陕京二线输气管道建设工程建设项目可行性研究报告

1 陕京二线 输气管道建设工程 建设项目 第 1 章总论 目背景 “陕京二线”输气管道工程的建设是 2004 年西部大开发十大重点工程之一。管道主要输送长庆油田的天然气，西起陕西省靖边县，途径陕西省、山西省和河北省，东至北京市大兴区采育镇，里，该管线于 2005 年 7 月 20日正式进气。 2006年 11月，“陕京二线”任丘分输天然气站申请开口成功，任丘西部门站正式投入使用，为任丘市提供了天然气保证。 根据任丘市燃气总体发展要求，为了使任丘市“陕京三线”配套 的任丘北部门站工程在技术上、经济上合理可行，充分发挥其社会效益，受华北油田公司委托，河北华宁工程勘察设计有限公司进行编制 34号阀室至任丘市北部门站高压天然气管道工程可行性研究报告。 设必要性 1）为了满足任丘市市政府要求双回路、双气源安全稳定供气以及任丘市宏观经济发展的要求； 2） 为保障华北石化 1000万吨天然气制氢工程 的原料供应； 3）进一步保证华港燃气集团有限公司对工业、民用天然气供 2 应的持续与稳定。 究范围 本输气管道工程所涉及的内容包括：线路路由、管道敷设、用管、管道防 腐、阴极保护等内容及经济评估。 1）输气管道依靠陕京二线提供的压力作为动力，利用首末两端的压差进行天然气密闭输送； 2） 采用三层结构挤压聚乙烯加强级防腐和牺牲阳极保护相结合的方式进行防腐 。 源概况 “陕京二线”增输工程于 2008 年 11 月开工建设， 2009 年 11月建成，扩建了榆林压气站，新建了兴县、阳曲、石家庄 3 座压气站，陕京二线逐步达到年输气 120 108m的设计规模。 正在建设中的“陕京三线”工程，是国家重点工程，该长输管线起于陕西榆林，与“陕京二线 ”并行，该工程以输送塔里木盆地天然气为主，同时可输送新增引进的部分中亚天然气，设计年输气量 150 108m。 本工程气源为陕京二线 34 号阀室，供气压力为 气源符合天然气 一类气的标准，并且充足可靠，能够保证任丘市近、远期工程用气。任丘市城区天然气消费市场已落实，需求旺盛，是比较理想的目标市场。 场概况 3 1）华港燃气集团有限公司所拥有的任丘北部门站、任丘西部门站、河间门站都需要从陕京二线 34#阀室下载天然气，总年用气量约为 10834#阀室站 内无法满足工艺安装要求，所以，华港燃气集团有限公司新建分输站 1 座，直接连接 34#阀室。 2）任丘市天然气供应得到了快速发展，截止到 2010 年，任丘市铺设约 100城市燃气管网，城市燃气的用户达到 户，年商业用气 8000 104基本实现了城市燃气的全覆盖，初步具备了年供气 33000 104能力，随着国家对节能减排方面所采取的相关措施和任丘市城市规划的逐一实施，工业用气量在逐年迅猛的提高。根据任丘市未来用气量的预测， 2010 年 任丘市区域用气量预测见表 表 任丘市用气规模预测表 年限 年用气量（ 108a） 年平均 日用气量 （ 104d） 计算月平均 日用气量 （ 104d） 计算月平均 小时用气量 （ 104h） 不可中断 日用气量 （ 104d） 2010 011 012 013 014 015 016 017 4 2018 019 020 于 2007 年 1 月投入使用的任丘市西部门站最大能够达到年供气量 108a，目前中国石油华北石化分公司作为任丘市最大的工业用户， 2010 年用气量约为 108a，其气源通过任丘市西部门站经城市中压管道供应，增加了中压管网的供气压力，影响居民生活用气的稳定，同时可靠性较低，随着中国石油华北石化分公司规划扩建生产线，预计其 2013年最大年用气量将达到 108a，以及任丘市 108a，这就造成任丘市西部门站无法正常满足城市用气，因此华北油田 公司新建了任丘市北部门站输气量为 108a，以保证对任丘市供气的可靠性及稳定性 。 本次管道工程即为任丘市市北部门站的气源管线。 程概况 1） 分输站主要 工艺为：天然气在站内调压 、 计量 后外 输至 下游 门站。工程配套的辅助专业有：建筑结构、仪表自动化、给排水及消防、供配电、暖通、通信、 防腐、 总图、机制等专业。 2）输气线路 管道起点位于任丘市青塔乡境内的陕京二线 34 号阀室； 终点位于任丘市八里屯村的任丘市北部门站； 5 长度约为 管道埋地敷设，埋深为管顶距地面 防腐 采用三层结构挤压聚乙烯加强级防腐和牺牲阳极保护相结合的防腐方式。 管线穿越 106 国道 1 次。 3）线路用管 管道是做为任丘市北部门站的气源线使用。 管道 设计参数 表 设计规模 (108a) 设计压力 （ 管径 （ 壁厚 （ 管型 钢种等级 缝焊接钢管 73 缝焊接钢管 缝焊 接钢管 过计算外径 线基本可以满足输送要求，但考虑到管线将来增容的可能，所以线路用管参数推荐用管见表 管道 设计参数 表 设计规模 (108a) 设计压力 （ 管径 （ 壁厚 （ 管型 钢种等级 73 缝焊接钢管 6 根据沿线人文状况，按照输气管道工程设计规范（ 有关规定，沿管道中心线两侧各 200m 范围内，任意划分成长度 为 2能包括最大聚居户数的若干地段，按划定地段内的户数划分为四个等级。 管道全线地区等级属于二类地区，管道穿越公路处顶管（加套管）穿越方式进行穿越；河渠、机耕路采用大开挖穿越方式进行穿越； 当采用大开挖方式穿越时，需对河渠两侧岸坡进行砌石防护。 要工程量 1）线路及其配套工程主要工程量 表 主要工程量表 序号 项目 单位 数量 备注 1 线路 缝焊接 钢管 、层结构挤压 聚乙烯加强 级防腐 9365 越公路及河渠 处 15 工保护 处 7 工辅路 6m 2 分输站 座 1 门 个 80 100 声波流量计 橇块 套 6 带过滤器 压器 橇块 套 6 每套 3个 空 立管 具 1 气管 具 7 3 仪表自控 7 控系统 套 1 2）技术经济指标 表 主要技术经济指标表 序 号 项 目 单位 数 量 备注 一 规模 1 设计规模 108m3/a 11 320104m3/d 2 设计压力 二 水、电、气消耗 1 水 t/a 1050 2 电 104kw.h/a 三 总占地面积 1 永久性 占 地 亩 中：分输站占地 2 临时性占地 亩 164 站外管线按 12m 宽临时占地考虑 四 建筑面积 五 钢材 t 六 定员 人 15 七 工程总投资 万元 1 工程费 万元 2 其他费用 万元 3 备费用 万元 4 建设期贷款利息 万元 究结论 1）本项目的研究完全符合国家相关标准规范的有关规定； 2）本项目的气源是安全可靠的，完全能够满足下游各门站对天然气的需求； 3）通过对管道气源、供气规模的分析，本项目技术方案是合理可行的。 8 第 2 章 自然条件及社会条件 任丘市位于河北省中部，地处京津冀经济圈，属环京津、环渤海经济开放带，是国务院确定的对外开放市。市区北距北京 151 南距石家庄 201南距沧州 114 北距天津 135 距保定 66境东与廊坊市文安、大城两县相连，南与河间市毗邻，西与保定市高阳县接壤，西北与安新县隔白洋淀相望，北与雄县相接。全市总面积 1012 平方 公里，东西横距 42.5 北纵距41 总人口为 人，其中任丘市 人， 华北 人。 候条件 任丘市属于东部季风区暖温带半湿润气候，属冀中平原暖温半干旱复种亚区。大陆性气候显著。大陆度为 燥度 季分明，光照充足，夏暑冬寒，温差较大。 任丘市地域气象资料见表 表 任丘市地域气象资料表 地区 任丘 单位 数量 气温 年平均 平均最高 平均最低 端最高 端最低 暖总天数 行风向 平均风速 全年 m/s 9 最大 m/s 均降水量 大冻土深度 端地面 温度 最高 低 均气压均日照 时数 均蒸发量 对湿度 63 地震基本烈度 度 7（ 文地质 任丘 市 土壤田质为河流冲积物和沉积物。耕层质地多变，土体层次分明。全市土壤分为潮土和沼泽土两大类型。沼泽土占总耕地的 其余为潮土。在潮土中，褐化潮土约 典型潮土约占 74%，盐化潮土约占 沼泽化潮土约占 任丘 市 水资源主要为地表水和地下水。据多年平均量综合计算，全市水资源为 108m。108m，地下水约 108m。地表水资源主要靠白洋淀蓄水 ， 占全市地表水资源的 80%。 震 根据中国地震动参数区划分图 划分，任丘市地震烈度为 7 度，地震加速度值为 政区域划分： 任丘市共辖 6 个乡 （议论堡、青塔、北辛庄、七间房、北 汉、于村）、 9 镇（出岸、石门桥、鄚州、梁召、吕公堡、长丰、苟各庄、 10 辛中驿、麻家坞）、 2 个省级经济技术开发区。 (任丘经济开发区和雁翎经济开发区即牛村开发区 ),共辖 413 个行政村。 济产业： 任丘综合实力不断提升。 2007 年，全市生产总值完成 元，固定资产投资 元，全部财政收入 元，农民人均纯收入 5231 元，城镇居民人均可支配收入 12303 元。农业结构日趋合理，农业产业化经营率达到 46%，形成了 “鸡、鸭、鱼、菜”四个主导产业，培育了 60个产业化龙头企 业，有 12 个农产品被评为国家或省名优产品。项目建设进一步加强，新上投资 1000 万元以上的项目 160 个，超亿元的 14 个，是近年来项目最多、投资规模最大的一年。民营经济实力不断壮大，形成了石化、铝型材、摩托车、石油钻采设备制造、电气机械及器材制造等特色主导产业，民营企业总数 多家，通过 列质量认证的企业 103 家， 3C 认证企业 52 家， 证企业 33 家，冠名 “河北”以上名称企业 148 家。目前，任丘已成为中国铝型材产业基地和中国三轮摩托车产业基地。第三产业发展较快，全市有各类规模市场 49 个，年成交额超亿元的 10 个；各类宾馆、饭店 2389 家，其中五星级宾馆 1 个、四星级宾馆 2 个、三星级宾馆 1 个、二星级宾馆 2 个；商业批发零售网点达 摊，餐饮网点 2290 个以上；全年社会消费品零售总额完成 元；大小金融、保险机构 184 家；全部金融机构年末存款余额 元，其中城乡居民储蓄余额 元。任丘先后被国家命名为全国平原绿化先进市、“两基”教育先进市、幼儿教育先进市、文化先进市、体育先进市、残疾人工作先进市、广播电视先进市、爱心 献功臣先进市。任丘的综合实力从 “九五”起一 11 直位居河北 “十强”和全国百强县市。 2006 年，综合实力列全国百强县市第 71 位。 2008 年，县域经济基本竞争力列全国百强县市第 42 位。 通状况 任丘交通十分便利。 京九铁路 自东北向西南纵穿全境，途涉及 8 个乡镇 28 个行政村，在市区东侧建有 车 站，现有 51 趟列车停站。年客流量约 85 万人次，运货量约 65 万 吨。市境内公路总长 1100全省之冠。其中 106 国道 南北纵贯市境 41保公路南线东西横穿市境 40路在市区交叉通过。市长途汽车站现有发往京津等地的省际班车 17 条路线 另有 。发往北京、天津 、 石家庄、廊坊 、 沧州 、 和 保定 的班车。 公路交通十 分发达。 第 3 章气源及市场分析 源概况 陕京二线输气管道西起陕西省靖边县，途经陕西省、内蒙古自治区、山西省、河北省，东达北京市大兴区采育镇。管线经过毛乌素沙漠东南边缘、晋陕黄土高原、吕梁山、太行山脉和华北平原，全线总长 径 1016计压力 10计年输气量120 108m/a。 陕京 三线 输气管道 工程，西起陕西省长庆榆林首站，东至河北省永清县永清分输站。管线全长 820径 1016计压力10计年输气量 150 108m/a； 目前陕京三线的阀室与 陕京二线阀室已经连通，统一通过陕京二线分输站给各地区输送天然气。 12 标市场的选择 2005 年的 2 月天然气引入华北油田矿区开始，任丘市开始用上了管输天然气，到 2006 年 11 月，“陕京二线”任丘分输站建成，到 2007 年 1 月，任丘西部门站正式投入使用，任丘市发展城市燃气市场第一次有了可靠的气源保证。任丘市天然气供应得到了快速发展，截止到 2009 年，任丘市铺设形成了约有 100 城市燃气管网，城市燃气的用户达到 户，年商业用气 8000 104 基本实现了城市燃气的全覆盖，初步具备了年供气 108能力。 任丘市天然气用气量现状见下表： 表 任丘市 2008年用气量 区域 年用气量 （ 108a） 年平均日 用气量 (108d) 计算月平均用气量 (108d) 高峰小时 用气量 (108h) 任丘 任丘市 2009年用气量 区域 年用气量 （ 108a） 年平均日 用气量 （ 108d） 计算月平均 用气量 (108d) 高峰小时 用气量 （ 108h） 任丘 天然气规模预测： 2010年 任丘市区域用气量预测见表 表 任丘市用气规模预测表 年限 年用气量 （ 108a） 年平均 日用气量 （ 104d） 计算月平均 日用气量 （ 104d） 计算月平均 小时用气量 （ 104h） 不可中断 日用气量 （ 104d） 13 2010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 4 章管道线路工程 管道起点位于任丘市青塔乡境内的陕京二线 34 号阀室； 管道终点位于任丘市八里屯村的任丘市北部门站； 方案一：管线自 34 号阀室起沿着东北走向的陕京二线东侧平行敷设穿过任青公路（南侧有水渠）之后，从 2 处鱼塘之间通过，穿过 1 处灌溉渠、 1 条砖路后到达任 丘市新西环路，穿过任丘市新西环后，通过 1 片树林到达任雁公路后，穿越赵店西公路后从路东侧采油井场的西侧通过，到达赵店东公路东侧后，转向正东方向，在穿过邓河公路（路东侧有污水）之后一 14 直到达 106 国道，在国道东侧的八里屯和北五里铺村之间沿着任丘市的规划路（穿过 2 条水渠）敷设，敷设到任丘市北部门站的正南方，在转向任丘市北部门站，穿过 1 条沥青路之后到达任丘市北部门站，管道全长约为 道采用埋地敷设，全线穿越小型河渠 7 次，小型公路 7 次， 106 国道 1 次，管道全线均是平原耕地地段，地势平稳。管道采用三层结构挤压聚乙烯加强级防腐和牺牲阳极防腐相结合的防腐方式进行管道的外防腐。 方案二：管线自 34 号阀室起先向西穿过陕京三线后，沿着东北走向的陕京三线西侧穿过任青公路（南侧有水渠）之后，穿过 1 处灌溉渠、 1 条砖路后到达任丘市新西环路，穿过任丘市新西环后，通过 1 片树林到达任雁公路后，到达赵店东公路东侧，转向正东方向，穿过陕京二线、三线后在穿过邓河公路（路东侧有污水）之后一直到达 106 国道，在国道东侧的八里屯和北五里铺村之间沿着任丘市的规划路（穿过 2 条水渠）敷设，敷设到任丘市北部门站的正南方，在转向任丘市北部门站，穿过 1 条沥青路 之后到达任丘市北部门站，道采用埋地敷设，全线穿越小型河渠 6 次，小型公路7 次， 106国道 1次，穿越陕京二线 1次，陕京三线 2 次管道全线均是平原耕地地段，地势平稳，管道采用三层结构挤压聚乙烯加强级防腐和牺牲阳极防腐相结合的防腐方式进行管道的外防腐。 方案比选： 方案一中部分管道通过路线附近有鱼塘、民房、井场等增加管线施工和协调征地的难度； 15 方案二中管线穿越陕京二线 1 次，陕京三线 2次，其协调报批周期无法预估，同时施工难度较大，项目工期无法保证。 综上所述，二个方案路由长度相差不大，而方案二 的施工难度及复杂程度要远高于方案一，所以本次项目推荐方案一。 本工程线路具体走向图详见附图 1。 1）设计规模 华港燃气公司的 34号阀室至任丘市北部门站高压天然气管道工程的管道设计输量为 60 104d，即为 108a。 2）设计压力 管道运行压力为 计压力为 3）压力系统 起点压力 点压力 3）其他基础数据 管道埋深处月平均最低地温： 管道设计输送天数 :350 天。 本工程管道输 送介质为天然气，设计压力为 需管径为 安全性和经济性考虑，管线直管段用管采用直缝缝埋弧焊钢管，冷弯弯管、热煨弯管用管采用直缝埋弧焊钢管。 径壁厚计算 16 根据本工程输气干线的管径和设计压力，采用过高强度的管材不但价格高，而且壁厚的有效利用率低，选用强度过低的管材，则需要增大管道的壁厚。为合理选择管材等级，根据管道所在地区等级，对管道不同钢级的钢管壁厚和钢材用量进行计算，综合考虑工程造价、供货周期、供货方便程度等因素，推荐采用国内生产技术成熟、产量稳定的 级钢管。 按照输气管道工程设计规范（ 管道壁厚计算公式为： = 2s式中： 钢管计算壁厚， P设计内压力， D钢管外径， s钢管的最小屈服强度， 钢管焊缝系数，按输气管道工程设计规范选取 1； F设计系数，按二级地区为 t钢管的温度折减系数，取 头强度计算 b = m 44 式中： b 弯头或弯管的管壁计算厚度， 弯头或弯管所连接的直管段管壁计算厚度， m弯头或弯管的管壁厚度增大系数； 17 R弯头或弯管的曲率半径， D弯头或弯管外直径， 经对线路用管、热煨弯头用管进行强度计算，为确保管道运行更加安全，提高管材壁厚等级，同时为减少钢管壁厚等级过多，生产麻烦，考虑到管材采购和施工方便，不同地区等级的线路用管及对应热煨弯头的选用结果见表 表 线路直管段及热煨弯头用管表 地 区 等 级 二级地区 直管段 （ 计算壁厚 择壁厚 煨弯头 （ 计算壁厚 择壁厚 管道强度及稳定性校核 （ 1）当量应力校核 对于埋地管道必须进行当量应力校核。校核条件为：受约束热胀直管段，按最大剪切应力强度理论计算的当量应力必须满足下式要求： 0 . 9e h L s 式中： e当量应力， h管内压引起的环向应力， h 2) ， 其中： P 管道 设计 内 压力， d管子内径， 管子壁厚， L内压和温度引起的轴向应力，L h 1 2= E ( t - t ) ， 18 其中： 泊桑比， E钢材弹性模量， E 0 5 钢材线膨胀系数， 0 -5 m/m ； 道下沟回填时温度， ； 道的工作温度， ； s管子规定的最小屈服强度， 对使用温度较高的最不利条件进行强度校核： 取： 10 （管道施工最低温度） 0 （最高运行温度） 经计算：对于材质 管道直径 行压力 小壁厚 e=，才会在管子正常运输、铺设、埋管情况下出现圆截面失稳。根据输气管道工程设计规范 （ 气管道的最小公称壁厚 分别为 经过计算，本工程 线路 用管的直径与厚度 之 比 分别为 远小 于 140，因此，钢管不会出现圆截面失稳问题。 （ 3）径向稳定验算 验算公式： 19 12/33其中： x 钢管水平方向最大变形量 (m) ； 钢管平均直径 (m)， W 作用在单位管长上的总竖向载荷 (N/m)； 土壤容重 （ MN/取 D 钢管外径（ m）； H 管顶回填土高度（ m）； Z 钢管变形滞后系数，取 K 基床系数，按规范取 E 钢材弹性模量 (N/ 0 11 N/ I 单位管长截面惯性矩 （ 3n/12）， m4/m； n 钢管公称壁 厚 (m)， 土壤变形模量 (N/取 0 6 N/ 经验算，在管道设计埋深及外载荷情况下， x=10 约 20 年 适用温度 70 110 除锈要求 层厚度 境污染 很小 很小 补口工艺 热收缩套（带） 喷涂或热收缩套（带） 主要优点 综合性能优异 ,既有 粘结力强 ,使用温度范围 31 项目 聚乙烯复合结构 熔结环氧粉末 强粘结 ,良好的耐阴极剥离和防腐性能，又有 好的机械性能 ,抗透湿性和绝缘性 宽 ,涂敷管可冷弯 ,具有极好的耐土壤应力和耐阴极剥离性能 缺点 涂敷工艺较复杂 易被尖锐物冲击破坏 ,对吸水敏感 ,涂装过 程要求十分严格 ,耐光老化性能差 适用地区 各类环境 ,特别适用于对涂层机械性能 ,耐土壤应力及阻水屏障性能要求较高的苛刻环境 ,如碎石土壤 ,石方段 ,土壤含水量高 ,生物活动频繁 ,植物根系发达地区 大部分土壤环境 ,特别适用粘质土壤 （ 4）本工程推荐使用的防腐层 本工程沿线地形、地貌主要为平原， 管道附近人文活动频繁，推荐本工程管道全部采用聚乙烯三层复合结构防腐 。 防腐等级推荐为：管线 的 穿越段 相邻比较近，而且附近有高压电力线 ， 所以 管道外防腐采用三层结构 挤压 聚乙烯加强级防腐。 （ 5）本工程为 34号阀室至任丘市北部门站高压 天然气管道工程，管道管径为 用 计压力 温输送，全长约 管线 防腐层 采用三层结构挤压聚乙烯加强级防腐。聚乙烯加强级防腐层预制严格执行埋地钢质管道聚乙烯防腐层（ 23257要求。防腐层在工厂预制，管端预留长度为 100 110道除锈等级达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 8923 规定的 弯管外防腐采用高固体分环氧树脂涂料（湿膜厚度 120m） +辐射交联聚乙烯热收缩带（胶带厚度 宽 100接宽度为 50 55）。 补口采用辐射交联三层结构热收缩带防腐，补伤采用高固体分环氧树脂涂料进行修补。 32 极保护 由于管道起点是陕京二线阀室，无法安装阴极保护设备，而终点位于任丘市北部门站也没有安装位置，因此管线采取牺牲阳极阴极保护。 牺牲阳极选用镁合金牺牲阳极。镁合金牺牲阳极具有开路电位高，发生电量大，环境适应性好，使用寿命长等优点。也无须外加设备，维护工作量小。 要工程量表 防腐工程主要工程量见表 表 防腐 及阴极保护 主要工程量 名 称 单位 数量 备注 氧粉末 加强级防腐 管补口 个 910 高固体分环氧树脂涂料 +辐射交联聚乙烯热收缩带补口 电位 （电流） 测试桩 200 202500 支 10 为防盗，采用混凝土 测试桩 镁合金牺牲阳极 6 3组，每组 2 支 镁合金牺牲阳极 8 过路套管用，高压电线下用 便携式阴极保护电位只能测量仪 2 维护用 第 6 章 分输站 设计原则 主要遵循以下原则： 1）满足分输系统工艺设计的要求，实现天然气接收、分输功能的需要 ； 2）社会依托条件好，供电、给排水、通信、生活及交通便利； 3）与附近厂矿企业及其它公用设施的安全距离应符合国家标准石油天然气工程设计防火规范 0183 33 4）站场有足够的生产操作和设备检修用的作业通道及行车通道，有车行道与外界公路相通； 5）节约用地，尽量减小土方工程量、降低工程投资和管理费用。 站场工艺 输站概述 由于陕京二线 34#阀室目前只剩余一个预留口，并且其站内现已无法满足下载口的工艺安装要求，所以在 34#阀室东侧约 100m 处任丘市青塔乡境内农田中 新建 1 座分输站，将华港燃气集团有限公司的北部门站、西部门站、任河管线的下载口均移到分数站内。分输站平面及工艺流程详见附图。 输站工艺 设计参数 进站压力： 出站压力： 设计压力： 10 设计气量 32010 4d。 站场 功能 （ 1） 接收上游 管 线天然气； （ 2） 对进站天然气进行、调压 、过滤、 计量； （ 3）向 下游 门站分输天然气； （ 4）进、出 分输 站天然气紧急截断和放空； （ 5）事故状态及维修时的天然气截断放空 。 34 工艺流程说明 自 陕京二线天然气输气管道输送 的天然气以 入 分输站，首先经 总汇气管分配，分别进入北部门站分输橇、西部门站分输橇、任河线分输橇以及预留口，每座分输橇（预留除外）均先经 2套调压装置 橇块 （开 1 备 1）进行调压， 然后 进入 2套 超声波流量计橇块 （开 1 备 1）进行计量，计量后天然气以 站 ， 输至 下游 用户门站。 在计量前汇气管 可单 接一路气进自用气调压箱，经计量、调压后满足站内采暖和生活用气需求。 在进、出 分输 站总管道上设置有电动紧急切断阀，当 分输 站内或下游用户发生重大事故时，迅速关断紧急切断阀，将站内设备与上、下游隔断。汇气管 、过滤器 等设备排出的含油污水，集中排放至 排 污池，定期拉运至安全地点处理。同时，在管线和设备上设置有安全泄放系统， 管线及站场 超压放空气引至站外 放空立管 。 工艺流程图详见 01。 设备及阀门的选用 本工程设备及阀门的设计压力为 10 量、调压系统 为实现本工程与下游门站供气的交接计量，设置交接计量仪表超声波流量计。 本工程调压装置主要包括压力检测系统、压力调节系统、压力安全保护系统及相关的监视报警系统。调压装置将保证维持系统下游压力在工艺所需的范围之内，确保系 统下游压力不超过允许的压力，还可完成限制系统下游的流量不超过设定值的功能。 本工程每座分输橇设两路调压、计量系统，一开一备。 35 门 1）紧急切断阀 为便于维修，以及发生事故，尽可能减少损失和防止事故扩大，在 分输 站的进、出站管线上设置紧急截断阀，紧急截断阀采用钢球阀，配置电动执行设备。当站场发生事故及检修时，可关闭进、出站紧急截断阀，保证站场的安全。 2）球阀 根据输气管道的特点，工艺管线上的阀门均采用钢制球阀，其特点是密封性能好，操作灵便。具有远控要求的阀门采用电动球阀。电动球阀操作维修简便，开闭 时间短。 3）节流截止放空阀 节流截止放空阀具有密封可靠、耐冲刷、使用寿命长、操作轻便等特点。该阀门采用双质（硬质及软质）密封，节流面与密封面分开结构，使阀门的密封性和使用寿命大大提高。放空管线采用双阀结构，节流截止放空阀下游设置球阀，以保证密封性，便于维修与更换。 4）阀套式排污阀 排污阀也采用硬软双质密封面，并采用阀座浮动连接，设有平衡孔可调节软密封面变形量，保证了密封的可靠性，具有耐冲蚀、排污性能好、使用寿命长等优点。 5）止回阀 止回阀选用无冲击、压降小、流通能力大、密封性能好的轴流式止回阀。 6） 安全阀 36 安全阀有弹簧式和先导式两种类型，先导式安全阀与弹簧式安全阀相比，改粗弹簧直接感应压力为压力传感器（先导器）感测压力，大大提高了压力感测的灵敏度。同时克服了传统弹簧式安全阀动作后阀芯不易复位，关闭不严的问题。本工程站内气体超高压泄放选用动作灵敏，泄放能力大的先导式安全阀。 空 管 分输 站新建 1 具 h=25m 的放空 立管 。站内工艺装置在事故状态和检修时天然气集中排放。 缘接头 绝缘接头安装于管线上，由于其结构上的特点，得以将相连接于其两端的管道可以在导电上断开，即不导电，从 而防止阴极保护电流的流失和对其它系统的不良影响。 非标设备 述 非标设备设计 内容 有 汇气管 、 放空立管 、 清管三通 。本 次 设计不得用于其它工程项目。 计范围 设计范围为非标设备的主体及部分附件，截止到设备接管的第一片法兰，包括对非标设备进行选材及设计，并提出制造、检验及验收的要求。 不包括土建基础、消防设施、防雷接地、防腐保温、仪表安装等设计内容，详见相关专业内容。 计原则 1）严格执行国家和行业最新版本的法规、标准、规范和规程 ,确保所设计的非标设备符合国家及行业 的各项现行规定。 37 2）严格按照工艺及甲方所提供的各有关参数进行设计，满足工艺过程的需要。设计应充分考虑站场的生产操作特点，与生产、管理和维修相适应。 3）在设计中积极采用经实践考验的新结构、新技术和新材料，力求做到技术先进、经济合理、操作方便、运行平稳、安全可靠。 4）设计制造立足国内，并消化吸收国外先进技术。 5）根据设备的工作压力、工作温度、介质特性等工艺条件以及材料的机械性能、耐腐蚀性能、制造工艺性能，结合市场材料供货状况进行合理的材料及设备防腐涂层的选择，确保使用安全、经济合理。 6）根据设备的工作 状况及其重要程度，确定设备的设计使用寿命按 10 15年考虑。 循的标准规范 钢制压力容器 钢制卧式容器 4731 化肥设备用高压无缝钢管 479 钢制压力容器焊接规程 4709 承压设备无损检测 4730 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口 埋弧焊的推荐坡口 钢制管法兰、垫片、紧固件 20592 20635 锅炉和压力容器用钢板 13 钢制卧式容器 4731 压力容器涂敷与运输包装 4711 38 要设备设计方案 本工程主要非标设备有汇气管、放空立管和清管三通。 （ 1）放空立管 放空立管应能承受放空背压的影响。具有高可靠性、高安全性，要求防爆、防风、防雨、防寒、 防雷、 抗 干扰 能力强；能承受地震、风载等各种载荷；应满足安全、环保及健康的要求；噪音小；运行维护简单、使用寿命长 。 （ 2）汇气管 按照我国标 准 气管道设计规范的规定，汇气管属于压力管道管辖范围，为管道附件，不属于压力容器，因此设计应遵循压力管道的有关标准规范。其设计压力与管道的设计压力一致，这种规定与国际上其它国家如美国标准 规定是一致的。汇气管的筒体壁厚计算和开孔补强计算， 气管道设计规范中均有明确规定，其制造、检验及验收应按 制压力容器的有关规定进行，同时汇气管应由具有压力容器制造资格的工厂制造。管道附件和管件的水压试验与工艺系统的试压压力相同。 汇管在筒体 上 开口的结构有 两种型式，一类是传统的焊接结构，另一类是开口模压拔制结构。焊接结构即汇管上的开口接管采用无缝钢管或锻制加厚接管与筒体焊接，其特点是制造工艺比较成熟、简单，适用于压力比较低的汇管。拔制结构即对筒体上开口位置以加热方式用模具在压力下拔出一个开口接管， 接管与筒体是一个整体，其过渡区是圆弧过渡形式。对 于 高压汇管，开口模压拔制结构不论在外观上，结构受力上和焊接接头缺陷的避免上均优于开口焊接结构。对于拔制工艺，主管壁厚不仅要满足高压下的强度要求， 39 还要为支管提供所有材质并满足开孔补强，因此，拔制工艺主管的筒体壁厚相对较厚 。另外，受拔制水平的影响，开口接管的拔制高度不会太高。 汇气管结构型式采用焊接结构还是 拔制结构 取决于以下几点： 1）设计压力，从以上分析对比中可以看出，拔制汇管从性能上优于焊接结构 汇管，但同时主管壁厚较厚，当主管长度较大时，相对于焊接结构必将更多地消耗大量钢材，增加成本；另外拔制工艺相对复杂，制造费用高于焊接结构，这也不利于成本的控制。 2）开口大小，当支管直径相对于主管直径较大时，如在 孔，此时的管口条件超出了所有计算方法的适用范围，无法采用等面积补强法或者压力面积补强法对开孔 进行补强。对于此类大开口情况，自然不能采用开口焊接支管的型式，而只能选择拔制结构； 3）生产能力及运输要求，从以上分析对比中可以看出，焊接结构 制造工艺比较成熟、简单 ，具有生产能力的制造厂很多，使用比较普遍。而拔制结构汇管正好与之相反，目前，国内还有许多制造厂不具备拔制汇管的生产能力。因此，当工程所在省市周边没有具备拔制汇管生产能力的制造厂时，应尽量考虑采用焊接结构汇管，否则将会增加运输困难和相关费用，尤其是工程量较大时，更应考虑运输问题。 本工程的最高设计压力为 10接结构汇管完全能满足功能要求，并 能确保设备安全可靠；工程所有汇管开口均在开孔补强的适用范围内，完全能够采用焊接结构汇管；另外，该工程位于华北平原，在确保设备安全可靠的前提下，从减小投资、保证生产能力 40 以及降低运输费用等多方面考虑均可采用焊接结构汇管。综上，本工程中所有汇管采用开口焊接结构。 （ 3）清管三通 本工程中所有清管三通均采用拔制或挤压结构，三通的主管长度均应大于有效补强宽度的两倍，支管的高度均应大于过渡圆弧的半径，并满足最小补强高度的要求。 要工程量 本工程非标设备主要工程量见下表。 表 非标设备一览表 序号 设备名称 数量 规格尺寸 设计条件 主体材料 温度 压力 汇气管 1 1028000 60 10 汇气管 3 104800 60 10 汇气管 3 4800 60 345R 4 放空立管 1 h=25000 60 常压 20 5 清管三通 9 250 60 6艺部分 主要工程量 主要工程量见表 1。 表 1 主要工程量表 序号 名称及规格 单位 数量 备注 一 设备 1 放空 立管 h=25m 具 1 2 流量计橇块 套 6 4 调压装置橇块（每套 3 个调压器） 套 6 5 自用气调压箱 台 1 二 阀门 1