輸氣管道建設(shè)工程可行性研究報告

1 輸氣管道建設(shè)工程 第 1 章總論 1) 國家有關(guān)燃?xì)?、石油天然氣相關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定； 2） 2010 年 8 月華北油田公司關(guān)于 34 號閥室至任丘市北部門站高壓天然氣管道工程可行性研究報告的委托。 目背景 “陜京二線”輸氣管道工程的建設(shè)是 2004 年西部大開發(fā)十大重點工程之一。管道主要輸送長慶油田的天然氣，西起陜西省靖邊縣，途徑陜西省、山西省和河北省，東至北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)，里，該管線于 2005 年 7 月 20日正式進(jìn)氣。 2006年 11月，“陜京二線”任丘分輸天然氣站申請開口成功，任丘西部門站正式投入使用，為任丘市提供了天然氣保證。 根據(jù)任丘市燃?xì)饪傮w發(fā)展要求，為了使任丘市“陜京三線”配套的任丘北部門站工程在技術(shù)上、經(jīng)濟上合理可行，充分發(fā)揮其社會效益，受華北油田公司委托，河北華寧工程勘察設(shè)計有限公司進(jìn)行編制 34號閥室至任丘市北部門站高壓天然氣管道工程可行性研究報告。 設(shè)必要性 1）為了滿足任丘市市政府要求雙回路、雙氣源安全穩(wěn)定供氣以及任丘市宏觀經(jīng)濟發(fā)展的要求； 2 2） 為保障華北石化 1000萬噸天然氣制氫工程 的原料供應(yīng)； 3）進(jìn)一步保證華港燃?xì)饧瘓F有限公司對工業(yè)、民用天然氣供應(yīng)的持續(xù)與穩(wěn)定。 究范圍 本輸氣管道工程所涉及的內(nèi)容包括：線路路由、管道敷設(shè)、用管、管道防腐、陰極保護(hù)等內(nèi)容及經(jīng)濟評估。 1) 嚴(yán)格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關(guān)法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范； 2） 根據(jù)任丘市天然氣供應(yīng)現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃，從實際出發(fā)，遠(yuǎn)近期結(jié)合。 3) 線路走向布局合理，避開城 鎮(zhèn) 規(guī)劃區(qū)及不良地質(zhì)地段，注重管道本質(zhì)安全，防止第三方破壞，確保管道安全 平穩(wěn) 運行 ； 4)選用先進(jìn)、成熟、可靠的工藝技術(shù)，方案既要做到安全、穩(wěn)定、可靠 ，又要經(jīng)濟合理，以減少投資及拆遷補償費用； 5)注重消防、環(huán)保、節(jié)能、安全生產(chǎn)和勞動衛(wèi)生； 輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范 油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范 關(guān)于處理石油管道和天然氣管道與公路相互關(guān)系的若干規(guī)定 （試行）（ 78）交公路字 698 號，（ 78）油化管道字 452號） 石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第 2部分： B 級鋼管 油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范 油氣輸送管道穿越工程施工規(guī)范 3 油氣輸送管道線路工程抗震技術(shù)規(guī)范 管道下向焊工藝規(guī)程 石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測 4109 鋼質(zhì)管道焊接及驗收 4103管道地面標(biāo)識管理規(guī)范 Q/管 道干線標(biāo)記設(shè)置技術(shù)規(guī)定 6064長距離輸油輸氣管道測量規(guī)范 鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范 21447埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測量方法 21246埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范 0019埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層 23257輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套） 4054中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法 中華人民共和國主席令 (第三十號 ) 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 （全國人大常委會 1989） 工業(yè) “ 三廢 ” 排放試行標(biāo)準(zhǔn) 聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)條例 （國務(wù)院 253 號令） 建設(shè)項目（工程）勞動安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定（原勞動部令第 3 號令） 1）輸氣管道依靠 陜京二線提供的壓力作為動力，利用首末兩端的壓差進(jìn)行天然氣密閉輸送； 2） 采用三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯加強級防腐和犧牲陽極保護(hù)相結(jié)合的 4 方式進(jìn)行防腐 。 源概況 “陜京二線”增輸工程于 2008 年 11 月開工建設(shè)， 2009 年 11月建成，擴建了榆林壓氣站，新建了興縣、陽曲、石家莊 3 座壓氣站，陜京二線逐步達(dá)到年輸氣 120 108m的設(shè)計規(guī)模。 正在建設(shè)中的“陜京三線”工程，是國家重點工程，該長輸管線起于陜西榆林，與“陜京二線”并行，該工程以輸送塔里木盆地天然氣為主，同時可輸送新增引進(jìn)的部分中 亞天然氣，設(shè)計年輸氣量 150 108m。 本工程氣源為陜京二線 34 號閥室，供氣壓力為 氣源符合天然氣 一類氣的標(biāo)準(zhǔn)，并且充足可靠，能夠保證任丘市近、遠(yuǎn)期工程用氣。任丘市城區(qū)天然氣消費市場已落實，需求旺盛，是比較理想的目標(biāo)市場。 場概況 1）華港燃?xì)饧瘓F有限公司所擁有的任丘北部門站、任丘西部門站、河間門站都需要從陜京二線 34#閥室下載天然氣，總年用氣量約為 10834#閥室站內(nèi)無法滿足工藝安裝要求，所以，華港燃?xì)饧瘓F有限公司新建分輸站 1 座，直 接連接 34#閥室。 2）任丘市天然氣供應(yīng)得到了快速發(fā)展，截止到 2010 年，任丘市鋪設(shè)約 100城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，城市燃?xì)獾挠脩暨_(dá)到 戶，年商業(yè)用氣 8000 104基本實現(xiàn)了城市燃?xì)獾娜采w，初步具備了年供氣 33000 104能力，隨著國家對節(jié)能減排方面所采取的相關(guān)措施和任丘市城市規(guī)劃的逐一實施，工業(yè)用氣量在逐年迅猛的提 5 高。根據(jù)任丘市未來用氣量的預(yù)測， 2010 年 任丘市區(qū)域用氣量預(yù)測見表 表 任丘市用氣規(guī)模預(yù)測 表 年限 年用氣量（ 108a） 年平均 日用氣量 （ 104d） 計算月平均 日用氣量 （ 104d） 計算月平均 小時用氣量 （ 104h） 不可中斷 日用氣量 （ 104d） 2010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 于 2007 年 1 月投入使用的任丘市西部門站最大能夠達(dá)到年供氣量 108a，目前中國石油華北石化分公司作為任丘市最大的工業(yè)用戶， 2010 年用氣量約為 108a，其氣源通過任丘市西部門站經(jīng)城市中壓管道供應(yīng)，增加了中壓管網(wǎng)的供氣壓力，影響居民生活用氣的穩(wěn)定，同時可靠性較低， 6 隨著中國石油華北石化分公司規(guī)劃擴建生產(chǎn)線，預(yù)計其 2013年最大年用氣量將達(dá)到 108a，以及任丘市 108a，這就造成任丘市西部門站無法正常滿足城市用氣，因此華北油田公司新建了任丘市北部門站輸氣量為 108a，以保證對任 丘市供氣的可靠性及穩(wěn)定性 。 本次管道工程即為任丘市市北部門站的氣源管線。 程概況 1） 分輸站主要 工藝為：天然氣在站內(nèi)調(diào)壓 、 計量 后外 輸至 下游 門站。工程配套的輔助專業(yè)有：建筑結(jié)構(gòu)、儀表自動化、給排水及消防、供配電、暖通、通信、 防腐、 總圖、機制等專業(yè)。 2）輸氣線路 管道起點位于任丘市青塔鄉(xiāng)境內(nèi)的陜京二線 34 號閥室； 終點位于任丘市八里屯村的任丘市北部門站； 長度約為 管道埋地敷設(shè)，埋深為管頂距地面 防腐采用三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯加強級防腐和犧牲陽極保護(hù)相結(jié)合的防腐方式。 管 線穿越 106 國道 1 次。 3）線路用管 管道是做為任丘市北部門站的氣源線使用。 管道 設(shè)計參數(shù) 表 7 設(shè)計規(guī)模 (108a) 設(shè)計壓力 （ 管徑 （ 壁厚 （ 管型 鋼種等級 縫焊接鋼管 73 縫焊接鋼管 縫焊接鋼管 過計算外徑 線基本可以滿足輸送 要求，但考慮到管線將來增容的可能，所以線路用管參數(shù)推薦用管見表 管道 設(shè)計參數(shù) 表 設(shè)計規(guī)模 (108a) 設(shè)計壓力 （ 管徑 （ 壁厚 （ 管型 鋼種等級 73 縫焊接鋼管 據(jù)沿線人文狀況，按照輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范（ 有關(guān)規(guī)定，沿管道中心線兩側(cè)各 200m 范圍內(nèi)，任意劃分成長度為 2能包括最大聚居戶數(shù)的若干地段，按劃定地段內(nèi)的戶數(shù)劃分為四個 等級。 管道全線地區(qū)等級屬于二類地區(qū)，管道穿越公路處頂管（加套管）穿越方式進(jìn)行穿越；河渠、機耕路采用大開挖穿越方式進(jìn)行穿越； 當(dāng)采用大開挖方式穿越時，需對河渠兩側(cè)岸坡進(jìn)行砌石防護(hù)。 要工程量 1）線路及其配套工程主要工程量 8 表 主要工程量表 序號 項目 單位 數(shù)量 備注 1 線路 縫焊接 鋼管 、層結(jié)構(gòu)擠壓 聚乙烯加強級防腐 9365 越公路及河渠 處 15 工保護(hù) 處 7 工輔路 6m 2 分輸站 座 1 門 個 80 100 聲波流量計 橇塊 套 6 帶過濾器 壓器 橇塊 套 6 每套 3個 空 立管 具 1 氣管 具 7 3 儀表自控 控系統(tǒng) 套 1 2）技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 表 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表 序 號 項 目 單位 數(shù)量 備注 一 規(guī)模 1 設(shè)計規(guī)模 108m3/a 11 320104m3/d 2 設(shè)計壓力 二 水、電、氣消耗 1 水 t/a 1050 2 電 104kw.h/a 9 序 號 項 目 單位 數(shù)量 備注 三 總占地面積 1 永久性 占 地 畝 中：分輸站占地 2 臨時性占地 畝 164 站外管線按 12m 寬臨時占地考慮 四 建筑面積 五 鋼材 t 六 定員 人 15 七 工程總投資 萬元 1 工程費 萬元 2 其他費用 萬元 3 備費用 萬元 4 建設(shè)期貸款利息 萬元 究結(jié)論 1）本項目的研究完全符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定； 2）本項目的氣源是安全可靠的，完全能夠滿足下游各門站對天然氣的需求； 3）通過對管道氣源、供氣規(guī)模的分析，本項目技術(shù)方案是合理可行的。 第 2 章 自然條件及社會條件 任丘市位于河北省中部，地處京津冀經(jīng)濟圈，屬環(huán)京津、環(huán)渤海經(jīng)濟開放帶，是國務(wù)院確定的對外開放市。市區(qū)北距北京 151南距石家莊 201南距滄州 114 北距天津 135 距保定 66境東與廊坊市文安、大城兩縣相連，南與河間市毗鄰，西與保定市高陽縣接壤，西北與安新縣隔白洋淀相望，北與雄縣相接。全市總面積 1012 平方 公里，東西橫距 42.5 北縱距 10 41 總?cè)丝跒?人，其中任丘市 人， 華北 人。 候條件 任丘市屬于東部季風(fēng)區(qū)暖溫帶半濕潤氣候，屬冀中平原暖溫半干旱復(fù) 種亞區(qū)。大陸性氣候顯著。大陸度為 燥度 季分明，光照充足，夏暑冬寒，溫差較大。 任丘市地域氣象資料見表 表 任丘市地域氣象資料表 地區(qū) 任丘 單位 數(shù)量 氣溫 年平均 平均最高 平均最低 端最高 端最低 暖總天數(shù) 行風(fēng)向 平均風(fēng)速 全年 m/s 大 m/s 均降水量 大 凍土深度 端地面 溫度 最高 低 均氣壓均日照 時數(shù) 均蒸發(fā)量 對濕度 63 地震基本烈度 度 7（ 文地質(zhì) 11 任丘 市 土壤田質(zhì)為河流沖積物和沉積物。耕層質(zhì)地多變，土體層次分明。全市土壤分為潮土和沼澤土兩大類型。沼澤土占總耕地的 其余為潮土。在潮土中，典型潮土約占 74%，鹽化潮土約占 沼澤化潮土約占 任丘 市 水資源主要為地表水和地下水。據(jù)多年平均量綜合計算，全市水資源為 108m。108m，地下水約 108m。地表水資源主要靠白洋淀蓄水 ， 占全市地表水資源的 80%。 震 根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃分圖 劃分，任丘市地震烈度為 7 度，地震加速度值為 政區(qū)域劃分： 任丘市共轄 6 個鄉(xiāng) （議論堡、青塔、北辛莊、七間房、北漢、于村）、 9 鎮(zhèn)（出岸、石門橋、鄚州、梁召、呂公堡、長豐、茍各莊、辛中驛、麻家塢）、 2 個省級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。 (任丘經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和雁翎經(jīng)濟開發(fā)區(qū)即牛村開發(fā)區(qū) ),共轄 413 個行政村。 濟產(chǎn)業(yè)： 任丘綜合實力不斷提升。 2007 年，全市生產(chǎn)總值完成 元，固定資產(chǎn)投資 元，全部財政收入 元，農(nóng)民人均純收入 5231 元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入 12303 元。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營率達(dá)到 46%，形成了 “雞、鴨、魚、菜”四個主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，培育了 60個產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)，有 12 個農(nóng)產(chǎn)品被評為國家或省名優(yōu)產(chǎn)品。項目建設(shè)進(jìn)一步加強，新 上投 12 資 1000 萬元以上的項目 160 個，超億元的 14 個，是近年來項目最多、投資規(guī)模最大的一年。民營經(jīng)濟實力不斷壯大，形成了石化、鋁型材、摩托車、石油鉆采設(shè)備制造、電氣機械及器材制造等特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，民營企業(yè)總數(shù) 多家，通過 列質(zhì)量認(rèn)證的企業(yè) 103 家， 3C 認(rèn)證企業(yè) 52 家， 證企業(yè) 33 家，冠名 “河北”以上名稱企業(yè) 148 家。目前，任丘已成為中國鋁型材產(chǎn)業(yè)基地和中國三輪摩托車產(chǎn)業(yè)基地。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，全市有各類規(guī)模市場 49 個，年成交額超億元的 10 個；各類賓館、飯 店 2389 家，其中五星級賓館 1 個、四星級賓館 2 個、三星級賓館 1 個、二星級賓館 2 個；商業(yè)批發(fā)零售網(wǎng)點達(dá) 攤，餐飲網(wǎng)點 2290 個以上；全年社會消費品零售總額完成 元；大小金融、保險機構(gòu) 184 家；全部金融機構(gòu)年末存款余額 元，其中城鄉(xiāng)居民儲蓄余額 元。任丘先后被國家命名為全國平原綠化先進(jìn)市、“兩基”教育先進(jìn)市、幼兒教育先進(jìn)市、文化先進(jìn)市、體育先進(jìn)市、殘疾人工作先進(jìn)市、廣播電視先進(jìn)市、愛心獻(xiàn)功臣先進(jìn)市。任丘的綜合實力從 “九五”起一直位居河北 “十強”和全 國百強縣市。 2006 年，綜合實力列全國百強縣市第 71 位。 2008 年，縣域經(jīng)濟基本競爭力列全國百強縣市第 42 位。 通狀況 任丘交通十分便利。 京九鐵路 自東北向西南縱穿全境，途涉及 8 個鄉(xiāng)鎮(zhèn) 28 個行政村，在市區(qū)東側(cè)建有 車 站，現(xiàn)有 51 趟列車停站。年客流量約 85 萬人次，運貨量約 65 萬噸。市境內(nèi)公路總長 1100全省之冠。其中 106 國道 南北縱貫市境 41保公路南線東西橫穿市境 40路在市區(qū)交叉通 13 過。市長途汽車站現(xiàn)有發(fā)往京津等地的省際班車 17 條路線 另有 。發(fā)往北京、天津 、 石家莊、廊坊 、 滄州 、 和 保定 的班車。 公路交通十分發(fā)達(dá)。 第 3 章氣源及市場分析 源概況 陜京二線輸氣管道西 起陜西省靖邊縣，途經(jīng)陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西省、河北省，東達(dá)北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)。管線經(jīng)過毛烏素沙漠東南邊緣、晉陜黃土高原、呂梁山、太行山脈和華北平原，全線總長 徑 1016計壓力 10計年輸氣量120 108m/a。 陜京 三線 輸氣管道 工程，西起陜西省長慶榆林首站，東至河北省永清縣永清分輸站。管線全長 820徑 1016計壓力10計年輸氣量 150 108m/a； 目前陜京三線的閥室與陜京二線閥室已經(jīng)連通，統(tǒng)一通過陜京二線分輸站給各地區(qū)輸送天然氣。 標(biāo)市場的選擇 2005 年的 2 月天然氣引入華北油田礦區(qū)開始，任丘市開始用上了管輸天然氣，到 2006 年 11 月，“陜京二線”任丘分輸站建成，到 2007 年 1 月，任丘西部門站正式投入使用，任丘市發(fā)展城市燃?xì)馐袌龅谝淮斡辛丝煽康臍庠幢ＷC。任丘市天然氣供應(yīng)得到了快速發(fā)展，截止到 2009 年，任丘市鋪設(shè)形成了約有 100 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，城市燃?xì)獾挠脩暨_(dá)到 戶，年商業(yè)用氣 8000 104基本實現(xiàn)了城市燃?xì)獾娜采w，初步具備了年 14 供氣 108 能力。 任丘市天然氣用氣量現(xiàn)狀見下表： 表 任丘市 2008年用氣量 區(qū)域 年用氣量 （ 108a） 年平均日 用氣量 (108d) 計算月平均用氣量 (108d) 高峰小時 用氣量 (108h) 任丘 任丘市 2009年用氣量 區(qū)域 年用氣量 （ 108a） 年平均日 用氣量 （ 108d） 計算月平均 用氣量 (108d) 高峰小時 用氣量 （ 108h） 任丘 天然氣規(guī)模預(yù)測： 2010年 任丘市區(qū)域用氣量預(yù)測見表 表 任丘市用氣規(guī)模預(yù)測表 年限 年用氣量 （ 108a） 年平均 日用氣量 （ 104d） 計算月平均 日用氣量 （ 104d） 計算月平均 小時用氣量 （ 104h） 不可中斷 日用氣量 （ 104d） 2010 011 012 013 014 015 016 017 15 018 2019 020 4 章管道線路工程 管道起點位于任丘市青塔鄉(xiāng)境內(nèi)的陜京二線 34 號閥室； 管道終點位于任丘市八里屯村的任丘市北部門站； 方案一：管線自 34 號閥室起沿著東北走向的陜京二線東側(cè)平行敷設(shè)穿過任青公路（南側(cè)有水渠）之后，從 2 處魚塘之間通過，穿過 1 處灌溉渠、 1 條磚路后到達(dá)任丘市新西環(huán)路，穿過任丘市新西環(huán)后，通過 1 片樹林到達(dá)任雁公路后，穿越趙店西公路后從路東側(cè)采油井場的西側(cè)通過，到達(dá)趙店東公路東側(cè)后，轉(zhuǎn)向正東方向，在穿過鄧河公路（路東側(cè)有污水）之后一直到達(dá) 106 國道，在國道東側(cè)的八里屯和北五里鋪村之間 沿著任丘市的規(guī)劃路（穿過 2 條水渠）敷設(shè)，敷設(shè)到任丘市北部門站的正南方，在轉(zhuǎn)向任丘市北部門站，穿過 1 條瀝青路之后到達(dá)任丘市北部門站，管道全長約為 道采用埋地敷設(shè)，全線穿越小型河渠 7 次，小型公路 7 次， 106 國道 1 次，管道全線均是平原耕地地段，地勢平穩(wěn)。管道采用三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯加強級防腐和犧牲陽極防腐相結(jié)合的防腐方式進(jìn)行管道的外防腐。 方案二：管線自 34 號閥室起先向西穿過陜京三線后，沿著東北走向的陜京三線西側(cè)穿過任青公路（南側(cè)有水渠）之后， 16 穿過 1 處灌溉渠、 1 條磚路后到達(dá)任丘市新西環(huán)路，穿過任丘市新西 環(huán)后，通過 1 片樹林到達(dá)任雁公路后，到達(dá)趙店東公路東側(cè)，轉(zhuǎn)向正東方向，穿過陜京二線、三線后在穿過鄧河公路（路東側(cè)有污水）之后一直到達(dá) 106 國道，在國道東側(cè)的八里屯和北五里鋪村之間沿著任丘市的規(guī)劃路（穿過 2 條水渠）敷設(shè)，敷設(shè)到任丘市北部門站的正南方，在轉(zhuǎn)向任丘市北部門站，穿過 1 條瀝青路之后到達(dá)任丘市北部門站，道采用埋地敷設(shè)，全線穿越小型河渠 6 次，小型公路7 次， 106國道 1次，穿越陜京二線 1次，陜京三線 2 次管道全線均是平原耕地地段，地勢平穩(wěn)，管道采用三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯加強級防腐和犧牲陽極 防腐相結(jié)合的防腐方式進(jìn)行管道的外防腐。 方案比選： 方案一中部分管道通過路線附近有魚塘、民房、井場等增加管線施工和協(xié)調(diào)征地的難度； 方案二中管線穿越陜京二線 1 次，陜京三線 2次，其協(xié)調(diào)報批周期無法預(yù)估，同時施工難度較大，項目工期無法保證。 綜上所述，二個方案路由長度相差不大，而方案二的施工難度及復(fù)雜程度要遠(yuǎn)高于方案一，所以本次項目推薦方案一。 本工程線路具體走向圖詳見附圖 1。 1）設(shè)計規(guī)模 17 華港燃?xì)夤镜?34號閥室至任丘市北部門站高壓天然氣管道工程的管道設(shè)計輸量為 60 104d，即為 108a。 2）設(shè)計壓力 管道運行壓力為 計壓力為 3）壓力系統(tǒng) 起點壓力 點壓力 3）其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 管道埋深處月平均最低地溫： 管道設(shè)計輸送天數(shù) :350 天。 本工程管道輸送介質(zhì)為天然氣，設(shè)計壓力為 需管徑為 安全性和經(jīng)濟性考慮，管線直管段用管采用直縫縫埋弧焊鋼管，冷彎彎管、熱煨彎管用管采用直縫埋弧焊鋼管。 徑壁厚計算 根據(jù)本工程輸氣干線的管徑和設(shè)計壓力，采 用過高強度的管材不但價格高，而且壁厚的有效利用率低，選用強度過低的管材，則需要增大管道的壁厚。為合理選擇管材等級，根據(jù)管道所在地區(qū)等級，對管道不同鋼級的鋼管壁厚和鋼材用量進(jìn)行計算，綜合考慮工程造價、供貨周期、供貨方便程度等因素，推薦采用國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)量穩(wěn)定的 級鋼管。 按照輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范（ 管道壁厚計算公式為： = 2s 18 式中： 鋼管計算壁厚， P設(shè)計內(nèi)壓力， D鋼管外徑， s鋼管的最小屈服強度， 鋼管焊縫系數(shù)，按輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范選取 1； F設(shè)計系數(shù)，按二級地區(qū)為 t鋼管的溫度折減系數(shù)，取 頭強度計算 b = m 44 式中： b 彎頭或彎管的管壁計算厚度， 彎頭或彎管所連接的直管段管壁計算厚度， m彎頭或彎管的管壁厚度增大系數(shù)； R彎頭或彎管的曲率半徑， D彎頭或彎管外直徑， 經(jīng)對線路用管 、熱煨彎頭用管進(jìn)行強度計算，為確保管道運行更加安全，提高管材壁厚等級，同時為減少鋼管壁厚等級過多，生產(chǎn)麻煩，考慮到管材采購和施工方便，不同地區(qū)等級的線路用管及對應(yīng)熱煨彎頭的選用結(jié)果見表 表 線路直管段及熱煨彎頭用管表 地 區(qū) 等 級 二級地區(qū) 直管段 （ 計算壁厚 19 選擇壁厚 煨彎頭 （ 計算壁厚 擇壁厚 管道強度及穩(wěn)定性校核 （ 1）當(dāng)量應(yīng)力校核 對于埋地管道必須進(jìn)行當(dāng)量應(yīng)力校核。校 核條件為：受約束熱脹直管段，按最大剪切應(yīng)力強度理論計算的當(dāng)量應(yīng)力必須滿足下式要求： 0 . 9e h L s 式中： e當(dāng)量應(yīng)力， h管內(nèi)壓引起的環(huán)向應(yīng)力， h 2) ， 其中： P 管道 設(shè)計 內(nèi) 壓力， d管子內(nèi)徑， 管子壁厚， L內(nèi)壓和溫度引起的軸向應(yīng)力，L h 1 2= E ( t - t ) ， 其中： 泊桑比， E鋼材彈性模量， E 0 5 鋼材線膨脹系數(shù)， 0 -5 m/m ； 道下溝回填時溫度， ； 道的工作溫度， ； s管子規(guī)定的最小屈服強度， 對使用溫度較高的最不利條件進(jìn)行強度校核： 20 ?。?10 （管道施工最低溫度） 0 （最高運行溫度） 經(jīng)計算：對于材質(zhì) 道直徑 行壓力 小壁厚 e=，才會在管子正常運輸、鋪設(shè)、埋管情況下出現(xiàn)圓截面失穩(wěn)。根據(jù)輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范 （ 氣管道的最小公稱壁厚 分別為 經(jīng)過計算，本工程 線路 用管的直徑與厚度 之 比 分別為 遠(yuǎn)小于 140，因此，鋼管不會出現(xiàn)圓截面失穩(wěn)問題。 （ 3）徑向穩(wěn)定驗算 驗算公式： 12/33其中： x 鋼管水平方向最大變形量 (m) ； 鋼管平均直徑 (m)， W 作用在單位管長上的總豎向載荷 (N/m)； 土壤容重 （ MN/取 21 D 鋼管外徑（ m）； H 管頂回填土高度（ m）； Z 鋼管變形滯后系數(shù)，取 K 基床系數(shù)，按規(guī)范取 E 鋼材彈性模量 (N/ 0 11 N/ I 單位管長截面慣性矩 （ 3n/12）， m4/m； n 鋼管公稱壁厚 (m)， 土壤變形模量 (N/取 0 6 N/ 經(jīng)驗算，在管道設(shè)計埋深及外載荷情況下， x=10 約 20 年 適用溫度 70 110 除銹要求 層厚度 境污染 很小 很小 補口工藝 熱收縮套（帶 ） 噴涂或熱收縮套（帶） 主要優(yōu)點 綜合性能優(yōu)異 ,既有 強粘結(jié) ,良好的耐陰極剝離和防腐性能，又有 好的機械性能 ,抗透濕性和絕緣性 粘結(jié)力強 ,使用溫度范圍寬 ,涂敷管可冷彎 ,具有極好的耐土壤應(yīng)力和耐陰極剝離性能 缺點 涂敷工藝較復(fù)雜 易被尖銳物沖擊破壞 ,對吸水敏感 ,涂裝過程要求十分嚴(yán)格 ,耐光老化性能差 適用地區(qū) 各類環(huán)境 ,特別適用于對涂層機械性能 ,耐土壤應(yīng)力及阻水屏障性能要求較高的苛刻環(huán)境 ,如碎石土壤 ,石方段 ,土壤含水量高 ,生物活動頻繁 ,植物根系發(fā)達(dá)地區(qū) 大部分土壤環(huán)境 ,特別適用粘質(zhì)土壤 （ 4）本工程推薦使用的防腐層 33 本工程沿線地形、地貌主要為平原， 管道附近人文活動頻繁，推薦本工程管道全部采用聚乙烯三層復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐 。 防腐等級推薦為：管線 的 穿越段 相鄰比較近，而且附近有高壓電力線 ， 所以 管道外防腐采用三層結(jié)構(gòu) 擠壓 聚乙烯加強級防腐。 （ 5）本工程為 34號閥室至任丘市北部門站高壓天然氣管道工程，管道管徑為 用 計壓力 溫輸送，全長約 管線 防腐層 采用三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯加強級防腐。聚乙烯加強級防腐層預(yù)制嚴(yán)格執(zhí)行埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層（ 23257要求。防腐層在工廠預(yù)制，管端預(yù)留長度為 100 110道除銹等級達(dá)到涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級 8923 規(guī)定的 彎管外防腐采用高固體分環(huán)氧樹脂涂料（濕膜厚度 120m） +輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（膠帶厚度 寬 100接寬度為 50 55）。 補口采用輻射交聯(lián)三層結(jié)構(gòu)熱收縮帶防腐，補傷采用高固體分環(huán)氧樹脂涂料進(jìn)行修補。 極保護(hù) 由于管道起點是陜京二線閥室，無法安裝陰極保護(hù)設(shè)備，而終點位于任丘市北部門站也沒有安裝位置， 因此管線采取犧牲陽極陰極保護(hù)。 犧牲陽極選用鎂合金犧牲陽極。鎂合金犧牲陽極具有開路電位高，發(fā)生電量大，環(huán)境適應(yīng)性好，使用壽命長等優(yōu)點。也無須外加設(shè)備，維護(hù)工作量小。 34 要工程量表 防腐工程主要工程量見表 表 防腐 及陰極保護(hù) 主要工程量 名 稱 單位 數(shù)量 備注 氧粉末 加強級防腐 管補口 個 910 高固體分環(huán)氧樹脂涂料 +輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶補口 電位 （電流） 測試樁 200 202500 支 10 為防盜，采用混凝土 測試樁 鎂合金犧牲陽極 6 3組，每組 2 支 鎂合金犧牲陽極 8 過路套管用，高壓電線下用 便攜式陰極保護(hù)電位只能測量儀 2 維護(hù)用 第 6 章 分輸站 設(shè)計原則 主要遵循以下原則： 1）滿足分輸系統(tǒng)工藝設(shè)計的要求，實現(xiàn)天然氣接收、分輸功能的需要； 2）社會依托條件好，供電、給排水、通信、生活及交通便利； 3）與附近廠礦企業(yè)及其它公用設(shè)施的安全距離應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范 0183 4）站場有足夠的生產(chǎn)操作和設(shè)備檢修用的作業(yè)通道及行車 通道，有車行道與外界公路相通； 5）節(jié)約用地，盡量減小土方工程量、降低工程投資和管理費用。 35 站場工藝 輸站概述 由于陜京二線 34#閥室目前只剩余一個預(yù)留口，并且其站內(nèi)現(xiàn)已無法滿足下載口的工藝安裝要求，所以在 34#閥室東側(cè)約 100m 處任丘市青塔鄉(xiāng)境內(nèi)農(nóng)田中新建 1 座分輸站，將華港燃?xì)饧瘓F有限公司的北部門站、西部門站、任河管線的下載口均移到分?jǐn)?shù)站內(nèi)。分輸站平面及工藝流程詳見附圖。 輸站工藝 設(shè)計參數(shù) 進(jìn)站壓力： 出站壓力： 設(shè)計壓力： 10 設(shè)計氣量 32010 4d。 站場 功能 （ 1） 接收上游 管 線天然氣； （ 2） 對進(jìn)站天然氣進(jìn)行、調(diào)壓 、過濾、 計量； （ 3）向 下游 門站分輸天然氣； （ 4）進(jìn)、出 分輸 站天然氣緊急截斷和放空； （ 5）事故狀態(tài)及維修時的天然氣截斷放空 。 工藝流程說明 自 陜京二線天然氣輸氣管道輸送 的天然氣以 入 分輸站，首先經(jīng) 總匯氣管分配，分別進(jìn)入北部門站分輸橇、西部門站分輸橇、任河線分輸橇以及預(yù)留口，每座分輸橇（預(yù)留除外）均先經(jīng) 2套調(diào)壓裝置 橇塊 （開 1 備 1）進(jìn)行調(diào)壓， 然后 進(jìn)入 2套 超聲波流量計 36 橇塊 （開 1 備 1）進(jìn)行計 量，計量后天然氣以 站 ， 輸至 下游 用戶門站。 在計量前匯氣管 可單 接一路氣進(jìn)自用氣調(diào)壓箱，經(jīng)計量、調(diào)壓后滿足站內(nèi)采暖和生活用氣需求。 在進(jìn)、出 分輸 站總管道上設(shè)置有電動緊急切斷閥，當(dāng) 分輸 站內(nèi)或下游用戶發(fā)生重大事故時，迅速關(guān)斷緊急切斷閥，將站內(nèi)設(shè)備與上、下游隔斷。匯氣管 、過濾器 等設(shè)備排出的含油污水，集中排放至 排 污池，定期拉運至安全地點處理。同時，在管線和設(shè)備上設(shè)置有安全泄放系統(tǒng)， 管線及站場 超壓放空氣引至站外 放空立管 。 工藝流程圖詳見 01。 設(shè)備及閥門的選用 本工程設(shè)備及閥門的 設(shè)計壓力為 10 量、調(diào)壓系統(tǒng) 為實現(xiàn)本工程與下游門站供氣的交接計量，設(shè)置交接計量儀表超聲波流量計。 本工程調(diào)壓裝置主要包括壓力檢測系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、壓力安全保護(hù)系統(tǒng)及相關(guān)的監(jiān)視報警系統(tǒng)。調(diào)壓裝置將保證維持系統(tǒng)下游壓力在工藝所需的范圍之內(nèi)，確保系統(tǒng)下游壓力不超過允許的壓力，還可完成限制系統(tǒng)下游的流量不超過設(shè)定值的功能。 本工程每座分輸橇設(shè)兩路調(diào)壓、計量系統(tǒng)，一開一備。 門 1）緊急切斷閥 為便于維修，以及發(fā)生事故，盡可能減少損失和防止事故擴大，在 分輸 站的進(jìn)、出 站管線上設(shè)置緊急截斷閥，緊急截斷閥采用鋼球 37 閥，配置電動執(zhí)行設(shè)備。當(dāng)站場發(fā)生事故及檢修時，可關(guān)閉進(jìn)、出站緊急截斷閥，保證站場的安全。 2）球閥 根據(jù)輸氣管道的特點，工藝管線上的閥門均采用鋼制球閥，其特點是密封性能好，操作靈便。具有遠(yuǎn)控要求的閥門采用電動球閥。電動球閥操作維修簡便，開閉時間短。 3）節(jié)流截止放空閥 節(jié)流截止放空閥具有密封可靠、耐沖刷、使用壽命長、操作輕便等特點。該閥門采用雙質(zhì)（硬質(zhì)及軟質(zhì)）密封，節(jié)流面與密封面分開結(jié)構(gòu)，使閥門的密封性和使用壽命大大提高。放空管線采用雙閥結(jié)構(gòu)，節(jié)流截止放空閥下游設(shè)置 球閥，以保證密封性，便于維修與更換。 4）閥套式排污閥 排污閥也采用硬軟雙質(zhì)密封面，并采用閥座浮動連接，設(shè)有平衡孔可調(diào)節(jié)軟密封面變形量，保證了密封的可靠性，具有耐沖蝕、排污性能好、使用壽命長等優(yōu)點。 5）止回閥 止回閥選用無沖擊、壓降小、流通能力大、密封性能好的軸流式止回閥。 6）安全閥 安全閥有彈簧式和先導(dǎo)式兩種類型，先導(dǎo)式安全閥與彈簧式安全閥相比，改粗彈簧直接感應(yīng)壓力為壓力傳感器（先導(dǎo)器）感測壓力，大大提高了壓力感測的靈敏度。同時克服了傳統(tǒng)彈簧式安全閥動作后閥芯不易復(fù)位，關(guān)閉不嚴(yán)的問題。本工程站內(nèi)氣體超 高壓泄放選用動作靈敏，泄放能力大的先導(dǎo)式安全閥。 38 空 管 分輸 站新建 1 具 h=25m 的放空 立管 。站內(nèi)工藝裝置在事故狀態(tài)和檢修時天然氣集中排放。 緣接頭 絕緣接頭安裝于管線上，由于其結(jié)構(gòu)上的特點，得以將相連接于其兩端的管道可以在導(dǎo)電上斷開，即不導(dǎo)電，從而防止陰極保護(hù)電流的流失和對其它系統(tǒng)的不良影響。 非標(biāo)設(shè)備 述 非標(biāo)設(shè)備設(shè)計 內(nèi)容 有 匯氣管 、 放空立管 、 清管三通 。本 次 設(shè)計不得用于其它工程項目。 計范圍 設(shè)計范圍為非標(biāo)設(shè)備的主體及部分附件，截止到 設(shè)備接管的第一片法蘭，包括對非標(biāo)設(shè)備進(jìn)行選材及設(shè)計，并提出制造、檢驗及驗收的要求。 不包括土建基礎(chǔ)、消防設(shè)施、防雷接地、防腐保溫、儀表安裝等設(shè)計內(nèi)容，詳見相關(guān)專業(yè)內(nèi)容。 計原則 1）嚴(yán)格執(zhí)行國家和行業(yè)最新版本的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程 ,確保所設(shè)計的非標(biāo)設(shè)備符合國家及行業(yè)的各項現(xiàn)行規(guī)定。 2）嚴(yán)格按照工藝及甲方所提供的各有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，滿足工藝過程的需要。設(shè)計應(yīng)充分考慮站場的生產(chǎn)操作特點，與生產(chǎn)、管理和維修相適應(yīng)。 3）在設(shè)計中積極采用經(jīng)實踐考驗的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)和新材料，力求做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合 理、操作方便、運行平穩(wěn)、安全可靠。 39 4）設(shè)計制造立足國內(nèi)，并消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)。 5）根據(jù)設(shè)備的工作壓力、工作溫度、介質(zhì)特性等工藝條件以及材料的機械性能、耐腐蝕性能、制造工藝性能，結(jié)合市場材料供貨狀況進(jìn)行合理的材料及設(shè)備防腐涂層的選擇，確保使用安全、經(jīng)濟合理。 6）根據(jù)設(shè)備的工作狀況及其重要程度，確定設(shè)備的設(shè)計使用壽命按 10 15年考慮。 循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 鋼制壓力容器 鋼制臥式容器 4731 化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管 479 鋼制壓力容器焊接規(guī)程 4709 承壓設(shè)備無損檢測 4730 氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口 埋弧焊的推薦坡口 鋼制管法蘭、墊片、緊固件 20592 20635 鍋爐和壓力容器用鋼板 13 鋼制臥式容器 4731 壓力容器涂敷與運輸包裝 4711 要設(shè)備設(shè)計方案 本工程 主要非標(biāo)設(shè)備有匯氣管、放空立管和清管三通。 （ 1）放空立管 放空立管應(yīng)能承受放空背壓的影響。具有高可靠性、高安全性，要求防爆、防風(fēng)、防雨、防寒、 防雷、 抗 干擾 能力強；能承受地震、 40 風(fēng)載等各種載荷；應(yīng)滿足安全、環(huán)保及健康的要求；噪音?。贿\行維護(hù)簡單、使用壽命長 。 （ 2）匯氣管 按照我國標(biāo)準(zhǔn) 氣管道設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，匯氣管屬于壓力管道管轄范圍，為管道附件，不屬于壓力容器，因此設(shè)計應(yīng)遵循壓力管道的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其設(shè)計壓力與管道的設(shè)計壓力一致，這種規(guī)定與國際上其它國家如美國標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 是一致的。匯氣管的筒體壁厚計算和開孔補強計算， 氣管道設(shè)計規(guī)范中均有明確規(guī)定，其制造、檢驗及驗收應(yīng)按 制壓力容器的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，同時匯氣管應(yīng)由具有壓力容器制造資格的工廠制造。管道附件和管件的水壓試驗與工藝系統(tǒng)的試壓壓力相同。 匯管在筒體 上 開口的結(jié)構(gòu)有兩種型式，一類是傳統(tǒng)的焊接結(jié)構(gòu)，另一類是開口模壓拔制結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)即匯管上的開口接管采用無縫鋼管或鍛制加厚接管與筒體焊接，其特點是制造工藝比較成熟、簡單，適用于壓力比較低的匯管。拔制結(jié)構(gòu)即對筒體上開口位置以加熱方式用模具在壓力下拔 出一個開口接管， 接管與筒體是一個整體，其過渡區(qū)是圓弧過渡形式。對 于 高壓匯管，開口模壓拔制結(jié)構(gòu)不論在外觀上，結(jié)構(gòu)受力上和焊接接頭缺陷的避免上均優(yōu)于開口焊接結(jié)構(gòu)。對于拔制工藝，主管壁厚不僅要滿足高壓下的強度要求，還要為支管提供所有材質(zhì)并滿足開孔補強，因此，拔制工藝主管的筒體壁厚