城镇超高压天然气管线工程设计中几个重点问.docx

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1、三级地区：户数在IOO户或以上的区段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区：四级地区：系指四层及四层以上楼房(不计地下室层数)普遍集中、交通频繁、地下设施多的地段。城镇供气区一般应为四级地区.各级地区强度设计系数见下表。地区等级强度设计系数(F)一级地区0.72二级地区0.6：.级地区0.5四级地区Q.4城镇燃气输配系统既要保证系统的整体合理性，还应满意相应设计规范的要求。6输气管道工程设计规范中虽然未确定管道和建、构筑物之间的水平净距，但并不等于不须要净距，最至少应考虑施工和检修间距。同时，高一级压力的管道总不应比低一级压力的管道距建、构筑物更近，应考虑燃气

2、输送压力的影响。因此，在和规划、消防及上级主管部门充分酝触、探讨的基础上，我院确定接受输气管道工程设计规范“以限制管道自身的平安性为原则”的原则进行管道强度计算，为保证规范执行的连续性，线路选择则依据城镇燃气设计规范5.3.2条高压A级管道和建、构筑物之间6米的水平净距的规定进行。这样，两本规范并用，不仅为在城区选择超高压自然气管线路由供应了可行性，而且，接受“以限制管道自身的平安性为原则”的原则，从设计上也保证了在城区敷设超高压管线的平安牢养性。同时，开创了在城区敷设超高压自然气管线的先例，为今后同类型的工程设计树立了典范。(2)管材的选取管道强度计算在进行超高压燃气管道设计时，因管线和其它

3、建、构筑物水平净距的确定始终是以强调管道自身的平安性为前提的，因此在进行压力大于1.6HPa的燃气管道设计时，必需对管道、弯头、弯管的壁厚进行计算。依据输气管道工程设计规范5.1.2条规定，管道强度计算接受如下公式：PD6=2OsFt式中：钢管计算壁厚(CP设计压力(MPa)：D钢管外径(Cn0；os一一钢管的最小屈服强度(MPa)：F一一强度设计系数：焊缝系数；t温度折减系数：当温度小于12(C时，t值取1.0。在以往的燃气管道强度计算时，由于制管水平、施工焊接等缺乏严格的要求，在计算中要考虑一个小于1的焊接系数以确保输气平安，这事实上就增加了管道工程的钢材用量.当前，我国制管技术已有较大的

4、提高.新的钢管标准如石油自然气输送管道用螺旋健埋瓠焊钢管，是参照美国APISPec51.的标准制定的，技术要求基本一样。在输气管道工程设计规范中对管道的施工、焊接和检验也提出了严格的要求，以确保管道的平安运行。故在进行管道的强度计算时，不再考虑由于焊接所降低钢材的设计应力，规定焊接系数为1。另外，输气管道工程设计规范中规定在进行管道强度计算时，不考虑增加管壁的腐蚀裕量。这是因为规范中明确提出了输气管道防腐设计必需符合国家现行标准6钢质管道及储域防腐蚀工程设计规范和埋地钢质管道强制电流阴极爱惜设计规范的有关规定.而这两本规范是依据国内外的实践阅历制定的,规范中提出了防止管道外腐蚀的有效方法。在输

5、送满意规范要求的自然气时，管子内壁一般不会产生腐蚀。同时，由于工程造价、金属耗量等经济缘由，一般不允许接受增加腐蚀裕量的方法来解决管壁内腐蚀问题.因此，管道实行防腐措施后，确定管壁厚度时可不考虑腐蚀裕量.对几种常用管材进行计算，结果如卜.表：Q235B20号钢SM41BX4216MnX52最小屈服强度(MPa)223522452245229023402358设计压力(Mpa)2.52.52.52.52.52.5钢管计尊壁厚DN7000.9570.9180.9180.7760.6620.628(Cln)DN5000.7030.6750.6750.5700.4860.462城镇超高压自然气管线工程

6、设计中几个重点问题的探讨论文关健字：管材管道压力自然气燃气防腐工程接受问题设计1引言北京市引进陕甘宁自然气市内工程中公路环Dn700自然气管线的设计压力已达2.5MPa0超高*燃气管道设计（1.6MPa）,不同于一般的高压燃气管道设计。城镇燃气设计规范规定，敷设设计压力大于L6MPa的燃气管道时，其设计应按现行的输气管道工程设计规范执行。而输气管道工程设计规范以油、气田至目的地的长输管线为主要对象，其中涉及到的厂站也以油、气田厂、站建设为主，不适用丁城镇燃气输配系统中的管线和厂、站建设。那么在城镇敷设超高压燃气管道时，其设计应如何执行城镇燃气设计规范及输气管道工程设计规苑并将它们仃机地结合起来

7、就成为个现实问题。随着国内自然气事业的发展，城镇自然气输配系统的设计规模也越来越大，为保证项目的经济性和可实施性，势必要提高输配系统的设计压力。目前，北京市由我院设计并已经敷设的超高压自然气管线已接近200Km,还有几十公里的超高压管线正在敷设之中.下面结合我院所做的公路一环Dn700自然气管线工程的设计和实施状况，就城镇超高压白然气管线工程设计中的几个IR点问题进行探讨和总结，以利于更进一步提高工程的设计质量。2工程概况北京市引进陕甘宁自然气市内工程是陕甘宁盆地自然气外输工程中规模最大的下游工程，也是当前国内规模最大的城if?自然气输配工程。工程主要内容包括一座城市门站、三座储配站、五座调压

8、站、200多公里输配干线、一套输配调度自动化系统及生产配套设施等.该工程在1991年至1994年中完成项目的预可行性探讨和可行性探讨，1994年起先十个子项Fl的初步设计，1995年起先各子项目的施工图设计。为筹措资金北京市政府在1993年将本项目列为“北京环境改善项目”中的个子项目而申请亚洲开发银行贷款,并于1994年初通过亚洲开发银行的审查.高压管线工程（第三子项）是陕甘宁自然气进京工程下游工程中的主体工程之一。超高压自然气管线基本沿公路一环敷设，长45Km,管径Dn700,设计压力2.5MPa.工程沿线穿越铁路5处，地铁1处，现状及规划立交11处，河流15处，穿石山坡一处。工程总投资（含

9、部分LOMPU管线及配套工程）64069万元人民币（其中美元124.96万美元），其中工程费21821万元人民币。3问题探讨（1）设计规范的选用及设计原则公路环自然气管线工程设计压力为2.5MPa,已超出城镇燃气设计规范中高压A级管道L6MPa输送压力范图。依照城镇燃气设计规范规定，应接受现行6输气管道工程设计规范。6输气管道工程设计规范以限制管道自身的平安性为原则，和城镇燃气设计规范的平安性原则不完全样。但两本设计规范的条文说明都指出，长期的实践阅历及燃气管道漏气引起的爆炸和中毒事故的统计资料表明,燃气事故的发生在确定范围内并不和燃气管道和建筑物的距离有必定联系。加大管道和建筑的距离并不能完

10、全避开事故的发生，相反会增加设计时管位选择的困难或使工程费用增加。因此,6城镇燃气设计规苑中所规定的地下燃气管道和建、构筑物之间的水平净距是考虑了施工和检修间距并适当考虑燃气输送压力的影响，规范的修编也倾向于减弱考虑燃气输送压力的影响。京输气管道工程设计规范是以为城市输送燃气的长输干线为主要对软.该规范以提高管道自身的强度平安作为输气管道的设计原则，参照美国国家标准ANSIB31.8,接受地区等级划分确定强度设计系数，再进行管道强度计算，管道和建、构筑物之间的水平净距在规范中并没有具体规定。设计中具体体现在以不同地区等级，接受不同的强度设计系数，进行管道强度计，来保证管道四周建构筑物的平安.地

11、区等级是以沿管道中心线两（W各200米范围内，随意划分成长度为2km的若干地段，按划定地段内的户数确定的。一级地区：户数在15户或以下的区段：二级地区：户数在15户以上、100户以下的区段：质量关、防蚀质量关和严把管道的施工、焊接和检验质量关的堪础之上的。所以，管道的防腐方案和防腐质量是确保管道工程明量和管道平安牢苑运行的关键因素之二埋地管道接受外防腐层和电法爱惜是延长管道运行寿命、削减管道运行故障的有效手段。七十年头初，自美国首次立法起先，一些国家相继立法，规定埋地管道必需接受防腐涂层和阴极爱惜的双重爱惜措施。防腐涂值是对埋地管道外壁的面爱惜，主要是针对匀整腐蚀而言，阴极爱惜则主要以点爱惜为

12、主，是针对防腐涂层的漏损处，一条管道，可能由于一个点蚀而造成整条管道瘫疾而不能正常运行。近十多年来，国内对埋地管道的双重爱惜问题U渐重视，各地就埋地管道的腐蚀和防护问题多次召开各种专题研讨会，并对管道进行阴极爱惜的必要性和可行性进行了深化细致的研讨。木高压管线工程的管道爱惜方案即接受单层熔结环氧粉末喷涂外防腐和牺牲阳极法阴极爱惜的双重爱惜技术.外防腐近十年来北京市埋地燃气管道接受的外防腐层主要包括以下几种：a）石油沥青+玻璃布b）环氯煤浙吉+玻璃布c）物化沥声防蚀带d）无机富锌+环氧煤沥青+玻璃布e）环氧粉末喷涂（+聚乙烯粘胶带）石油沥青、环氧煤沥青及塑化沥青防蚀带主耍用丁城区中压干线及小区中

13、低压燃气管道的防腐。环氧煤沥青在防止细菌腐蚀和植物根系方面比石油沥青性能优越，对环境污染也较小，运用较普遍。但由于操作温度和固化时间的限制，冬季施JL困难较多。塑化沥音防蚀带近几年才起先在北京市的燃气管道上运用，且价格偏高，但随着果化沥青防蚀带的大面枳推广运用，其价格会适当降低，而且其施工受环境温度影响较小，己成为常用防腐方式的种。无机富锌+环氧煤沥青是随着华北油田进京自然气曳线工程进入燃气工程应用领域的。主要用于LoMPa高压管线。缘由是当时燃气管道的阴极爱惜得到重视，但实调管道阴极爱惜须要设置确定数量的检测桩，而在城区交通干道上设置检测桩（地上或地下）有确定的难度,并且，基于当时工程技术人

14、员阴极爱惜理论水平的限制，工程工期又紧，所以接受无机常锌底漆做为管道双重爱惜的一种措施。而且，在当时条件下，对接受牺牲阳极或外加电流的阴极爱惜方案，从运行管理方面能否得到预期爱惜效果的疑虑，也是接受无机富锌底漆的缘由之一。事实上，接受无机富锦做为金属的防蚀爱惜措施是有其适用环境、条件和局限性的，对埋地管道的长效爱惜，尤其是做为双重爱惜措施，接受无机富锌并非为一种好的选择。单层熔结环氧粉末喷涂防腐技术是目前国际上公认的高效防腐方式之一.该技术九卜年头初在北京液化石油气-:油线上首次运用（埋地和架空），从多年运行状况看效果良好。该防腐方式接受机械化、半自动化流水线作业，原料及作业工艺易于限制，有套

15、完整的管道附件和补口、补伤工艺方案和套完整的班量保障体系，性能指标远优于其他常用方式，尤其接受双重爱惜时更显其优越性，而且价格适中.通过慎重分析，并和常规外防腐方式进行对比和研讨，我们确定在本超高压、大口径自然气干线工程设计中运用这种机械化、工厂化、高质量、高速度、中等成本的防腐技术，同时为保证粉末涂层的喷涂质量，环氧粉末指定接受美国3M公司产品。选定了种好的防腐方式并不就等于选择了好的防腐工程质量.每种防腐涂料都有其优缺点，但它们有个共同特点，就是对埋地管道赐予爱惜,而它们对管道的爱惜效果又取决于从选料至管槽【回填的各个工序质量。假如在各个阶段均依据标准、规范的要求进行，那么无论哪种外防腐层

16、、哪种阴极爱惜方案，都会对埋地管道起到应有的爱惜作用。相反,不论多么优况的涂料，多么先进的防腐手段,花费多高的投入，也不能确保对埋地管道起到应有的爱惜作用。只有在各个工序版量限制过程中以细致、求实、科学的工作看法，严格执行质量标准，才能确保防腐工程质量。环氧粉末喷涂防腐方式中，涂屋质量的三个关键指标就是时着力、厚度和电火花检测.这三个指标也正是我院设计人员在涂层质量跟踪工作中的重点。在粉末质量保证的前提卜.，涂层的附着力主要取决于钢管表面的DNlOOO.5660.5430.5430.4610.3930.372DN3000.4320.4150.4150.3500.2990.284注：表中钢管计算壁厚值均是以2、t为1.F为0.4状况下得出的。在对管道进行强度计算的同时，