柳胜

武汉市城市管理建设工程质量安全中心

摘要：基于老旧燃气调压场站现代化升级的迫切需求，以武汉市沌口高中压调压站为对象，针对其存在的供能瓶颈、设备老化及智能化程度不足等问题，系统实施了工艺系统扩能改造、智能化升级、标准化建设与形象提升等多维度‌协同改造‌。改造后调压能力跃升至7.5×104 m³/h，并显著提升了场站本质安全水平、运行效率和社会效益，为同类燃气调压场站的“改扩建+智能化”协同升级提供了可复制的解决方案‌。

关键词：天然气；调压站；安全隐患；智能化协同

沌口高中压调压站是川气入汉工程首批投运的天然气调压场站之一，已平稳运行20余载。随着武汉市用气量逐年攀升，该调压站的供气能力和技术水平已无法满足当前运行需求。作为城市燃气输配系统的关键节点，其主要承担压力调节、流量分配和安全保障功能。智能化技术的快速发展为燃气行业转型升级提供了新的机遇。本文旨在研究燃气调压场站改扩能与智能化协同提升的实施路径，为行业高质量发展提供实践参考。

1  问题分析

供应能力不足及设施老化。2023年冬季供气高峰期间，沌口高中压调压站实际运行工况呈现显著超负荷状态，实测小时峰值流量达4.98×104‌ m³/h‌，远超出其设计处理能力2.3×104 m³/h。系统在满负荷运行时，‌所有调压支路均处于工作状态且无备用冗余支路可供调度‌。设备长期服役导致老化加剧，加之原设计的冗余支路在动态压力平衡控制失效时，引起流量分配失衡和局部过载，进而导致对应支路滤芯过早堵塞及流量计测量精度漂移等问题。

智能化程度不够。巡检依赖人工，未能实现无人值守；关键工艺参数（压力、流量）无法远程调控；自动化水平低；安防系统功能单一，难以全面实时掌控场站安全状态。

标准化建设与形象需要提升。通过统一标识、规范布局和现代化外观改造，增强场站辨识度与运行效率，保障城市燃气安全。‌

2  扩能与智能化改造路径

2.1  工艺系统更新扩能改造

沌口高中压调压站原设计为“一开一备一预留”，单路流量1.15×104 m³/h，额定出站流量2.3×104 m³/h。鉴于实际运行流量已远超设计值，本次改造拆除原工艺设备进行扩建。将‌进站管道由DN 300扩径至DN 500，出站管道由DN 500扩径至DN 700‌。改造后设计规模提升至‌7.5×104 m³/h‌，其中：

‌汉阳支路：规模6×104 m³/h‌，配置‌3路并联工艺支路（2用1备）‌，单路处理能力3×104 m³/h‌。

‌车都支路：规模‌1.5×104 m³/h‌，设1路‌6000 m³/h‌基础支路，并与汉阳支路共用1条调压备用支路。

‌系统冗余设计：通过智能阀门实现流量动态调配。当车都支路需求超过6000 m³/h时，备用支路自动投入运行；小流量支路作为应急备用通道，确保供气连续性。

沌口站接收高压管道来气，经‌过滤、计量、调压‌后进入中压管网向武汉城区供气。为确保工艺系统安全，‌进站、出站设置紧急切断阀（ESD阀）‌；调压‌前、后设置超压安全放散装置‌；站内过滤、调压等关键设备均配置备用路。工艺装置区采用‌整体橇装设计‌，橇内主要设备包括过滤器、流量计、调压器、阀门、绝缘接头等。本次改造主要设备更新如下。

①调压器。共设置调压器‌4套‌：汉阳中压支路‌2用1备‌，车都中压支路‌1套‌。调压装置采用“‌主调压器＋监控调压器＋超压切断阀”分体串联组合形式。其中‌2套主调压器采用电动调节阀‌（具备调流功能），‌另2套采用自力式调压器‌。

②流量计。选用‌计量精度高、量程比大‌的‌超声波流量计‌。其优势包括：‌准确度高‌、‌适用流量范围宽‌；‌无压力损失‌，节能；‌无运动部件‌，维护量小。

③过滤器。根据来气相对洁净及场地受限情况，选用‌立式过滤分离器‌，能‌高效去除‌天然气中的固体颗粒及灰尘，保障计量、调压等下游设备正常运行。

④阀门。主工艺流程阀门采用‌操作简便、密封性好‌的‌球阀‌；进出站紧急切断阀（ESD阀）配套‌电动执行机构‌；进出站及汇管上的安全放散阀采用‌灵敏度高且复位精准‌的‌先导式安全阀‌，解决传统弹簧阀关闭不严的问题；放空管线采用‌节流截止放空阀‌，其‌分离式结构‌显著提升密封性和耐用性；排污管线采用‌阀套式排污阀‌，通过‌硬软双质密封面、浮动阀座及平衡孔设计‌，实现‌耐冲蚀、可靠密封与长寿命‌。

2.2  智能化升级改造

改造前，沌口调压站虽具备泄漏报警、紧急自动切断、数据采集等基本功能，但已无法满足当前智能、高效、安全运行需求。本次改造的核心目标是‌实现远程智能控制，最终达到无人值守‌。

（1）站控系统。本工程设置一套‌站控系统（SCS）‌，实现对工艺装置、辅助生产设施的‌集中监视、控制和安全联锁保护‌，并对流程参数进行‌显示报警‌。在可能发生天然气泄漏和火灾的区域，独立设置‌火焰和气体检测报警系统（FGS），完成全场安全保护功能。SCS主要功能包括：

①上传数据与接收指令。向上级调度室上传工艺数据、报警信息，并预留调度室远程控制接口。

②‌人机交互（HMI）。提供站场运行状态、工艺流程、动态数据的画面显示、报警、存储、记录与打印。

③‌过程监控‌。对温度、压力、流量及液位等关键工艺参数进行监控与调节。

④‌安全监控。监视工艺区和辅助区可燃气体泄漏及火灾状况。

（2）可燃气体报警系统。在工艺装置区‌同时设置‌云台扫描式激光可燃气体检测报警系统（覆盖范围广）和催化燃烧式可燃气体检测报警系统（点式检测）。该系统主要由探测器和报警控制器组成。在潜在泄漏点设置探测器，进行连续检测、显示、报警，并将信号传送至控制室的报警控制器。

（3）火灾自动报警系统。改造了火灾报警控制器‌集成联动功能，火灾时可自动打开疏散通道上由门禁系统控制的门及电动大门，并解除停车场出入口挡杆，保障消防及疏散通道畅通。

（4）集成安防系统。系统由‌工业电视监控系统（CCTV）和‌周界报警系统‌组成。CCTV实现场站关键区域高清视频全覆盖、智能分析（如人员入侵、烟火识别）及录像存储；周界报警系统提供物理边界防护。两者数据均接入站控中心，显著提升场站安全防范水平与远程监管能力。

‌2.3  标准化建设与形象提升

（1）分布式光伏发电系统‌。在辅助用房屋面设置‌太阳能光伏发电系统‌，利用可再生能源降低场站运营用电成本，减少碳排放。

（2）雨污分流与污水处理系统‌。针对原站无污水处理设施的问题，新建污水处理系统，采用‌雨污分流制‌，将生产排污水经站内新建污水管网收集后排至市政污水管网。

（3）标准化与形象提升。实施内容包括‌场站大门及围墙外观改造、建筑装修及外立面改造、站内地坪翻新、装置设备设施形象统一美化、管道标识标准化建设等‌。

3  实施效果与效益评估

技术指标提升。改造后，沌口高中压调压站的关键指标实现显著提升，调压能力从2.3×104 m³/h提升至7.5×104 m³/h，提升幅度226%；计量精度、压力调节精度等指标均有明显改善，设备故障率和紧急事件处理时间显著降低。

经济效益显著。项目带来可观经济效益，输气能力提升带来新增供气收入；计量精度提高减少供销差损失；智能化无人值守降低人工维护与成本；光伏发电‌有效降低场站用电成本。

社会效益与环保效益突出。‌完善武汉市天然气输配系统‌，有效缓解压力薄弱点冬季供气不足问题；大幅‌提升供气可靠性‌，保障工业用户生产效率和居民生活用气质量；‌光伏系统‌助力二氧化碳减排；‌污水处理系统‌保护水体环境。项目符合国家环保政策和发展战略，有力推动燃气行业可持续发展和转型升级。

4  结语

燃气调压场站通过‌工艺系统更新扩能‌、‌智能化升级改造‌、‌标准化建设与形象提升‌协同推进的现代化改造路径，有效‌解决了‌场站面临的供能瓶颈、设备老化及安全隐患等问题，成功实现了调压能力跃升‌、‌运行效率优化‌、‌安全防线加固‌与‌智能化水平显著提升‌的综合目标。项目同时融入了‌绿色低碳理念‌（光伏、污水处理）和‌形象提升‌举措，显著增强了环保效益与社会形象，充分体现了可持续发展理念。

沌口高中压调压站通过 “工艺扩能+智能化升级+绿色赋能+标准焕新”四维协同改造‌，成功破解了老旧场站的供能瓶颈与智能化短板，为行业提供了可复制、可推广的‌“改扩建+智能化”发展范式，对推动燃气行业高质量发展具有重要示范意义。

作者简介：柳胜，1989年生，硕士研究生，市政工程中级工程师，主要从事燃气热力、桥梁维修等市政工程质量安全监督。联系方式：18971637517，steel.liu@foxmail.com。