T-CNESA 1201-2018 壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)集氣裝置工程設(shè)計(jì)規(guī)范

ICS21.020T/CNESA1201—2018中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布IT/CNESA1201—2018 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4縮略語(yǔ) 5位置選擇 6集氣工藝 6.1一般規(guī)定 6.2工藝設(shè)計(jì) 6.3集氣裝置的安全泄放 7集氣裝置地區(qū)等級(jí)劃分及其設(shè)計(jì) 47.1建設(shè)地區(qū)等級(jí)劃分 7.2設(shè)計(jì)系數(shù)確定 7.3集氣管道強(qiáng)度計(jì)算 7.4材料 7.5管道附件 7.6附屬設(shè)施 8集氣管道防腐 9集氣管道清管、試壓與吹掃 T/CNESA1201—2018本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、國(guó)家能源大規(guī)模物理儲(chǔ)能技術(shù)（畢節(jié)）研發(fā)中心、葛洲壩中科儲(chǔ)能技術(shù)有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳海生、李文、周學(xué)志、汪翔、盛勇、左志濤。本標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。1T/CNESA1201—2018壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)集氣裝置工程設(shè)計(jì)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)集氣裝置的位置選擇、工藝、設(shè)計(jì)、防腐及試壓等規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)適用于壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)新建、擴(kuò)建或改建集氣裝置的工程設(shè)計(jì)，不適用于地下洞穴儲(chǔ)氣方2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T150（所有部分）壓力容器GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T9711-2017石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管GB/T12459鋼制對(duì)焊管件類型與參數(shù)GB/T21447鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范GB/T21448埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范GB50057建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50251輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50470油氣輸送管道線路工程抗震技術(shù)規(guī)范SY/T4103鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1集氣裝置工程gas-gatheringpipelineproject通過集氣裝置輸送、存儲(chǔ)空氣的工程。一般包括集氣設(shè)備、裝置附件、排放設(shè)施及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等工程3.2地上集氣裝置above-groundgas-gatheringpipeline除基礎(chǔ)外所有設(shè)備均在地面以上或露天的集氣裝置工程。3.3地下集氣裝置undergroundgas-gatheringpipeline除排放設(shè)施及執(zhí)行機(jī)構(gòu)外所有設(shè)備均在地面以下或被覆蓋的集氣裝置工程。T/CNESA1201—20183.4集氣裝置附件gas-gatheringpipelineauxiliaries管件、法蘭、閥門、匯管等集氣裝置專用承壓部件。3.5設(shè)計(jì)壓力designpressure（DP）在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以確定管道計(jì)算壁厚及其他元件尺寸的壓力值，該壓力為管道的內(nèi)部壓力時(shí)稱為設(shè)計(jì)內(nèi)壓力，為外部壓力時(shí)稱為設(shè)計(jì)外壓力（涉及壓力參數(shù)取值部分如無特殊說明均指表壓）。3.6設(shè)計(jì)溫度designtemperature（DT）管道在正常工作過程中，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，管壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度。3.7操作壓力operatingpressure（OP）在穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的壓力。3.8最大操作壓力maximumoperatingpressure（MOP）在正常操作條件下，集氣裝置中的最大實(shí)際操作壓力。3.9最大允許操作壓力maximumallowableoperatingpressure（MAOP）集氣裝置遵循本規(guī)范的規(guī)定，所能連續(xù)操作的最大壓力，該壓力等于或小于設(shè)計(jì)壓力。3.10泄壓放空系統(tǒng)reliefandblow-downsystem對(duì)超壓泄放、緊急放空及開工、停工或檢修時(shí)排放出的氣體進(jìn)行定向排放的設(shè)施，一般由泄壓設(shè)備、放空管和處理設(shè)備組成。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。CAES：壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)5位置選擇5.1集氣裝置位置的選擇應(yīng)根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)位置并結(jié)合建設(shè)、使用方便性、現(xiàn)狀與規(guī)劃，以及地形、地質(zhì)等自然條件，通過綜合分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較確定。5.2安裝位置靠近公路并與公路并行時(shí)，宜在公路用地界3m以外，與鐵路并行的管道宜在鐵路用地界3m以外，如地形受限或其他條件限制的局部地段不滿足要求時(shí)，應(yīng)征得道路管理部門的同意。3T/CNESA1201—20185.3當(dāng)施工位置需要爆破挖溝時(shí)，應(yīng)避免對(duì)公眾及周圍設(shè)施的安全造成影響。5.4埋地管道與建（構(gòu)）筑物的間距應(yīng)滿足施工和運(yùn)行管理需求，且管道中心線與建（構(gòu)）筑物的最小距離不應(yīng)小于5m。5.5集氣裝置應(yīng)避開滑坡、崩塌、塌陷、泥石流、洪水嚴(yán)重侵蝕等地質(zhì)災(zāi)害地段。5.6集氣裝置宜避開礦山采空區(qū)及全新世活動(dòng)斷層，當(dāng)受到條件限制必須通過上述區(qū)域時(shí)，應(yīng)選擇危害程度較小的位置，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。6集氣工藝6.1一般規(guī)定6.1.1集氣裝置的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)氣源條件、用氣需要、管材質(zhì)量及管道附近的安全因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。6.1.2當(dāng)管道及其附件按GB/T21447、GB/T21448的要求采取了防腐措施時(shí)，可不再増加管壁的腐蝕裕量。6.1.3管道應(yīng)設(shè)排污設(shè)施，排空及安全閥設(shè)施，宜低位排污、高位排空。6.2工藝設(shè)計(jì)6.2.1工藝設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)氣源條件、用氣條件等要求，經(jīng)綜合分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比后，對(duì)集氣裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定最終工藝方案。6.2.2工藝設(shè)計(jì)應(yīng)確定下列內(nèi)容：a)集氣裝置工藝參數(shù)和流程；b)集氣裝置設(shè)計(jì)壓力及用氣壓力；c)集氣裝置總?cè)萘?、占地面積和布置形式。6.2.3集氣裝置設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度范圍、總?cè)萘康葏?shù)應(yīng)和CAES特性匹配，滿足系統(tǒng)工藝參數(shù)和變工況運(yùn)行的要求。6.2.46.2.4對(duì)于較大容量的集氣裝置應(yīng)考慮分組設(shè)置，滿足不同容積調(diào)節(jié)要求。6.2.5集氣裝置的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足運(yùn)行工況變化的要求。6.2.6集氣裝置進(jìn)、出口可以共用，也可以分開設(shè)置，應(yīng)在進(jìn)出口位置設(shè)置截?cái)嚅y。6.2.7集氣裝置工藝設(shè)計(jì)至少應(yīng)具備以下相關(guān)資料：a)氣體的成分；b)氣源的數(shù)量、位置、流量及其變化范圍；c)氣源的壓力、溫度及其變化范圍；d)用氣設(shè)備對(duì)供氣壓力、流量及其變化的要求；e)自然環(huán)境條件和地勘資料。6.3集氣裝置的安全泄放T/CNESA1201—20186.3.1集氣裝置宜在高點(diǎn)設(shè)置泄壓放空設(shè)施。6.3.2集氣裝置分組應(yīng)分別設(shè)置放空閥，并應(yīng)結(jié)合建設(shè)環(huán)境設(shè)置放空管或預(yù)留放空接口。放空管直徑不得小于放空閥直徑。6.3.3可能存在超壓情況的管道、設(shè)備和容器，必須設(shè)置安全閥或壓力控制裝置。6.3.4安全閥的定壓應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)分析后確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a)壓力容器的安全閥定壓應(yīng)小于或等于受壓容器的設(shè)計(jì)壓力。b)管道的安全閥定壓（P0）應(yīng)根據(jù)工藝管道最大允許操作壓力（Pmax）確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1)當(dāng)Pmax≤1.8MPa時(shí)，管道的安全閥定壓（P0）應(yīng)按下式計(jì)算： 2)當(dāng)1.8MPa<Pmax≤7.5MPa時(shí)，管道的安全閥定壓（P0）應(yīng)按下式計(jì)算： （2）3)當(dāng)Pmax>7.5MPa時(shí)，管道的安全閥定壓（P0）應(yīng)按下式計(jì)算: （3）6.3.5安全閥泄放管直徑計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：a)單個(gè)安全閥的泄放管直徑，應(yīng)按背壓不大于該閥泄放壓力的10%確定，且不應(yīng)小于安全閥的出b)連接多個(gè)安全閥的泄放管直徑，應(yīng)按所有安全閥同時(shí)泄放時(shí)產(chǎn)生的背壓不大于其中任何一個(gè)安全閥的泄放壓力的10%確定，且泄放管截面積不應(yīng)小于安全閥泄放支管截面積之和。6.3.6放空管的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：a)放空管直徑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)最大放空量的要求；b)放空管的頂端不應(yīng)裝設(shè)彎管；c)放空管應(yīng)有穩(wěn)管加固措施；d)放空管底部宜有排除積水、防堵塞的措施；e)放空管設(shè)置的位置應(yīng)能方便運(yùn)行操作和檢修維護(hù)。7集氣裝置地區(qū)等級(jí)劃分及其設(shè)計(jì)7.1建設(shè)地區(qū)等級(jí)劃分7.1.1集氣裝置應(yīng)盡量建設(shè)在與CAES系統(tǒng)相互獨(dú)立的區(qū)域，減少和其他設(shè)備、建筑體的交叉建設(shè)。根據(jù)建設(shè)位置不同，劃分為兩個(gè)地區(qū)等級(jí)，并應(yīng)依據(jù)地區(qū)等級(jí)做出相應(yīng)的管道設(shè)計(jì)。7.1.2地區(qū)等級(jí)劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：a)一級(jí)地區(qū)：獨(dú)立的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域（裝置周邊200m范圍內(nèi)聚居戶數(shù)在15戶及以下區(qū)域b)二級(jí)地區(qū)：多功能工業(yè)園區(qū)建設(shè)區(qū)域。7.2設(shè)計(jì)系數(shù)確定5T/CNESA1201—2018集氣裝置管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)7.3集氣管道強(qiáng)度計(jì)算7.3.1集氣管道強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：a)埋地管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所處地區(qū)等級(jí)以及所承受永久荷載、可變荷載和偶然荷載而定，通過地震動(dòng)峰值加速度大于或等于0.05g至小于或等于0.4g地區(qū)內(nèi)的管道，應(yīng)按GB50470的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)和校核；b)埋地直管段的軸向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力組合的當(dāng)量應(yīng)力，應(yīng)小于鋼管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度的90%，管道附件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不應(yīng)小于相連管道直管段的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；c)集氣裝置采用的鋼管焊縫系數(shù)值應(yīng)取1.0。7.3.2集氣裝置直管段管壁厚度應(yīng)按下式計(jì)算：……（4）δ———鋼管計(jì)算壁厚(mm)；P———設(shè)計(jì)壓力（MPa)；D———管外徑(mm)；σs———鋼管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度(MPa)；φ———焊縫系數(shù)；FF———強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，應(yīng)按表1選?。籺———溫度折減系數(shù)，當(dāng)溫度小于120℃時(shí)，t值應(yīng)取1.0。7.3.3當(dāng)溫度變化較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行熱脹應(yīng)力計(jì)算。必要時(shí)應(yīng)采取限制熱脹位移的措施。7.3.4應(yīng)綜合考慮管道受內(nèi)壓和溫差共同作用下彎頭的組合應(yīng)力。7.3.5集氣裝置的最小管壁厚度不應(yīng)小于4.5mm，鋼管外徑與壁厚之比不應(yīng)大于100。7.3.6對(duì)于管道加工后出現(xiàn)高溫受熱情況，其使用應(yīng)按GB50251的有關(guān)規(guī)定施行。7.4.1集氣裝置所用鋼管及管道附件的選材，應(yīng)根據(jù)操作壓力、溫度范圍、使用地區(qū)等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后確定。采用的鋼管和鋼材，應(yīng)具有良好的韌性和焊接性能。T/CNESA1201—20187.4.2集氣裝置選用的鋼管應(yīng)符合GB/T9711-2017中的PSL2級(jí)、以及GB/T8163的要求。7.4.3集氣裝置所采用的鋼管和管道附件，應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)、管徑、壁厚、焊接方式及使用環(huán)境溫度等因素對(duì)材料提出韌性要求。7.4.4鋼級(jí)不明的材料不應(yīng)用于管道及其管道附件制作。鑄鐵和鑄鋼不應(yīng)用于制造管件。7.4.5鋼管應(yīng)在工廠逐根進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)，管體或焊縫不得滲漏，管壁應(yīng)無明顯的鼓脹。，工廠靜水壓試驗(yàn)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力不宜小于管材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度的90%。7.4.6處于寒冷地區(qū)地面安裝的承壓元件、法蘭及緊固件等材料的力學(xué)性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)最低溫度的使用要求。7.4.7鋼管表面的鑿痕、槽痕、刻痕和凹痕等有害缺陷處理應(yīng)符合下列規(guī)定：a)鋼管在運(yùn)輸、安裝或修理中造成壁厚減薄時(shí)，管壁上任一點(diǎn)的厚度不應(yīng)小于按公式（4）計(jì)算確定的鋼管壁厚的90%；b)鑿痕、槽痕應(yīng)打磨光滑，對(duì)被電弧燒痕所造成的“冶金學(xué)上的刻痕”應(yīng)打磨掉，并圓滑過渡，打磨后的管壁厚度小于7.4.7中a)的規(guī)定時(shí)，應(yīng)將管子受損部分整段切除，不得嵌補(bǔ)；c)在縱向或環(huán)向焊縫處影響鋼管曲率的凹痕均應(yīng)去除，其他部位的凹痕深度，當(dāng)鋼管公稱直徑小于或等于300mm時(shí)，不應(yīng)大于6mm，當(dāng)鋼管公稱直徑大于300mm時(shí)，不應(yīng)大于鋼管公稱直徑的2%，當(dāng)凹痕深度不符合要求時(shí)，應(yīng)將管受損部分整段切除，不得修補(bǔ)使用。7.4.8放空和排污管線、管件的材料宜按低溫低應(yīng)力工況校核。7.4.9在開工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件提出的鋼種等級(jí)、管道規(guī)格、焊接接頭形式進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定結(jié)果編制焊接工藝規(guī)程。焊接工藝評(píng)定和焊接工藝規(guī)程，應(yīng)符合SY/T4103的有關(guān)規(guī)7.5管道附件7.5.1管道附件應(yīng)符合下列規(guī)定：管件的制作應(yīng)符合GB/T12459，鋼制管法蘭、法蘭蓋、法蘭緊固件及法蘭用墊片應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。7.5.2主管道上不宜直接開孔焊接支管。當(dāng)直接在主管上開孔與支管連接或自制三通時(shí)，開孔削弱部分可按等面積補(bǔ)強(qiáng)，結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法應(yīng)符合GB/T150的有關(guān)規(guī)定。7.5.3異徑接頭可采用帶折邊或不帶折邊的兩種結(jié)構(gòu)形式，強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T150的有關(guān)規(guī)定。7.5.4管封頭應(yīng)采用長(zhǎng)短軸比值為2的標(biāo)準(zhǔn)型橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)、尺寸和強(qiáng)度應(yīng)符合GB/T150的有關(guān)規(guī)定。7.5.5管法蘭的選用應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。法蘭的密封墊片和緊固件應(yīng)與法蘭配套選用。7.5.6與工藝管道連接的設(shè)備、管道附件和壓力容器應(yīng)滿足管道系統(tǒng)1.5倍設(shè)計(jì)壓力的強(qiáng)度試驗(yàn)要求。7.6附屬設(shè)施7.6.1雷電防護(hù)應(yīng)符合GB50057的有關(guān)規(guī)定。7.6.2集氣裝置的監(jiān)視測(cè)量?jī)x表可根據(jù)需要進(jìn)行布置，監(jiān)視測(cè)量?jī)x表應(yīng)符合自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)、儀表供電、儀表配管配線、儀表接地、儀表工