。南陵与许镇首当其冲。由于这两个站都位于G205 国道旁，以前是15～20 m 的距离要求变成了100 m，从现场情况来看，很难满足要求。林立的高压塔架和密集的村庄，迫使选址问题不得不重新开始。此外，由于此条例并没有条文解释将道路等级进行说明，所以在实际设计过程中不可能将站场离所有道路均让出100 m 的距离，所以经过内部技术交流，将其定位县道以下(不含县道，包括村间道路、小路等)，原因为如果将所有道路均不分等级拉开100 m 距离，那么选址工作基本上无法展开。而将县级(包括县道)以上道路控制在100 m 距离，则充分考虑了车辆的密集度与人员的安全性，保证了规范条文的落实。

(2)由于几个站按照最初的要求都考虑预留加气母站，征地规模指标达到了每站25 亩，投资急速增加。在最后的初步设计报告中，总投资概算超过了5 亿元，已超过了业主最初的预期概算。缩减征地面积成为了压缩投资的一项策略。

(3)各地政府支持力度的不统一使得项目的推进过程十分缓慢。由于各级政府与各个部门，从支持的力度，关系的协调、职能的交叉的角度，存在诸多问题，工程建设期限无休止的加长，原本许诺给予的建设用地在时间的无限期拖延之后，被移作他用，使得设计与业主的协调报批工作陷入重头再来的境地。

(4)在项目第二次评审之后，业主在原来考虑的基础上，删减与增加了相当一部分内容，其中包括：删除最初由业主提出要求的各站的半个篮球场，优化生产区域面积，优化工艺管网等。

(5)电力部门的高压塔架已成为选址的一大难题，按照《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)的要求，架空电力线路分为35 kV 以上与35 kV 以下两种情况，对于五级小型站场来讲，保证1.5 倍杆高即可以满足规范要求，对于普通塔架25～30 m 的杆高，也需要将近的40～45 m 的安全距离。而这些间隔中，还有村庄、民房等等不得不让的建构筑物，给选址工作带来极大的麻烦。

6 难点分析与经验总结

从此条天然气管线的站场与阀室的设计过程可以得出如下经验与借鉴：

(1)对于改造站场而言(天湖首站，芜湖分输站)，前期的踏勘与了解第一手资料非常重要，这其中包括了解原有进出站管线位置，放空区与原有阀组区的连接管线位置。周边地势，原有站场周边围墙条件等等。这些珍贵的第一手资料，对于减少设计工作中的失误，避免重复劳动，具有重要的作用。

(2)对于新建站场来说，及时了解新规范及法律法规的施行。对于地方国土、规划、公路交通等部门的相关法律法规的即时变动要及时的了解和学习，例如：2011年七月一号起施行的新版《公路安全保护条例》就对于总图的选址与设计提出了更高的要求。其中第二章第十八条明确规定了除按照国家有关规定设立的为车辆补充燃料的场所、设施外，禁止在下列范围内设立生产、储存、销售易燃、易爆、剧毒、放射性等危险物品的场所、设施：

①公路用地外缘起向外100 m；

②公路渡口和中型以上公路桥梁周围200 m；

③公路隧道上方和洞口外100 m。

以上规定使选址工作在面临皖江工业带这种特殊的经济发达地区时所遇到的困难大为增加。因为《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)中所规定的站场距各级道路的距离，就是取自老版(1987年10月13日国务院发布)中华人民共和国公路管理条例第三章第三十一条在公路两侧修建永久性工程设施，其建筑物边缘与公路边沟外缘的间距为：国道不少于20 m，省道不少于15 m，县道不少于10 m，乡道不少于5 m。此次新版的设定，使得《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2004)的修订，成为了势在必行的趋势。

(3)由于全国性的经济高速发展所导致的土地资源紧缺、可耕地面积的减少已经成为了一个普遍的现象，因此，优化站场布局，归并同类型区域，合理选择站址就显得特别重要。近年来国土资源部将保护耕地放在非常重要的位置，而最适合作为场站站址的相当一部分土地恰恰就是基本农田。所以，一方面需要业主疏通与政府部门的关系，将报建用地的使用性质进行调换（基本农田保护区性质转换使用需要上报国务院），而另一方面，从设计角度来讲，则需要细化设计，优化平面布局，审慎选择站址，尽量避开人员密集区、基本农田保护区等敏感区域，如果因为工艺、线路等专业以及现场实际情况的需要避让确有困难，则需要压缩站场面积以利用站址的选择。

(4)充分考虑业主的各方面利益，尽量在设计上节约投资，并使设计简化业主在报批过程中所遇到的困难。例如：以往早期用地要求不高的区域，放空区与站场按照规范规定，分开设置，有一定的距离要求。而按照此条管线所处的位置，分开设置不仅使征地变得困难，而且也会大大增加投资，并使代征地面积区域扩大，极大地增加了投资。因此，适当在一些条件允许的站场将放空区与站场合并，从而达到节约用地的目的。

(5)坚持设计原则。例如风玫瑰的使用对于总图设计来讲非常重要，放空区的位置宜位于常年最小风频的上风侧，而实际上由于放空区的位置摆放问题，极大的影响到了站场与周边的环境，因此业主及地方各级部门要求在可变通的范围内将放空区的位置放到他们所认定的范围内，但这是设计的原则性问题，是不能通融及让步的。对于工艺生产区与放空区的位置摆放先后顺序问题，究竟哪个处于从属地位，仍是一个值得探讨的课题。在GB 50183和SY/T0048—2009 中，这两类均宜位于全年最小风频的上风侧，并没有明确的先后问题，但是从实际设计实践过程来看，阀组区里包含收发球筒、清管器、各种电动阀门及流量计，这些均属于密闭工艺装置，重要性自不可待言，虽然有可燃气体报警仪进行监控，但一旦发生泄漏将造成不可估量的后果，而放空区内的放空管，由于本身且仅是在紧急事故状态下放空输气干线两截断阀之间管段内的气体，使用次数较少，再加上高度在10 m 以上，因此与工艺阀组相比较，摆放应处于较次要的地位。以南陵站为例，两个区域的摆放顺序，应是一个位于全年最小的上风侧，接下来就是一个区域位于全年次小风频的上风侧。再兼顾业主站区大门口不宜放置放空竖管影响美观的要求，进行调整。力争两个防爆区域(放空区与阀组区)，两个非防爆区域(生产用房与生活用房)呈对角布置。

(6)在站场位置选择的变换中，可以充分借鉴线路专业的测量及设计成果，而不必急于在情况不明的前提下要求测量单位进场作业，造成不必要的时间和资金浪费。线路的施工测量图比例为1:2 000，虽然作为总图所要求的1:1 000 或1:500 精度还差一定距离，但是作为地形地貌的情况反映来看，已经是比较详尽了，因此能够对站址的选择起到一定参考的作用。

(7)规范站场标准化设计。业主安徽省天然气公司要求设计几个硬性的规定：

①所有房屋均为白墙灰瓦马头墙的徽派建筑设计，体现浓厚的地域特色。

②运行生产区包括阀组区与生产用房(配电、阴保、通讯、站控、柴油发电机房)，需统一在一个区域内，以方便监控与管理。

③生活用房用铁艺围墙与之隔离开来，并与划入的放空区相望。

④放空区尽量与站场成一体化布置。在土地紧缺，经济发达的地区这样做将会减少代征地，使规划与国土部门的审批工作变得相对容易。对于业主来讲，可以减少投资且获得更大的有效利用面积，提高土地的利用系数，管理也变得简单高效。

7 结语

综上所述，在总图的整体设计过程中遇到各个方面的问题是一个非常正常的现象。怎样运用各个方面的力量将其解决是一个复杂的过程。对于这样一个特殊的过程，一方面，设计方积极努力争取与业主、地方部门协调配合得当，将他们所提出的各项合理要求融入到设计当中去，尽量在技术条件允许的情况下满足各方的要求。而另一方面，从技术角度来讲，积累了关于天然气小型站场在水网平原地形条件下的设计方法，为下一步的工作打下了坚实的基础。从工程目前实施的情况来看，总平面布置合理，运输设施配置恰当，不仅大大减少了站场占地面积和总图运输的费用，而且为管线的工程建设争得了时间。