毕业设计（论文）-胜利油田基地西城燃气管网改造.doc

中国石油大学胜利学院本科毕业设计（论文） 本科生毕业设计（论文）题 目： 胜利油田基地西城燃气管网改造 学生姓名： 学 号： 系 别： 储运与建筑工程系 专业年级： 油气储运工程09级1班 指导教师： 2013年6月15日摘要本设计是东营区西城燃气管网的改造初步设计，包括燃气管网设计和分项设计两大部分。其中管网设计包括：调压站服务范围调研、调压站计算流量计算、管网方案设计、年供气量、小时计算流量。管网压力等级确定，管网布置，调压站进站管线确定，管网技术经济比较。分项设计包括CNG加气站设计和调压站设计。CNG加气站设计包括加气站工艺流程设计、主要设备选型、部分设备安装图设计、加气系统三维模型建立。关键词：管网；调压站；供气量；加气站ABSTRACTThis design is DongYingQu xicheng gas network of reform of the preliminary design, including gas network design and partial design of two parts. One network design including: a gas station service scope research, a gas station, and the pipeline flow calculations calculation in design, reforming, hours calculation flow. The pipe pressure level determined, the disposal of pipes, a gas station stops pipeline sure, pipe, technical and economic comparison. Partial design including CNG fueling station design and a gas station design. CNG fueling station LPG station design including process flow design, the main equipment type selection, part of the equipment installation drawing design, gas system set up 3 d model.Keywords: Network；Gas station；Spreads；LPG stations目 录第一章 概述51. 总论52. 基础数据63. 管网现状84. 管网改造的必要性9第二章 改造方案及用户用气量121. 改造方案122. 供气对象及用户用气量统计15第三章 基地管网设计181. 调压站引入管182. 引入管的投资213. 管网计算流量和管径224. 管网布线305. 管网的投资336. 管线的校核34第四章 CNG汽车加气站设计371. 加气站工艺流程设计372.CNG加气站的调压计量系统393.CNG加气站净化干燥系统484.CNG加气站天然气压缩系统505.CNG加气站的储存系统和售气系统566.CNG加气站的控制系统59致 谢62Naturalgasandchemicalindustry63天然气化工67参考文献69第一章 概述1. 总论1.1.1 项目的由来胜利油田住宅小区天然气管网经过几十年运行，部分管网管线老化、腐蚀穿孔现象频繁，维修工作量大；跑漏气严重，供气损耗率高。胜利油田民用气管网建设时间早，管网布局没有整体规划，随着东营城区的发展，许多管网管线被建构筑物或道路等占压，不仅无法维护，且存在严重安全隐患。部分管网布局不合理，管线运行压力不均衡，严重影响了居民生活用气需要。近几年，随着城市公共基础设施的建设，因老化的民用气管网跑、冒、漏、盗气等造成的安全事故，逐年递增。随着居民住户的增加、住宅小区建设及城市的发展，日益老化的民用气管网无法满足不断增长的生活用气提升压力的要求。因此需要对胜利油田民用气管网进行改造规划，以保障油田居民安全平稳使用天然气。同时，避免重复建设，减少新建及改造工程量，节省投资。1.1.2 编制依据 关于开展胜利油田住宅小区天然气管网系统改造规划的委托书中国石化股份胜利油田分公司规划计划处，2008年6月20日。 胜利油田民用气管网系统改造规划（0版）审查意见，中国石化股份胜利油田分公司规划计划处，2009年10月9日。1.1.3 研究范围本项目研究范围为：西一路以西、西五路以东、北二路以南、南一路以北范围内，东营市中心城区内胜利油田基地天然气管网规划；本次规划涉及到燃气输配及与之配套的防腐等工程，并根据不同规划方案分别做出投资估算。本次设计在现有供气管网的基础上，通过重新规划部署，全面提升基地中心城区天然气管网的压力等级，提高输配能力，实现气源双向供气；对现有配气站进行调整改造，稳定供气压力；分片设置区域计量装置，逐步实现民用气分区域销售格局。同时，小区设置天然气计量调压柜，为居民用户提供稳定、安全的入户气源。1.1.4 编制原则（1） 严格执行国家及行业制定的有关政策、法规、规范、标准； （2）符合东营市编制的20052020年中心城远期燃气管网规划；（3） 积极慎重地利用先进、成熟、可靠的技术，提高系统的运行可靠性；（4） 充分考虑当地的自然地理及社会环境，满足生产的情况下，方便施工；（5） 结合已建工程设施，在执行设计、防火规范的前提下合理布局，在技术上满足生产需要，方便施工和生产管理；（6）管线走向力求顺直以缩短长度。为方便施工和管理，管线尽量靠近现有公路。为降低工程难度，减少工程量，尽量避开不良工程地段；（7） 在保证供气安全正常生产中，节能降耗，做到保护环境，少占耕地，节约投资，降低工程造价。1.1.5 遵循的标准规范城镇燃气设计规范 GB 50028-2006天然气 GB 17820-1999油气输送管道穿越工程设计规范 GB 50423-2007输送流体用无缝钢管 GB/T 8163-2008石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分 B级钢管GB/T 9711.2-1999建筑设计防火规范 GB50016-2006涂装前钢材表面预处理规范 SY/T 0407-97埋地钢质管道阴极保护技术规范 GB/T 21448-2008涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB 8923-88城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程 CJJ 95-2003 汽车用燃气加气站技术规范 CJJ 84-2003聚乙烯燃气管道工程技术规程 CJJ63-95 2. 基础数据1.2.1 城市概况东营市位于黄河入海口三角洲地带，西与滨州接壤，南与淄博毗邻，北、东两面濒临渤海，处在环渤海经济圈与黄河经济带的交汇点上，是国家规划的黄河三角洲的中心城市胜利油田所在地。全市辖东营、河口，利津、垦利、广饶2区3县，总面积7923km2，2008年总人口约200.48104人。东营市过去以石油开采为主业，进入20世纪90年代，东营市大力发展农业、养殖业及其它工业，经济获得迅速发展。该地区交通便利，公路四通八达。1.2.2 东营市城区结构东营市中心城区以东青高速公路分为东、西城两部分，东西城之间相隔15km，所谓的西城主要是胜利油田所在地，也是建成较早的居民集中生活区，人们称之为“基地”。目前胜利油田基地伴随着胜利油田近40年的开发建设和东营市20多年的城市建设，该地区已发展成为生产、居住、商贸、卫生、教育等多功能为一体的大型综合生活区域。1.2.3 城市规模2008年东营城区居民人口约为57.2104人，其中东城人口约12.1104人，西城人口约45.1104人。本规划工程范围内现人口约为45.2104人。1.2.4 自然条件胜利油田基地自然条件主要包括的水文及气象数据如下：全年平均气压 101.64 kPa全年平均气温 13.6极端最低气温 -13.0平均降水量 612.8 mm最大冻土深度 36cm历年最大风速 21.1m/s地震基本烈度 7度常年风向 SES3. 管网现状1.3.1 天然气输配站场目前，胜利油田基地主要的天然气输配站场共8座，目前胜利油田大部分小区居民用天然气均是由8座配气站供给，另外，还有一小部分油田居民小区由东营压气站直接供给天然气。8座配气站中因气量交接六户配气站由现河采油厂和油气集输总厂共同管理；胜采中心配气站产权归属胜利采油厂。其它均由胜利油田油气集输总厂的天然气管理中心管理。名称和分布位置见表1-1。表1-1 天然气输配站场名称和分布位置表序号名称分布位置建成投产时间1庐山路配气站庐山路与北二路交叉口西南200m2003年2总配气站西二路与济南路交叉路口东南约100m1996年3基地配气站西四路与济南路交叉口东北100m1989年4102配气站西四路东侧东辛102油站内1976年5东城配气站东二路与北一路交叉口西北约1000m2003年6八分场配气站东二路与北二路交叉口西北约500m1989年7六户配气站六户镇北约1.5km (产权属现河采油厂)2005年8胜采中心配气站胜坨镇南部 (产权属胜利采油厂)1986年1.3.2 供气对象现状目前，本工程研究范围内的供气对象主要为东营市西城油田及地方居民用户、公共建筑用户（包括食堂、餐饮业等商业用户）、CNG加气站用户及工业用户。其中：103个油田小区，所辖油田居民105407户，用气量为27977408m3/a；278个地方小区，所辖地方居民57827户，用气量为20060720m3/a；公共建筑用户中食堂约210处，用气量约为2940106m3/a；餐饮业约386座，用气量约为3663263m3/a；9座CNG加气站，用气量约为60807569m3/a；7个工业用户，用气量约为1340539 m3/a。1.3.3 天然气管网调压系统气源孤东辛管线在东营压气站处压力为0.51.3MPa。油田基地天然气管网的现输气压力根据各类用户需要的燃气压力的不同而不同，分别有以下几种情况：气源至配气站及配气站间的一级管网管线运行压力范围共4种，分别为：0.51.2MPa、0.3-1.0MPa、0.010.027MPa（冬）、0.0050.015MPa（夏）；配气站至居民小区计量调压装置前的二级管网管线用气压力范围共4种，分别为：0.010.027MPa（冬）、0.0050.015MPa（夏）、0.23MPa、0.14MPa；配气站至CNG加气站用户管线压力范围共2种，分别为：0.51.2MPa、0.31.0MPa；配气站至工业用户动力机械厂管线压力为0.15MPa。目前，胜利油田基地天然气调压装置主要设在配气站及各小区内：8座配气站内除八分场配气站、102配气站及基地配气站无调压装置外，其它5座配气站均设有调压装置，实现气源压力由次高压调成中压。103个油田小区中有33个油田小区设置了49个计量调压装置，小区设计量调压装置实现进小区天然气由中压调成低压，然后送入用户；无调压装置的，将中压来气直接接入用户。4. 管网改造的必要性1.4.1 天然气输配站场存在问题部分配气站（如基地配气站、总配气站等）建设时间较早，至今运行已三十多年，站内设备陈旧，管线腐蚀严重，严重影响了天然气主干管网输气压力的提升。且随着城市的发展及居民房屋建设的拓展，目前，这些配气站均处于城区居民住宅密集区域，存在严重的安全隐患。配气站目前存在问题经调研后汇总见表1-2。表1-2 胜利油田基地已建配气站存在问题汇总表序号站名存在问题1总配气站1、目前，总配气站内露天工艺装置区边缘与南部集兴库房7.1m，与西侧围墙仅为5.1m，与西侧站外集兴库房15.1m。与周边建筑安全距离不符合城镇燃气设计规范站内露天工艺装置区边缘与围墙不应小于10m，距办公、生活建筑不应小于18m，及建筑设计防火规范耐火等级为一、二级单层仓库与甲类厂房间距不小于12m的要求。存在安全隐患。2、总配气站无放空立管。2庐山路配气站放空管离高压线9.8m，不符合城镇燃气设计规范集中放散装置的放散管与站外架空电力线(380V)防火间距不小于2.0倍杆高的要求。不符合规范要求。3东城配气站1、东配站内胜大及海通骏景调压柜与西侧建筑物外墙安全距离不足5m，不符合城镇燃气设计规范次高压A调压柜距建筑物外墙不小于7m的要求，不符合规范要求。 2、放空管距居民建筑不满足城镇燃气设计规范最小间距25m的要求，不符合规范要求。4八分场配气站八配站内露天工艺装置区边缘与办公建筑间距3m，与北侧围墙1.5m，与东侧站外民用生活建筑外墙距离不足5m，不符合城镇燃气设计规范站内露天工艺装置区边缘与围墙不应小于10m，距办公、生活建筑不应小于18m，不符合规范要求。5基地配气站基配站内计量间与办公建筑间距仅为2m，不符合建筑设计防火设计规范甲乙类厂房距办公建筑不应小于12m，不符合规范要求。1.4.2 天然气主干管网存在问题 管网布局不合理目前，基地已建民用天然气管网以孤东辛输气干线为主要气源中轴，沿配气站分别向东西方向延伸，在城区北、中、南部建有三条主要东西走向供气干线，支线等管线呈辐射状分布，整体成枝状管线网络。已建的小区大部分无压力调节装置。进小区供气管线大都是就近直接从主供气管网开口接出，如此构成的管网成树枝状延伸及布局。再加上各油田住宅小区内网也均为枝状敷设。致使小区供气压力不均衡，难以调节，无法满足末端用户的用气需求。同时，目前的供气管网部分管线如中心医院线，上游管径大（273），压力高；下游管径小（159），压力低，随着下游用气需求的增加，前超后欠的矛盾日益突出。 另一方面，随着城区基础设施建设及改造，部分电缆线、蒸汽、热水管线与已建天然气管线敷设在同一管沟内，相互间基本上无安全距离，存在很大的安全隐患。 管线老化、腐蚀严重目前，城区民用气主干管网管线老化严重，安全隐患监控点多达540处。胜利油田基地民用天然气一、二级管网管线建设时间统计见表1-3。表1-3 胜利油田基地天然气一、二级管网管线建设时间统计表管网管线总数量(条)建设时间上世纪70年代上世纪80年代上世纪90年代20002009年一级7115二以上表格知：基地民用天然气一、二级管网共139条油田管辖的供气管线，总长162.4km；其中：建于七十年代管线19条，长24.7km，建于八十年代管线35条，长27.5km。上个世纪七八十年代投产的管线，共有54条，长52.2km，约占基地天然气管网管线总长度的32.1。上世纪九十年代投产的管线有26条，长30.4km，约占基地天然气管网管线总长度的18.7。目前，已建胜利油田基地民用天然气供气一二级管网139条油田管线中共有26条管线因建设时间较早，运行时间较长，老化腐蚀严重，长约39.83km，约占城区民用气主干管网管线总长度的24.5。 管线遭占压基地主要管网管线被道路、建构筑物、沿街商品房等占压多达39处，管线损坏腐蚀后不仅无法维修，而且一旦管线破裂必将给人民群众的生命财产带来很大的危害。 管道被破坏严重近几年来，受地方基础设施施工建设及不法分子偷盗等因素的影响，管道被破坏情况十分严重。2008年，割除非法用气点共计203处，焊堵盗气头共计252个。同时，管线损坏及偷盗气等造成的安全事故逐年递增。 城区民用气管网输差大2009年1月至10月间，胜利油田基地一、二级天然气管网接气量为13103104m3，用户计量用气量为10221104m3，管网输差量为2892104m3，输差率为22.1，给油田造成严重经济损失。其中输差较大的管线共有5条，具体统计数据见表1-4。表1-4 2009年1月至10月胜利油田基地5条主要管线输差统计表管网线路接气量供气量输差量输差率机厂线1692.9686901.7792791.189446.73%胜华线638.4593354.8824283.576944.42%庐东线333.356662.2862271.070481.32%淄博路线302.0749138.9544163.120554.00%西五区线328.5711206.0469122.524237.29%石大线498.7537254.0187244.73549.07%1.4.3 胜利油田基地天然气管网改造的必要性胜利油田基地民用气管网系统改造工程是一项事关油田十几万居民生活的民生工程，责任重大。基地民用气管网是随着油田的发展和居民住宅区的建设而建设的，由于目前运行的城区民用气管网缺乏整体规划，存在诸多不合理性，且不符合东营市20052020年发展规划。随着基地城区面积的不断扩大，居民人口的迅速增加，使燃气供气不足的现象越来越突出，管线末端的居民做饭点不着火，做不熟饭的问题经常发生。同时，由于基地城区的改扩建，将大量的燃气输配管线压在了道路、建构筑物下，无法修复；部分管线老化、腐蚀严重，管线穿孔爆破次数逐年增加；造成严重的安全隐患；近年来多次发生爆管事故，不仅影响居民的生活，也严重影响油区的生产。另一方面，管线跑、冒、盗、漏气现象严重，管输损耗大，造成严重的经济损失。同时，随着居民住户的增加、住宅小区建设及城市的发展，日益老化的民用天然气管网无法满足不断增长的用户用气需求的要求。因此，对胜利油田基地民用天然气管网进行改造规划是非常必要的。第二章 改造方案及用户用气量1. 改造方案2.1 改建方案根据供气对象分布情况，同时考虑目前城区天然气管网管线建设情况及运行状况，本规划设计方案：将枝状环网改造为环形管网；同时，对配气站及居民小区计量调压装置进行改造，提升环形管网压力，从而满足近远期用户的用气需求。燃气管网首先从孤东辛输气管线引气源至已建庐山路配气站，经站内计量调压，由输气管线引气源至总配气站和基地配气站，经计量调压后，再外输出站至基地天然气主干管网，最后经区域支干线，进入各居民小区。用气量规模为1.4108m3/a，设计压力为庐山路配气站出站压力0.51.3MPa，输配到总配气站进站压力为0.8MPa,基地配气站进站压力为0.6MPa。接收气源为胜利油田自产气或山东管网来气。2.1.1 已建天然气管网改造根据基地中心城区的特点，我们对基地燃气管网设计了两个方案；但最后选用哪个方案，还要对管网进行经济性比较后可知。方案一：从总配气站引出管线，形成以西二路、北二路、云门山路、南一路包围的大环形管网，再从基地配气站引出管线，形成以西三路、淄博路、云门山路和北一路包围的小环形管网，如下图所示：4268零点方案二：从总配气站和基地配气站引出管线，形成以西二路、北二路、云门山路和南一路包围的环形管网，管网图如下：零点2.1.2 庐山路配气站截断阀室庐山路配气站附近的气源管线上设截断阀室1处。当截断阀北侧的孤东辛管道发生故障时，关闭截断阀，利用南段管道内的储存气或山东管网来气为城区居民提供燃气，为北段管道的抢修提供时间；当截断阀南侧的孤东辛管道发生故障时，关闭截断阀，利用北段管道继续为城区居民提供燃气。从而保证南北方向燃气均能供给城区居民用气。2. 供气对象及用户用气量统计2.2.1 供气对象分类本次工程中涉及的供气对象，按照用户特点分类，可分为以下4种用户：（1）居民用户居民用户是城市供气的基本对象，也是必须保证连续稳定供气的用户。（2）公共建筑用户公共建筑用户包括文教卫生机构（如医院、学校、幼儿园等）和公共服务机构（如职工食堂、饭店、宾馆等）。（3）CNG加气站用户。（4）工业企业用户。2.2.2 供气对象预测根据东营市规划局预测:至2020年东营中心城区人口规模约85104人，其中东城约26104人，西城约59104人。本工程范围内2020年规划人口约77104人，也即至2020年止，西城约77104人。 供气原则(1) 居民用气供气原则:优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气；尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气；人工煤气一般不供应采暖锅炉用气。如天然气气量充足，可发展燃气供暖和空调。(2)工业用气供气原则:应优先供应在工艺上使用燃气后，可使产品产量及质量有很大提高的工业企业；使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业；作为缓冲用户的工业企业。(3)工业与居民供气的比例:城市燃气在气量分配时应兼顾工业与民用。在发展城市燃气的初期，由于居民用户发展较慢，在一定时期内，工业用气比例往往较大，但随着居民用户的逐步发展，居民供气比例就会逐渐提高。在正常情况下，工业与居民的供气量应有一定的比例，这个比例的确定既要从城市燃气供应和需求的具体情况出发，也要考虑发展一定数量的工业用户，因为工业企业具有比较均匀的特点，所以工业企业用气量在城市用气量中占有一定的比例。将有利于平衡燃气使用的不均匀性，减少燃气的储存容量。此外，为了平衡城市燃气供应的季节不均匀性及节日高峰负荷，可发展一定数量的工业用户作为缓冲用户。 居民用户规划至2020年实现本工程范围内77104人全部气化的目标，户均人口按3.2人/户取值，约24.1104户居民用户。本工程范围外约1.2104户地方用户由目前的基地天然气管网供应天然气，规划至2020年此部分用户仍维持现状。胜利油田基地天然气管网所供用户合计约25.3104户,约80.96104人。 公共建筑用户参考目前的公共建筑用户（食堂、餐饮业）数量占总人口的比例，确定2020年公共建筑用户供气对象数量。 CNG加气站用户CNG加气站主要为胜利油田基地范围内的出租车、私家车、公交车、公务车等加气。据统计截止2009年底，东营全市汽车保有量达到20.4104辆，其中燃气汽车数量达到5.6104辆。户均汽车占有量约为0.34辆。预测至2020年东营市户均汽车占有量达0.5辆/户，本规划范围内汽车数量可达12.65104辆。预测2020年燃气汽车所占比例由目前的0.27提升至0.5，本规划范围内的燃气汽车数量约为6.3104辆。2020年供气对象数量具体见表2-1。表2-1 2020年供气对象概况表序号名称数量1居民用户 (户)25.31042公共建筑用户(处)食堂 (处)109餐饮业 (座)3183CNG加气站用户6.3104辆汽车4工业用户 (处)32.2.3 各类用户的用气量指标 居民用户的用气量指标根据胜油局发2000283号文件“关于印发胜利油田住户用水电气计量管理办法实施细则的通知”中天然气定额为每户每天1.5m3，而根据油田十多年的用气统计，每月每户用气量一般在20m3左右，考虑一定的余量，取每户每天用气量为1m3。 主要公共建筑用户的用气量指标基地主要公共建筑用气量指标根据已建主要公共建筑用户用气量的统计资料进行选用，其具体指标见表2-2。表2-2 主要公共建筑用气量指标类别单位用气量指标职工食堂(m3/处a)14000饮食业(m3/座a)9490 CNG加气站用户的用气量指标根据调研资料确定CNG加气站汽车加气用气量。 工业用户的用气量指标工业企业用气主要是用作燃料或原料，其用气量比较均衡，按照目前生产使用的天然气用量考虑。2.2.4 用户用气量统计 配气站用气量计算见表2-3表2-3类别年用气量(108 Nm3/a)居民用户0.397公共建筑0.071CNG加气站0.33工业用户0.533未预见量0.067小计1.4第三章 基地管网设计1. 调压站引入管3.1.1 引入管线路选择原则此次管道工程横贯东营西城，管道线路工程应根据各段的特点，制定出不同的选线原则，确定出合理的管道线路走向。3.1.2 引入管线路方案基本路由（1）方案一：庐山路配气站北二路太行山路济南路总配气站此方案线路长5280m，共穿越2次公路，1次河流（2）方案二：庐山路配气站北一路太行山路济南路总配气站 此方案线路长6510m,共穿越4次公路，1次河流3.1.3 引入管管径计算 计算公式（1）钢管（2）铸铁管（3）塑料管聚乙烯燃气管道输送不同种类燃气的最大允许压力应符合我国行业标准聚乙烯燃气管道工程技术规程（CJJ63-95），其引入管管径计算公式同钢管。上述式中 管道起点燃气的绝对压力（kPa）； 管道终点燃气的绝对压力（kPa）； 燃气管道的计算长度（km）；燃气管道的计算流量（m3/h）；管道内径（mm）；燃气运动粘度（m2/s），=15；燃气密度（kg/m3），=1；管壁内表面的当量绝对粗糙度（mm）； 钢管一般取=0.10.2mm,塑料管一般取=0.01mm燃气绝对温度（K），=293 ；273K 引入管壁厚计算城镇燃气设计规范GB50028-2006规定管壁厚度计算公式：式中 钢管计算壁厚（mm）； P设计压力（MPa）； D钢管外经（mm）； s钢管最小屈服极限（MPa）；计算所得的管线壁厚（考虑腐蚀余量，2mm） 计算结果由表2-3可计算出各用户类型的月高峰系数、日高峰系数、时高峰系数，再由公式n=36524/KmmaxKdmaxKhmax得出供气量最大利用小时数，如（3-1）表3-1序号类别月高峰系数日高峰系数时高峰系数供气量最大利用小时数（h/a）1居民用户1.631.032.3122592公共建筑用户1.631.031.6222593CNG加气站用户1.151.34228424工业用户1.841.01.047605未预见量8758总配气站和基地配气站的小时计算流量见表（3-2）表3-2序号类别总配气站小时计算流量（Nm3/h）基配小时计算流量（Nm3/h）总小时计算流量（Nm3/h）1居民用户8720.78853.517574.22公共建筑用户1505.11637.931433CNG加气站011611.511611.54工业用户11134.567.23112025未预见量433.9331764.96小计21794.222501.244296将计算流量代入钢管的计算公式：可得，引入管方案一的内径：d=314mm ，方案二的内径：d=321mm 。由于管径规格DN200管线材质选用20无缝钢管，制管标准遵循输送流体用无缝钢管GB/T8163-2008的规定；管径规格DN200管线材质选用L290MB螺旋缝埋弧焊钢管，制管标准遵循石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分A级钢管GB/T9711.2-1997的规定。根据国产螺旋缝埋弧焊钢管规格将管道规格化，得到：方案一公称直径选DN300，A系列SCH20(323.96.3)，方案二选DN350，A系列SCH20（355.68.0）。 根据上面的计算公式，可得引入管壁厚（见表3-3）。表3-3方案s(MPa)设计压力(MPa)外径(mm)计算值(mm)规范要求最小值(mm)选用值(mm)一2901.33252.245二2901.33552.345由表可知，方案一管径选323.95，方案二管径选355.65。2. 引入管的投资线路方案比较应将工程各方面因素纳入一起考虑，为经济比较更加合理，经粗略计算得出两方案的直接投资。 3.2 .1 引入管基价费用引入管基价费用见表3-2和3-3。表3-2 费用项目管径DN400一般管段施工费人工费 元/km225770材料费 元/km629833机械费 元/km54922综合费用 元/km193942合计 元/km1104467表3-3费用项目DN500穿越100米DN500穿越200米定向钻穿越施工中型钻机一类土质钻机井场安装、调试、拆卸元次41474.9241474.92钻具安拆元项87199.9987199.99钻导向孔元10m4211.384293.62预扩孔元10m6850.606850.60管线回拖元10m5005.845005.84123穿越套管长度长度计算：， ，取入土角为，出土角为，公路穿越长度为80m，河流穿越长度为200m。公路所需套管长度为180m，河流所需套管长度为300m。3.2.2 引入管预算费用（见表3-4）表3-4方案管材长度m一般管段安装费元穿越费用元套管费用元合计元一钢管52805823854.49871000.09586932.727281787.3二钢管65107190080.171480545.99907077.849577704经以上计算可以得知：引入管方案一共投资7281787.3元；引入管方案二共投资9577704元，经过比较得出引入管采用方案一较好。引入管线如图所示：北一路庐山路济南路太行山路 庐山路配气站总配北二路方案一方案二3. 管网计算流量和管径3.3.1 流量计算公式 年用气量再进行城市燃气输配系统的设计时，首先要确定燃气需用量，即年用气量。年用气量是确定起源、管网和设备燃气通过能力的依据。年用气量主要取决于用户的类型、数量及用气量指标。根据各项用气量指标，利用下列公式计算各区域年用气量。式中 各区域总年用气量（m3/a）；各区域居民年用气量（m3/a）；各区域油田小区户数与地方小区户数之和（户）；每户每天用气量（m3/户d），= 1； 各区域餐饮业年用气量（m3/a）； 各区域餐饮业数量（座）； 餐饮业用气量指标（m3/座a），=9490；各区域食堂年用气量（m3/a）；各区域食堂数量（处）；食堂用气量指标（m3/处a），=14001。 计算流量 城市燃气输配系统的管径及设备通过能力不能直接用燃气的用气量来确定，而应该按燃气计算月的小时最大流量进行计算。小时计算流量的确定，关系着燃气输配的经济性和可靠性。小时计算流量定得偏高，将会增加输配系统的金属用量和基建投资，定得偏低，又会影响用户的正常用气。各种压力和用途的城市燃气分配管道的计算流量是按计算月的高峰小时最大用气量计算的，其小时最大流量由年用气量和用气不均匀系数求得，计算公式如下：式中 计算流量（m3/h）； 年用气量（m3/a）； 月高峰系数； 日高峰系数； 小时高峰系数。用气高峰系数应根据城市用气量的实际统计资料确定。各类用户高峰系数见表3-5。表3-5 各类用户高峰系数统计用户类别月高峰系数日高峰系数时高峰系数居民用户1.631.032.31公共建筑用户1.631.031.62CNG汽车用户1.151.342工业用户1.841.01.0对于方案一：4268零点基地配气站的用气量：小区：l油田小区（5475户）l地方小区（5563.65户）居民用气量：（5475+5563.65）*1*365=4029108（）公共建筑：l食堂：17.12处l餐饮：52.41处17.12 * 14001+52.41 * 9490=737068（）预计到2020年用气量：居民用气量：4029108 * 59/45=5282607()公共建筑用户：737068 * 0.102/0.066=1139105（）未预见量：（5282607+1139105）* 0.05=321086（）总用气量：（5282607+1139105）* 1.05=6742798（）西二路以东用气量：小区：油田小区（4139户）地方小区（6370.6户）居民用气量：（4139+6370.6）* 1 * 365=3836004（）公共建筑：食堂：5处餐饮：44.6处5 * 14001+44.6 * 9490=493259（）预计到2020年用气量：居民用气量：3836004 * 59/45=5029428（)公共建筑用户：493259 * 0.102/0.066=762310（）未预见量：（5029428+762310）* 0.05=289587（）总用气量：（5029428+762310）* 1.05=6081324（）庐山路总供气：1.4 * （）总配给予管网用气量：=1.4 * -6742798-6081324=127175878（）可求得，供气量最大利用小时数：n=365 * 24/1.63 * 1.03 * 2.31=2258.75(h/a)那么，方案一的小时计算流量：=/2258.75=56303.65()管网长度：24278m=0.02 0=0.581.293=0.74994（） P1=0.8+0.1=0.9MPa=900KPa P2=0.4+0.1=0.5MPa=500KPa L=24.278 km T/T01公式：(P12-P22)/L=1.271010(Q02 /d5)0（T/T0） 代入数据解得d=318.54对于方案二：零点西二路以东用气量：小区：油田小区（4139户）地方小区（6370.6户）居民用气量：（4139+6370.6）* 1 * 365=3836004（）公共建筑：食堂：5处餐饮：44.6处5 * 14001+44.6 * 9490=493259（）预计到2020年用气量：居民用气量：3836004 * 59/45=5029428（)公共建筑用户：493259 * 0.102/0.066=762310（）未预见量：（5029428+762310）* 0.05=289587（）总用气量：（5029428+762310）* 1.05=6081324（）庐山路总供气：1.4 * （）总配给予管网用气量：=1.4 * -6081324=133918676（）同理可得，方案二的管网小时计算流量：=/2258.75=59288.84()管网总长度：23178m管网下半环长度：19717m途泄流量：q=/L=2.56(/m)下半环用气量：2.56*19717=50475.52()=0.02 0=0.581.293=0.74994（） P1=0.8+0.1=0.9MPa=900KPa P2=0.4+0.1=0.5MPa=500KPa=50475.52/2=25237.76() L=23.178km T/T01公式：(P12-P22)/L=1.271010(Q02 /d5)0（T/T0） 代入数据解得d=295.043.3.2 管材的选择可用于输送燃气的管材种类很多，必须根据燃气的性质、系统压力及施工要求来选用，并满足机械强度、抗腐蚀、抗震及气密性等各项基本要求。燃气管道主要使用钢管、铸铁管和塑料管等。燃气高压、中压管道通常采用钢管，中压和低压采用钢管和铸铁管。塑料管多用于工作压力0.4 MPa的室外地下管道。 钢管钢管是高压长输管道用量最大的材料，也是最重要的材料。按生产方法钢管可分为两大类：普通无缝钢管和焊接钢管，具有承载应力大、可塑性好、便于焊接的优点。与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量。但耐腐浊性较差，必须采取可靠的防腐措施。 普通无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、低合金碳素钢轧制而成。按生产方式又可分为：热轧和冷轧（冷拔）无缝钢管。在燃气输送中，管径小于DN200时管道宜选用无缝钢管，其接口形式为螺纹连接或法兰连接。焊接钢管种类较多，按焊接方式可分为直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管两类。直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。在选用钢管时，当直径在150mm以下时，一般采用低压流体输送焊接钢管；大口径管道多采用螺旋焊缝钢管。因为输气管道在运行时，管道中积聚了大量的弹性压缩能，钢管一旦发生破裂，材料的裂纹扩展速度极快，且不易止裂，其断裂长度会很大。因此，要求采用的钢管应具有高的强度、良好的韧性和良好的焊接性能，以保证输气管道的安全。 铸铁管铸铁管的抗腐蚀性能很强。用于燃气输配管道的铸铁管采用铸模浇铸或离心浇铸方式制造出来。目前常见的铸铁管有灰口铸铁和球墨铸铁。灰口铸铁的抗拉强度、抗弯曲、抗冲击能力和焊接性能均不如钢管好，但由于抗腐蚀性能良好，在城市的中、低压燃气管道中仍被广泛采用。灰口铸铁中的碳以石墨状态存在，破断后断口呈灰色，故称灰口铸铁。灰口铸铁易于切削加工。管铸铁熔炼时在铁水中加入少量球化剂，使铸铁中的石墨球化，这样就得到球墨铸铁。铸铁进行球化处理的主要作用是提高铸铁的各种机械性能，降低了维护费用。球墨铸铁不但具有灰口铸铁的优点，而且还具有很高的抗拉、抗压强度，其冲击性能为灰口铸铁管十倍以上。因此国外已广泛采用球墨铸铁管来代替灰口铸铁管。我国球墨铸铁管生产已有增长，并已开始应用于燃气管道。但管材规格不全，管件也未能配套供应。 塑料管塑料管具有耐腐蚀、质轻、流体流动阻力小、使用寿命长、施工简便、抗拉强度较大的一系列优点。塑料管的品种较多，有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等，根据管材性能、价格、施工工艺等多方面的比较，目前主要采用聚乙烯管（PE管）。聚乙烯管是低压地下天燃气管道常用管材。PE中文名为聚乙烯，是最基础的一种塑料，塑料袋,保鲜膜等都是PE。它具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，其强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒、耐磨等特点，被广泛应用于给排水制造领域。因为它不会生锈，所以，是替代普通铁给水管的理想管材。PE管有低密度聚乙烯管（LDPE）、中密度聚乙烯管(MPVC)和高密度聚乙稀管(HDPE)。低密度聚乙烯管性质较柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70），但机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度（55%65%）低，结晶熔点（108126）也较低。适宜于制薄膜、重包装膜、电缆绝缘层材料、吹注塑及发泡制品。高密度聚乙烯管主要是采用低压生产，故又称低压聚乙烯。HDPE分子中支链少，结晶度高85%95%)，密度高（0.9410.965），具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品（硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。根据壁厚又分为SDR11、SDR13.6