《储气库排放系统设计规范》

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SY

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/TXXXX—XXXX

储气库排放系统设计规范

Standardfordischargesystemdesignofundergroundgasstorage

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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储气库排放系统设计规范

1范围

1.1本文件规定了储气库可燃性气体排放系统规模确定、排放系统设计、材料选择及安全控制的基本

要求。

1.2本文件适用于新建、改建和扩建储气库工程井场、集配站、集注站可燃性气体排放系统设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文

件。

GB/T567.2爆破片安全装置第2部分：应用、选择与安装

GB/T9711石油天然气工业管线输送系统用钢管

GB/T12241安全阀一般要求

GB/T37816-2019承压设备安全泄放装置选用与安装

GB50183-2004石油天然气工程设计防火规范

GB50251-2015输气管道工程设计规范

HG/T20570.15管路限流孔板的设置

SH3009石油化工可燃性气体排放系统设计规范

SH/T3210石油化工装置安全泄压设施工艺设计规范

SY/T7642储气库术语

SY/T7647气藏型储气库地面工程设计规范

3术语和定义

SY/T7642、SY/T7647界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

排放系统dischargesystem

用于可燃性气体排放的设施及管道的总称，包括安全泄压设施、手动放空阀组、放空管网、分液罐、

火炬或放空立管等设施。安全泄压设施包括BDV、PSV、爆破片。

[来源:SH3009-2013,3.1,SH/T3210-2020，3.1.1有修改]

3.2

可控泄放controlledblowdown

指排放过程中放空速率可以根据需要进行控制的泄放，包括站外管道、工艺装置等维检修、开停工

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的手动（或远程手动）排放。

3.3

非可控泄放uncontrolledblowdown

指排放过程中放空速率不能人为干预的泄放，包括BDV、PSV、爆破片泄放。

3.4

封闭系统closedsystem

指两个或多个ESDV之间的管道、设备组成的工艺系统。

3.5

泄放区dischargezone

指在火灾工况下需要进行泄放的1个或多个封闭系统。

3.6

独立泄放区independentdischargezone

指与相邻泄放区满足防火间距的要求，火灾工况下只需对本区域进行泄放。

3.7

分区泄放divideddischargezone

指各分区为独立泄放区，泄放过程中仅对发生火灾的独立泄放区进行泄放，相邻区域人工判断是否

泄放。

3.8

顺序延时泄放sequentialdelayedventing

指在独立泄放区内装置按设定的泄放顺序、时间间隔进行泄放，满足15min内将该泄放区内系统压

力泄压至规定压力。

3.9

整定压力setpressure

安全阀在运行条件下开始开启的预定压力。

[来源:GB/T12241-2021,3.3]

4缩略语

下列缩略语适用本文件。

BDV：紧急放空阀（blowdownvalve）

EPS:应急电源（emergencypowersupply）

ESDV：紧急截断阀（emergencyshut-downvalve）

HMI：人机界面（humanMachineInterface）

PSV：安全阀（pressuresafetyvalve）

RTU：远程终端单元（remoteterminalunit）

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SIS：安全仪表系统（safetyinstrumentedsystem）

UPS：不间断电源（uninterruptiblepowersupply）

5总体要求

5.1储气库排放系统设计应遵循“先切断后泄放”原则，火灾工况时，需切断发生火灾站场及上游站场

的ESDV，并开启火灾区域BDV进行泄放。

5.2火灾工况泄放宜采取“分区泄放”的原则，相邻独立泄放区的泄放量不应叠加，在独立泄放区内

可采用延时泄放降低瞬时泄放量。

5.3顺序、延时泄放计算应以封闭系统受热膨胀后的压力不超过安全阀整定压力，且该工况下泄放量

最小为原则，确定独立泄放区内BDV泄放量。宜按泄放量最小的泄放顺序设定泄放逻辑。

5.4储气库排放系统规模应结合分期建设安排、站场平面布置等因素综合确定。

5.5当压力控制系统出现故障危及下游供气设施安全时，应设置可靠的压力安全装置。压力安全装置

的设计应符合GB50251-2015中8.4.3的规定。

6排放系统规模确定

6.1一般规定

6.1.1储气库排放包括可控泄放和非可控泄放，排放系统规模确定时，可控泄放与非可控泄放不应叠

加。各站场的排放类型见附录A。

6.1.2独立泄放区划分宜符合下列规定：

a)工艺设施(装置)的平面布置应遵循流程顺畅、功能清晰、相对独立的原则。

b)与相邻泄放区的间距满足GB50183-2004表5.2.2-1的要求。

c)独立泄放区之间设置ESDV隔离。

6.1.3泄放区之间连接管道的泄放，应根据着火点辐射影响、连接管道的敷设方式等因素分析确定。

6.2非可控泄放

6.2.1BDV泄放

6.2.1.1工艺装置区应设置火焰探测器，当检测到火灾时，应联动保护区域内的工业电视监控系统并

经人工确认再启动BDV泄放。

6.2.1.2火灾工况BDV泄放量计算时，应满足15min内将独立泄放区内封闭系统压力泄压至规定压力。

a)油藏型及凝析气藏型储气库采气装置泄放量按照15min内将封闭系统内压力降至0.69MPa计算。

b)注气装置及干气藏型、盐穴型储气库采气装置泄放量按照15min内将封闭系统内压力降至设计压

力一半计算。

6.2.1.3单台BDV泄放量应根据上下游两个ESDV之间的管道和设备有效容积、泄放时间计算。注气压

缩机组泄放量宜根据厂商提供的BDV泄放曲线进行确定。

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6.2.1.4当发生供电系统故障、仪表风失气工况时，在UPS供电、仪表风储罐供气时间内排放系统泄

放量不应超过火灾工况下排放系统规模。

6.2.1.5BDV后宜设置限流孔板，限制瞬时泄放流量，限流孔板选型宜按HG20570.15中的相关规定。

6.2.1.6集注站BDV泄放计算方法见附录B。

6.2.2超压泄放

6.2.2.1存在超压工况的管道、设备和容器，应设置安全阀或爆破片安全装置。储气库系统超压工况

分析见附录C。

6.2.2.2不宜考虑两个或两个以上无直接关联的超压工况同时发生。

6.2.2.3出口阻塞工况超压泄放量确定宜符合下列规定：

a)往复式压缩机由于出口阀门关闭造成超压时，安全阀的泄放量不应小于压缩机最大排量。

b)井场或集配站单井计量分离器气相出口阻塞造成超压时，安全阀的泄放量宜按所辖计量单井的

最大采气量。

c)生产分离器气相出口阻塞造成超压时，安全阀的泄放量应结合集输管道管容、生产分离器容积、

ESDV关断时间、安全阀整定压力综合确定ESDV关断过程中产生的超压气量。

d)采气管道进站阻塞造成超压时，安全阀泄放量宜按所辖1口或2口井的采气量及其它单井ESDV

关断过程中产生的超压气量确定。

e)低温分离器气相出口阻塞造成超压时，安全阀泄放量宜按上游ESDV关断过程产生的超压气量

确定。

f)凝析油闪蒸分离器、轻烃分离器等气相出口阻塞造成超压时，安全阀泄放量应为泄放条件下闪

蒸气量。

6.2.2.4火灾工况超压泄放量确定宜符合下列规定：

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a）火灾面积230m～460m范围的所有安全阀泄放量应进行叠加。

b）结合容器内介质、有无保温情况，容器火灾工况下的泄放量宜按GB/T37816-2019附录A.4中

相关规定计算。

6.2.2.5换热管破裂工况泄放量确定宜符合下列规定：

a)校正后的换热器低压侧耐压试验压力小于高压侧设计压力时，应考虑换热管破裂引起低压侧的

超压。

b)换热管破裂造成低压侧超压，泄放量宜按单根换热管截面积的2倍通过量计算。

6.2.2.6热膨胀工况泄放阀宜选用DN20×DN25，当泄放阀安装在地面以上不保温的大直径长管道以及

充满工作液体的大型容器或换热器时，泄放量宜按GB/T37816-2019附录A.3中的相关规定计算。

6.2.2.7当安全阀与爆破片安全装置并联使用时，应符合下列规定：

a)安全阀与爆破片安全装置各自的泄放量均应不小于被保护设备的安全泄放量。

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b)爆破片的设计爆破压力应大于安全阀的整定压力。安全阀的整定压力应不大于系统设计压力，

爆破片的设计爆破压力应不大于1.05倍系统设计压力。

c)爆破片应设有检测破裂或泄漏的措施。

6.3可控泄放

6.3.1可控泄放量应结合维检修设备及管道的封闭段体积、操作压力、泄放时间确定。

6.3.2应合理控制泄放时间，可控泄放的最大量应小于非可控泄放确定的规模。

6.3.3联络线的泄放依托集注站排放系统时，该管道的泄放量应小于非可控泄放确定的规模。

6.4规模确定

6.4.1火灾工况时，不考虑ESDV关断后单个封闭系统内的PSV与BDV叠加泄放，宜取其较大者为该封

闭系统的泄放量。

6.4.2独立泄放区内所有封闭系统泄放应进行叠加，BDV泄放宜采用“顺序延时泄放”。

6.4.3应分别计算各独立泄放区不同工况下非可控泄放量，最大非可控泄放量为排放系统设计规模。

7排放系统设计

7.1排放设施

7.1.1BDV设置宜符合下列规定：

a)火灾工况下可能引起超压的封闭系统应设置BDV。

b)集注站设有多套装置时，每套装置宜设置BDV。

7.1.2安全阀的选用、安装应符合GB/T37816相关规定。

7.1.3爆破片安全装置的应用、选择及安装符合GB/T567.2相关规定。

7.1.4手动放空阀应根据开、停车和维检修需求设置。

7.1.5储气库各站场火炬或放空立管设置除满足安全环保要求外，宜符合下列规定：

a)集注站宜设置放空火炬。

b)集配站宜设置放空立管。

c)井场可根据建设环境设置放空立管、放散管或预留放空接口。

7.2放空火炬

7.2.1放空火炬宜选用高架火炬，用地受限时可采用封闭式地面火炬，封闭式地面火炬应按明火设备

考虑。

7.2.2高架火炬设计应符合GB50183相关规定。

7.2.3最大泄放工况下火炬头出口的马赫数应不超过0.5。

7.3放空立管和放散管

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7.3.1放空立管直径应满足最大泄放量的要求；

7.3.2放空立管和放散管防火设计应符合GB50183相关规定。

7.3.3放空立管底部宜设置排液阀，放散管宜采用顶部防雨或底部设置泪孔措施。

7.4分液罐

7.4.1进入火炬的可能存在液滴的可燃气体应经分液罐分离出气体中直径大于300μm的液滴；分离出

的凝液应密闭回收。

7.4.2放空分液罐的设计应符合GB50183相关规定。

7.5排放系统管网

7.5.1管网工艺设计

7.5.1.1排放系统管网的马赫数不应大于0.7；可能出现凝结液的可燃性气体排放管道末端的马赫数

不宜大于0.5。

7.5.1.2排放系统管网压力应保持不低于1kPa。

7.5.1.3当排入放空总管的介质可能带有凝液时，安全阀的出口宜高于总管。

7.5.1.4高、低压排放总管的设置应根据背压计算确定；高、低压排放系统总管可共用一个放空火炬

（筒）。

7.5.2管道设计

7.5.2.1可燃性气体排放管道的敷设应符合下列要求：

a)管道宜架空敷设。

b)新建工程排放管道应采用自然补偿，扩建、改建工程排放管道宜采用自然补偿，且补偿器宜水

平安装。

c)排放管道坡度不应小于2‰，排放管道应坡向分液罐；可能出现凝液管道的沿线出现低点，应

设置排液阀，并考虑防冻堵措施。

d)管道支管应由上方接入总管，支管与总管顺着气流方向45°斜接。

e)管道宜设管托或垫板，滑动管托或垫板应采用减小摩擦系数的措施。

f)应采取径向限位措施，防止管道出现振动、跳动。

7.5.2.2可燃气体排放管道应设吹扫措施，吹扫介质应优先选用氮气。

7.5.2.3可燃性气体泄放管网应进行应力计算。

7.5.2.4安全泄压装置出口管道的布置，应考虑由于泄压排放引起的反作用力，并合理设置支撑。

7.5.2.5当排放系统设置阻火器时，应选用爆破片与阻火器并联组合。

7.6宜对可控泄放的放空气进行回收。

8材料选择

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8.1排放系统管道所用钢管及管道附件的选材，应根据操作压力、温度、介质特性、使用地区等因素，

经技术经济比较后确定。采用的钢管和钢材，应具有良好的韧性和焊接性能。

8.2排放系统钢管选择宜符合下列规定：

a）设计温度不低于-40℃，选用无缝钢管时，宜选用Q345E管材；选用焊接钢管时，宜选用GB/T9711

中直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管，并根据强度等级、管径、壁厚、焊接方式及使用环境温度等因

素对材料提出韧性要求。

b）设计温度低于-40℃，且满足低温低应力的工况，按照8.2a)要求选择，可免除冲击实验。

c）设计温度低于-40℃，且不满足低温低应力的工况，应选用奥氏体不锈钢材质或其他耐低温材质。

8.3放空分液罐材质选择宜符合下列规定：

a）设计温度不低于-40℃、高于-20℃，放空分液罐壳体材质宜选用16MnDR板材，接管宜选用Q345E

无缝钢管，钢锻件采用16MnDⅡ。

b）设计温度不低于-20℃，放空分液罐壳体材质宜选用Q245R板材，接管宜选用Q345D无缝钢管，

钢锻件采用20Ⅱ。

c）设计温度低于-40℃，且满足低温低应力的工况，可按照8.3b)要求选择。

8.4排放系统阀门材质根据设计温度不同，可选用WCB、A105、A350LF2。

9排放系统控制

9.1储气库安全仪表系统应按储气库规模及复杂程度确定关断等级，对于设有多套并联装置的储气库

宜设置四级关断系统，对于仅设有单套装置的储气库宜设置三级关断系统，具体设置方式可参照附录D。

9.2安全仪表系统辅助操作台应设置分区手动放空按钮。分区泄放按钮应根据独立泄放区域的数量设

置。

9.3安全仪表系统HMI或辅助操作台上应具备注、采气流程切换功能。

9.4BDV阀门状态与控制信号均应上传至安全仪表系统内，并由安全仪表系统实现放空。

9.5有仪表风气源的场站BDV宜采用气动执行机构，无仪表风气源的站场BDV下宜采用电动执行机

构。气动执行机构应根据阀门启闭力矩选择弹簧返回型单作用气动执行机构或双作用气缸执行机构，当

采用双作用气缸执行机构时应配有仪表风储罐。电动执行机构应配备应急电源（如UPS、EPS等），

并采取火灾安全保护措施。

9.6火焰探测器宜采用多频红外检测原理，火焰探测器应根据放空分区设置在各区域的边缘，并且相

邻区域的火焰探测器在设置时应尽量避免测量区域相互重叠。

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附录A

（资料性）

储气库站场排放系统类型

储气库的站场主要包括集注站、集配站、井场，各站场排放系统类型见表A.1。

表A.1储气库各站场排放类型表

非可控泄放

站场可控泄放

BDV泄放超压泄放

井场√

集配站√√√

集注站√√√

备注：阀室、计量清管站、分输站的排放系统设计执行输气管道工程设计规范的相关要求。

附录B

（资料性）

集注站BDV泄放计算方法

以某油气藏储气库集注站平面图为例，介绍分区、顺序延时BDV泄放量的计算方法。集注站工艺设

施分为进站阀组区、采气工艺装置区、注气工艺装置区、罐区、装车区，五个区域相互间距符合

GB50183-2004中表5.2.2-1装置间的防火间距要求。集注站装置区分为六个泄放区域，见图B.1：

①压缩机I区：泄放I区；

②压缩机II区：泄放II区；

③采气工艺装置区，该区域内设置三套露点控制装置：泄放III区；

④低压油气水处理及辅助生产区：泄放IV区；

⑤进站阀组区：泄放V区；

⑥罐区，该区域无BDV泄放：泄放VI。

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图B.1集注站装置区分区图

集注站内注采系统流程放空分区示意图见图B.2。

图B.2集注站注采系统流程放空分区示意图

由于泄放III区含有三套独立的露点控制装置，每套装置可实现独立关断，为降低泄放III区域内

瞬时泄放量，三套装置可进行延时泄放，在SIS系统中设定泄放顺序及延时时间。

按注气/采气系统处于备用状态时与联络线压力保持一致，注气装置15min内将装置压力降至设计

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压力一半，采气装置按照15min内将装置内压力降至0.69MPa计算。

由于注、采气期各装置的运行压力不同，分别对注气期、采气期各独立泄放区BDV泄放量进行计算，

BDV泄放量计算见表B.1、B.2。

1）注气期

表B.1注气期BDV泄放量计算表

独立泄放区假定着火区域BDV泄放量计算

I先进行I区BDV泄放；延时XXs后开始进行II区泄放

注气工艺装置区

II先进行II区BDV泄放；延时XXs后开始进行I区泄放

III先进行III区BDV泄放；延时XXs后开始进行IV区泄放

采气工艺装置区

IV先进行IV区BDV泄放；延时XXs后开始进行III区泄放

进站阀组区V进行V区BDV泄放

罐区VI进行VI区PSV泄放

2）采气期

表B.2采气期BDV泄放量计算表

独立泄放区假定着火区域BDV泄放量计算

I先进行I区BDV泄放；延时XXs后开始进行II区泄放

注气工艺装置区

II先进行II区BDV泄放；延时XXs后开始进行I区泄放

III先进行III区BDV泄放；延时XXs后开始进行IV区泄放

采气工艺装置区

IV先进行IV区BDV泄放；延时XXs后开始进行III区泄放

进站阀组区V进行V区BDV泄放

罐区VI进行VI区PSV泄放

综合表B.1、B.2计算，I、II区BDV泄放量较小值为注气工艺装置区泄放量，III、IV区泄放量较

小值为采气工艺装置区泄放量，选取四个独立泄放区内最大泄放量作为储气库排放系统的设计规模。按

泄放量较小的泄放顺序设定该区域泄放逻辑。

附录C

（资料性）

储气库系统超压工况分析

储气库系统超压工况分析及泄放量宜按表C.1。

表C.1系统超压工况分析表

序号条件液体泄放气体泄放备注

进入容器的气体和水蒸气重量，加

1容器出口阻塞进入容器的最大液体量上泄放条件下产生的蒸气和水蒸

汽量

2储罐或缓冲容器溢出最大液体进入量—

自动控制故障：

c)进口调节阀

3—应对各种工况进行分析

d)出口调节阀

e)节流阀

按单根换热管2倍截面积按单根换热管2倍截面积计算进入

4换热器管破裂

计算进入低压侧液体量低压侧气体或水蒸汽量

5液体热膨胀见液体受热膨胀计算—

6外部明火按火灾工况受热进行计算按火灾工况受热进行计算

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根据装置的特点确定动力中断的

动力中断（供电系统故障、

7影响，按可能发生的最坏情况确定

仪表风失气等）

泄放量

储气库各站场安全阀在流程中的位置见图C.1~图C.7，对应计算工况见表C.2~表C.4，分别计算

安全阀各泄放工况，泄放量最大的工况作为安全阀设计工况。

图C.1井场安全阀位置示意图

表C.2井场安全阀计算工况表

火灾工况

安全阀位置出口阻塞气窜工况调节阀失效热膨胀备注

①

计量分离器√√

①火灾工况根据设备内介质不同，按有无湿润表面积进行计算。

图C.2集配站安全阀位置示意图

表C.3集配站安全阀计算工况表

火灾工况调节阀失

安全阀位置出口阻塞气窜工况热膨胀备注

①效

旋风分离器√√

收液罐√√

①火灾工况根据设备内介质不同，按有无湿润表面积进行计算。

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图C.3集注站注气系统、采气系统安全阀位置示意图

图C.4集注站凝析油处理系统安全阀位置示意图

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图C.5集注站轻烃、低压气处理系统安全阀位置示意图

图C.6集注站乙二醇再生系统安全阀位置示意图

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图C.7集注站辅助生产设施安全阀位置示意图

表C.4集注站安全阀计算工况表

火灾工况调节阀失

系统安全阀位置出口阻塞气窜工况热膨胀备注

①效

过滤分离器√

压缩机闭排罐√√

注气系

统若往压缩机组

压缩机润滑油储罐√√润滑油箱供油

采用气压方式

采气管道进站安全阀√②

采气系生产分离器√√

统预冷分离器√√

低温分离器√√

低压气低温分离器√√√

低压气外输管道√√

低压油轻烃分离器√√√

气水系凝析油闪蒸罐√√√

统凝析油二级闪蒸分离器√√√

凝析油再沸器√√√

轻烃储罐√

仪表风储罐√√

辅助生氮气储罐