高压天然气管道方案设计_第1页
高压天然气管道方案设计_第2页
高压天然气管道方案设计_第3页
高压天然气管道方案设计_第4页
高压天然气管道方案设计_第5页
已阅读5页,还剩13页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

XXXXXXXX 有限公司有限公司 XXCNG 加气母站专供管线加气母站专供管线 方案设计方案设计 设计单位:设计单位:XXXXXXXX 有限公司有限公司 日日 期:期:2014 年年 09 月月 15 日日 XXXXXXXXXXXCNG 加气母站专供管线-方案设计 I 目 录 1 总论.1 1.1 工程背景和方案.1 2 工程设计指导思想、编制原则及自然条件.2 2.1 指导思想.2 2.2 编制原则.2 2.3 编制依据.3 2.4 沿线自然条件.4 3 工艺技术方案描述.4 3.1 方案内容.4 3.2 管道计算.5 3.3 线路工程.8 3.4 阀室部分.13 4 建议.14 4.1 线路走向建议.14 4.2 线路沿途安全保护措施.14 5 附图.15 XXXXXXXXXXXCNG 加气母站专供管线-方案设计 1 1 总论 1.1 工程背景和方案工程背景和方案 1.1.1 工程背景 天然气是国家大力提倡的清洁燃料,这将对优化我国的能源结构,有 效解决工业生产能源供应安全、生态环境保护的双重问题,实现经济和社 会的可持续发展发挥着重要作用。对菏泽而言,充分把握国家西气东输战 略和能源结构调整战略实施的机遇,利用资源优势发展天然气工业,通过 发展天然气压缩工业,能够使 XX 市的天然气资源得到充分利用,从而变 资源优势为经济优势。 随着工业的快速发展和国家评估标准的逐步提高,大气污染治理压力 大、形式严峻。天然气在燃烧过程中基本不排放二氧化硫,因此,积极推 进城市气化,天然气汽车,扩大天然气的利用范围和领域,对于改善城市 大气环境,创建绿色中国具有积极意义。 目前 XX 县燃气应用方式以液化石油气及 CNG 减压供气为主;只依 托济宁华润加气母站 CNG 气源供气;本项目可通过陈集分输站引入平泰 线管道气源,保证 XX 县近远期实现管道天然气供应。近期供应 XX 县天 然气气量 0.6 亿 Nm3/年,远期供应 XX 县天然气气量 1.2 亿 Nm3/年。根据 压缩天然气的运输半径,XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站依托该 管道气源建成投产之后可以辐射 XX 市一区八县,该站日压缩能力达 20 万 Nm3,可满足该区域压缩天然气的需求。 XXCNG 加气母站的建设不仅能更好的满足本地区及周边地区对天然 气能源的需求,也是解决山东地区天然气扩大利用的理想途径。天然气加 气站经济效益可观,在促进 XX 县经济增长的同时,对拉动本地区运输业、 制造业等相关产业的发展,促进城市水平的提高,都将发挥重要的作用。 本项目作为连接陈集分输站与 XXCNG 加气母站的天然气专供管线, XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 2 为 XXCNG 加气母站的顺利投产所必不可少的组成部分。 1.1.2 项目简介 本工程为 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线,管线气 源为平泰线陈集分输站,终点为菏泽胜利 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站,管道设计压力 10.0MPa,管径为 DN200,全长约为 2km,年输 送天然气 0.73108Nm3,管线走向详见附图 1、附图 2。 1.1.3 气源概况 平顶山泰安天然气高压管线(平泰线) 平泰线是由西气东输二线干线的鲁山分输压气站分输,经河南省平顶 山、许昌、郑州、开封、商丘和山东省菏泽、济宁、泰安等 8 市,与位于 山东省泰安市境内冀宁联络线泰安分输站相联络,管道设计压力 10.0MPa,管径 1016mm,全长约为 556km,年输送天然气 30.8108Nm3。 平泰线于 XX 县北部陈集镇区域穿过,在 XX 县高速连接线西侧建有 陈集分输站。 2 工程设计指导思想、编制原则、编制依据及自然条件 2.1 指导思想指导思想 按照国家的长远计划和地方政府对该地区的近期和长远规划及有关的 政策法规,综合考虑管线道路走向布局。 2.2 编制原则编制原则 1)严格遵守国家、行业及当地的有关法规政策,严格执行国家及本 行业的有关设计规范、标准及规定,同时参照国外先进适用的标准和技术。 2)工程建设项目在设计上做到投资合理,充分发挥工程的经济效益 和社会效益。 3)优化工艺输送方案,确保管道系统均衡、安全、平稳的供气。 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 3 4)工程设计符合实际情况,既确保本工程技术先进,又做到经济合 理、安全可靠。 5)工程设计中对设备、材料等的选型要做到设备性能可靠、技术先 进、方便运行及便于维修。优先选用国内的先进设备,降低运行费用,对 于国内尚无法满足而工艺上又必需的部分设备、材料拟从国外引进。 6)线路走向力求线路顺直,尽量靠近或沿线有道路敷设,尽量减少 穿越道路、冲沟,避开沿线不良工程地质段和居民住宅、果林等地区,以 减少工程量和确保管道长期安全运行。 7)相关辅助生产设施尽可能依托地方以减少投资,降低运行成本。 8)充分考虑节省占地和节约能耗。 9)简化管理体制,在满足一线生产需要的前提下,尽可能减少操作 人员,降低运行管理费用,提高管理水平。 2.3 编制依据编制依据 中华人民共和国石油天然气管道保护法 公路安全保护条例(国务院令第 593 号) 山东省石油天然气管道保护办法(政府令第 214 号) 关于处理石油管道和天然气管道与公路相互关系的若干规定(试行) 输气管道工程设计规范GB50251-2003 石油天然气工业管线输送系统用钢管GB/T9711-2011 工业金属管道工程施工规范GB50235-2010 工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184-2011 现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011 现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范GB50683-2011 石油天然气钢质管道无损检测SY/T 4109-2013 埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T 21448-2008 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 4 2.4 沿线自然条件沿线自然条件 本段管线全线在 XX 市 XX 县境内,XX 县地质构造属于鲁西中台隆 的菏泽地垒的东南边缘,与东部的成武地堑相联。西部有兰考聊城张 性大断裂经过,东部又有曹县定陶大断裂,故县内新构造活动强烈。 XX 县地处黄泛平原,属黄河冲积扇类型。由于黄河多次决口泛滥,受地 形、流速等诸因素的影响。形成了高低起伏复杂的微地貌。 根据建筑抗震设计规范附录 A,项目所在地区地震烈度为 7 度, 工程按 7 度地震基本破坏烈度设防。 XX 县属温带季风型大陆性气候,冬冷夏热,四季变化分明。春季, 多西南风,气温回升快,蒸发量大,降水量少,空气干燥,同时,由于受 寒潮的侵袭,常出现霜冻和倒春寒天气。夏季炎热多雨,常有潮湿闷热天 气出现,有时因暴雨成灾,有时也可能因降水稀少而出现夏旱。秋季,天 高气爽,日照充足,常发生秋旱现象。冬季,气候干冷,多偏北风,降水 (雪)稀少,个别年份出现冻害。 3 工艺技术方案描述 3.1 方案内容方案内容 3.1.1 线路走向 管线由陈集分输站接出后,沿朱集村东侧高速路连接线(路西布管) 向北敷设,途径朱集村、晨露农业高新产业园,穿越长江东路至 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站,然后沿母站南墙向西转至母站 西墙向北穿墙进入站区敷设至母站工艺装置区后,具体详见管道线路走向 图(附图 1、附图 2) 。 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站设在 XX 县陈集镇日兰高速 与长江东路交叉口东北角处,计量交接点在陈集分输站内,气源点陈集分 输站出站压力为 8.28.3MPa,输气干线管径为 DN200,根据近远期供气 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 5 量计算母站进站压力,计算结果见表 3.1-1、3.1-2。 起点压力计算 供气量:10104Nm3/d (近期) 表 3.1-1 序 号 日供气量 (104m3/d) 高峰系数 max 3 max 2 max 1 kkk 高峰小时供气量 (104m3/h) 管径 (mm) 分输站压 力(MPa) 母站进站压 力(MPa) 1101.650.83 DN2008.28.19 2101.650.83DN2008.38.29 起点压力计算 供气量:20104Nm3/d(远期) 表 3.1-2 序 号 日供气量 (104m3/d) 高峰系数 max 3 max 2 max 1 kkk 高峰小时供气量 (104m3/h) 管径 (mm) 分输站压力 (MPa) 母站进站压 力(MPa) 1201.651.67DN2008.28.17 2201.651.67DN2008.38.27 3.2 管道计算管道计算 3.2.1 管材及壁厚 (1)钢种等级选择 输气管道所使用的材质应具有较高的强度,良好的焊接性能,其化学 成分和机械性能应符合有关规定要求,以确保输送安全。针对目前国内制 板能力,输气管道材质要求和目前国内输气管道要求和目前国内输气管道 钢材选用情况,选用 L290、L360、L415 三种钢材进行比较,设计系数按 三级地区考虑,结果见表 3.1-5。 材质比较表(D219.1) 表 3.1-5 L290L360L415材质 壁厚( mm) 地区等级 计算值选定值计算值选定值计算值选定值 三级地区7.5126.1125.312 管材总重(t) (壁厚按选定值) 169.4169.4169.4 管材投资 (万元) 81.384.789.8 表中管壁厚度根据输气管道工程设计规范GB50251-2003,按下式 计算: XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 6 =PD/2sFt 式中: 钢管计算壁厚(mm) P设计压力(MPa) D钢管外径(mm) s钢管最低屈服强度(MPa) 焊缝系数 t温度折减系数 F设计系数 一级地区 F=0.72 二级地区 F=0.6 三级地区 F=0.5 三种管材相比,L290 管材投资最少,比 L360 少投了 3.4 万元,比 L415 少投了 8.5 万元,L415 管材投资最高,不符合节省投资原则;L290 管材与 L360 相比,虽然投资较少,但其可焊性、韧性、延伸性不如 L360,为保证管道运行安全,推荐采用 L360 管材。 根据水力计算,该输气干线公称直径为 DN200,推荐使用直缝高频电 阻焊接钢管,钢级为 L360,制管标准按现行国家标准石油天然气工业管 线输送系统用钢管 (GB/T9711-2011)执行,由于管线与其西侧建筑物及 东侧高速连接线水平距离较小,本设计考虑全程管线规格采用 D219.112,并采取其他相应的有效保护措施。 3.2.2 管道强度和稳定性校核 (1)管线的刚性 管子需要有一定的刚性,否则在装卸、运输、堆放、下沟、回填等过 程中会使管子严重变形,一旦发生这种情形,管段即报废。 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 7 管子的刚度与材料强度无关,而与材料的弹性模量、直径与壁厚比 (D/)有关。因各种等级钢号的弹性模量都是一样的,故只考虑直径与 壁厚比(D/)即可。同直径的管子壁厚越厚,D/ 就越小,管子刚性越 好。按照输气管道工程设计规范GB50251-2003 第 5.1.3 节要求, DN200 的管子需满足的最小公称壁厚为 3.5mm,故此次设计管线的刚度均 是足够的。 (2)径向稳定性验算 据输气管道工程设计规范GB50251-2003 第 5.1.4 节,管道径向稳 定性较核应符合下列表达式的要求。当管线埋设较深或外载荷较大时,应 按无内压状态较核其稳定性。下面以管线最不利情形(壁厚最薄,埋深最 大考虑极限温差)进行应力计算和当量应力较核。 式中:x钢管水平方向最大变形量(m) ; Dm钢管平均直径(m) ; W作用在单位管长上的总竖向载荷(N/m) ; W1单位管长上的竖向永久载荷(N/m) ; W2地面可变载荷传递到管道上的载荷(N/m) ; Z钢管变形滞后系数,取 1.5; K基床包角,按规范取 0.103; E钢材弹性模量(N/m2) ,2.06x1011 N/m2; 12/ 061 . 0 8 03 . 0 3 21 3 3 n ms m I WWW DEEI ZKWD x Dx = += + = XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 8 I单位管长截面惯性矩(m3/m) ; n钢管公称壁厚(m) ; Es土壤变形模量(N/m2) ,取 2.8。 计算得出: 对 D219.1:W1=V=9914N/m(考虑为管线埋深处土壤载荷) , x0. 03D。 故管线不会失稳。 3.3 线路工程线路工程 (1)设计原则 根据管道线路走向,在满足有关规范要求的情况下,线路特殊地段全 部采用定向钻穿越方式,在小型穿越段首选开挖沟埋方式。 将穿越工程的安全可靠性放在首位。力求节省投资,方便施工和维护 管理。 穿越三级以上公路时,一律采用定向钻穿越;对于一般低于三级道路, 采用挖沟埋设方式穿越。 穿越位置不宜选在地震活动断层上。 (2)管道敷设 管道以埋地敷设为主,根据地形地貌,管道分别采取自然弹性弯曲、 现场冷弯弯管和预制弯头,以适应管道在平面和竖向上的走向变化。 穿越长江东路时采用定向钻穿越,穿越时尚应满足管道与公路相互关 系的有关规定的要求。 (3)敷设方式 管道采用直埋与定向钻穿越的方式。管道通过一般地段时,考虑到地 面荷载对管道强度及稳定性的要求,管顶覆土深度为 2.5m。特殊穿越地段, 允许覆土深度有变化,但不得小于 2m。 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 9 管道与公路交叉时,按关于处理石油管道和天然气管道与公路相互 关系的若干规定 、 中华人民共和国石油天然气管道保护法 、 公路安全 保护条例(国务院令 593 号) 、 山东省石油天然气管道保护办法中的有 关条款执行。 管道水平转角或竖向变坡处,当条件允许时应优先采用弹性敷设,以 保证较好的工艺条件。弹性敷设困难时,优先采用曲率半径 R=40D 的冷 弯管,在其次采用热煨弯管。 (4)公路穿越 根据原石油与交通部制定的关于处理石油管道和天然气管道与公路 相互关系的若干规定 ,管道穿越公路时尽量在路基下穿过,以尽可能不 破坏路面为原则。若因地质条件必须破坏路面时,应同公路管理部门协商, 按其要求恢复地貌。对于干线公路、沥青公路、车流量较大、大开挖困难 的公路,优先采用定向钻穿越。一般碎石公路则大开挖穿越。本管道需穿 越长江东路 1 处,穿越无名小路 3 处。 (5)管道焊接 焊接方式及材料 管道的焊接接口采用手工下向焊接或半自动焊接工艺,手工焊焊条采 用 AWS A5.1-91 E6010 纤维素焊条,焊接执行钢质管道焊接及验收 (SY/T 4103-2006) 。 焊接检验方法及要求 结合本工程高压管道经过的地区特点以及当地有关部门的要求,对管 道全线环焊缝进行 100%超声波探伤和 100%射线照相检查。 焊缝质量标准 本工程对管线环焊缝进行 100%超声波探伤和 100%射线照相检查,超 声波探伤应符合石油天然气钢质管道无损检测SY/T 4109-2013 中的 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 10 级质量标准,射线照相应符合石油天然气钢质管道无损检测SY/T 4109-2013 中的级质量标准。 (6)管道试压 根据输气管道工程设计规范GB50251-2003 中第 10.2 条:清管与 试压条款有关内容要求,输气管道必须进行强度试验和整体严密性试验, 同时经试验合格的管段间相互连接的焊缝经射线照相检验合格,全线接通 后可不再进行强度试压。 穿(跨)越道路的管段,应进行单独试压。 本工程根据沿线的实际情况,结合地区等级的划分,本项目位于三级 地区的管道试压介质采用水。 根据输气管道工程设计规范GB50251-2003 要求,本项目位于三 级地区的管段不应低于设计压力的 1.5 倍。 (7)清管 根据输气管道工程设计规范GB50251-2003 和工业金属管道工 程施工规范GB50235-2010 有关要求,管道在压力试验合格后,应进行 管道吹扫或清洗工作。管道吹洗前,不应安装孔板、法兰连接的重要阀门、 仪表等,对于焊接的上述阀门和仪表,应采取流经旁路或卸掉阀头及阀座 加保护套管措施。 当采用空气进行吹扫清管时应满足下列要求: 吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力,流速不易小于 20m/s; 空气吹扫过程中,当目测排气无烟尘时,应在排气口设置贴白布涂白 漆的木制靶板检验,5min 内靶板上无铁锈、尘土、水分及其他杂物为合格。 当采用清管器进行清管时应满足下列要求: 清管次数不应小于两次; XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 11 应设置临时清管器收发设施和放空口,不应使用站内设施; 输气管道在投入使用前应进行干燥清管,必要时可注入吸湿剂。 (8)管线附属设施 水工保护工程 穿越现有的带扩砌的沟渠,施工完毕后恢复原貌。对于破坏的公路路 肩要分层夯实并用砌石护砌。 管道标志 为了掌握阴极保护的情况,随时测定沿线阴极保护有关数据,从管道 起点每隔 1km 距离,设置一个阴极保护测试桩兼做里程桩。 固定墩 管道出入土端、重点穿跨越点均应设置固定墩。 (9)管道防腐 天然气高压管道的涂层防腐包括管道内防腐和管道外防腐,内防腐既 可以延长管道的使用寿命,又可以减少管道内阻,提高输气能力、节约能 源。因为本工程高压管道所输气体为经过净化的天然气,几乎不含水,含 H2S 极微,介质的腐蚀性很弱,同时本设计不要求减少管道阻力,故管道 内壁不作内防腐,只作管道外防腐。 1)管道外防腐涂层的确定 管道外覆盖层的作用是将腐蚀介质与被保护金属表面隔开,在埋地管 道防腐工程中,覆盖层占有重要的位置,对延长管道的使用寿命、维持正 常使用及增加运行安全性都有十分重要的意义。因此,合理选择管线外防 腐材料,是保证工程设计经济合理至关重要的技术关键。作为埋地管道外 覆盖层应具备下列性能: 良好的防潮、防水性; 较强的机械强度(包括抗冲击强度、耐弯曲性、耐磨性、针入度等指 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 12 标) ; 良好的耐阴极剥离性能; 防腐层对钢材表面有良好的粘结性; 良好的电绝缘性能; 较好的耐化学性能和抗老化性能; 易于施工,易于补口、补伤; 经济合理。 目前,常用防腐材料有:聚乙烯三层复合结构防腐层(简称三层 PE) 、 熔结环氧粉末(FBE) 、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、环氧煤沥青等。各种防 腐层的主要优缺点见表 3.2-1。 表 3.2-1 常用涂层对比表 涂 层优 点缺 点 熔结环氧 与钢管粘结力高、耐化学介质浸泡 绝缘性能好、使用温度范围宽,磨 擦系数小,与阴极保护配合好。 涂层太薄,装卸、运输、施工极 易受伤,补口、补伤工艺复杂 三层结构 PE 与钢管粘结力高,机械物理性能好, 耐化学介质浸泡、绝缘电阻高、修 补方便。 预制工艺复杂、造价较高,补口 质量达不到三层结构 PE 的质量要 求 煤焦油瓷漆 防腐性能好、耐化学介质浸泡,不 怕植物根扎,修补方便 绝缘电阻不高、机械性能差,低 温发脆、易污染环境、维修工作 量大 聚乙烯胶带易于机械化施工、绝缘电阻较高机械性能较差、不耐机械损伤 石油沥青造价低,施工技术成熟,修补方便 绝缘电阻不高,机械性能差,不 耐细菌侵蚀、植物根系易穿入、 使用寿命不长、维护工作量大、 易污染环境。 环氧煤沥青 具有环氧树脂优良的物理、化学性 能和煤焦油沥青优良的耐水、抗生 物性能。 双组分,施工质量不易保证。 二层挤塑聚 乙烯 机械性能好,化学稳定性高、绝缘 电阻高,抗人为损坏和运输损伤能 力强,易于修补,价格较便宜。 一旦粘结剂与钢管表面脱落,脱 落处又破损,电介质从破损处浸 入,易造成夹缝腐蚀。 双层熔结 环氧 与钢管粘结力高,机械物理能性好, 耐化学介质浸泡,绝缘电阻高,现 场补口、补伤,可保证与管线涂层 弯曲性较差,价格高 XXXXXXXX 有限公司 XXCNG 加气母站专供管线-线路走向方案 13 涂 层优 点缺 点 的一致 考虑 XX 县夏季雨量比较充沛,土壤湿度较大,土壤电阻率较低,腐 蚀性较强,管道必须选择性能好、寿命长的外防腐层。根据以上防腐层的 性能比较,并结合实际应用经验,钢制燃气管道防腐采用三层结构聚乙烯 防腐层,防腐等级采用特加强级。穿路套管等进行密封绝缘处理。管道弯 头及补口采用无溶剂环氧涂料加热收缩套防腐。 防腐主要工程量见表 3.2-2。 防腐主要工程量表 表 3.2-2 序号名称单位数量备注 13PE 特加强级防腐Km2 2热收缩套补口个167按 12m 管计 2)阴极保护 采用涂层保护埋地敷设的钢质燃气干管同时采用阴极保护,以确保埋 地钢质管道的使用寿命。市区外埋地敷设的燃气干管,当采用阴极保护时, 宜采用强制电流方式,由于本项目管道长度较短,本工程采用牺牲阳极保 护,其设计应符合国家现行标准埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T 21448 的规定,管道每 250m 设置牺牲阳极一组,每组 2 支 22Km 镁阳极。 管线

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论