放空系统是输气站场安全设施的重要组成部分，放空系统主要是在检修、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。最大放空量的确定是准确计算放空系统的基。就目前国内计算方法，是以站场规模来确定最大放空量进行放空系统的计算。对于小型站场，计算误差较小；但对于中、大型站场，则误差较大，影响工程的可靠性和经济性其设计合理与否关系到天然气管道、阀体、储罐及其它处理装置是否能够平稳运行，人民生命及财产安全。天然气放空是为了在遇到检修或事故时将管线或容器内的天然气放出，以便下一步措施可以顺利进行而采取的一种手段。长输天然气管道在放空空设计方面的主要是线路放空和站场放空气质为净化天然气，甲烷占绝大部分，在放空过程中几乎不会出现液相或水合物。其重要作用就是在需要放空的时候，使站场或长输管道压力尽快地泄放至安全范围，以防止事故的蔓延、扩大，并为抢修赢得时间。因此，在输气站场设计中，放空系统的设计尤为重要，尤其是放空系统的安全性和可靠性。天然气站场是长输管道系统的核心部分，主要功能有接收天然气、增压天然气、分输天然气等。站场内设备种类众多且失效模式多样化，因此站场综合风险评要比管道风险评价复杂。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。

2. 研究的基本内容与方案

2.1天然气站场放空系统设计理论

为保障天然气集输管网安全平稳运行，各集输站、阀室均设置了放空立管，排放超高限的压力，排放运行作业中的废气或实现紧急状态下的事故放空。放空系统是天然气管输系统的重要部分，放空管的设计也直接关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。压气站放空系统常采用关闭装置进出口和打开放空阀放空的措施来实现装置的有效停车。火炬放空系统一般用于设备检修和紧急状态放空，是保障工艺装置安全生产的辅助设施，以减少放空天然气对环境的污染。 主要由放空管线、放空分液罐（输气管道工程可不予设置）和放空火炬/管组成。内部集输工程放空火炬设有火炬头、 阻火设施（分子封/阻火器）、长明灯、点火系统等。放空分液罐中凝液定期用泵装车送至集中处理；长输管道工程由于气质情况较好，放空气可以直接去火炬燃烧。

2.2 工艺设备

2.2.1 火炬/放空立管 放空火炬的尺寸应通过放空量进行计算确定，为保证放空气体的充分燃烧，泄放时马赫数不超过 0.5。在处理气量大、处理压力高的工况下，可采用高压火炬减少火炬及各级放空管线的直径。 但背压增高，放空管线压力等级将有所增加，因此需根据各工程具体的放空气量从经济及操作上进行综合比较后决定。在实际工程建设中，对于放空量较小、人烟稀少的位置，根据工程特点，也存在气体直接放空，选择只设置放空立管， 其前提条件是不引起火灾或爆炸危害。

2.2天然气站场放空系统设计计算方法

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。