（石油与天然气工程专业论文）烟台输气管道设计与安全分析.pdf

y a n t a ig a st r a n s m i s s i o np i p e l i n ed e s i g na n ds a f e t ya n a l y s i s t h e s i ss u b m i t t e dt o c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t f o rt h ed e g r e eo fe n g i n e e r i n gm a s t e r b y x u e a i q i n t u t o r ：p r o f s h i u m i n 0 5 ，2 0 11 0 3彻86苎兰7舢8iiiliy 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 签名： 寻p1 1 1 年 孓只o e l 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 扣lj 年歹月了。日 二口f1 年 j 月 弓。日 烟台输气管道设计与安全分析 薛爱芹( 油气储运) 指导教师：史秀敏( 副教授) 摘要 管道输送天然气具有高效、低耗、连续输送等优势，成为当前物流的重要形式之一， 是国民经济和社会发展不可缺少的“生命线”。但因天然气具有高能高压、易燃易爆、 有毒有害、连续作业、链长面广、易腐蚀等特性，决定了管道输送天然气安全设计与管 理的重要性。 烟台输气管道工程输气干线管径4 0 6 4 m m ，设计压力4 0 m p a ，烟台境内全长 4 8 7 2 2 k m ，敷设地段大多属于山地丘陵、人口稠密地区、果园和农田。该天然气管道存 在的任何一处安全隐患，如管道断裂或天然气泄漏，都极易导致火灾或爆炸，对当地居 民生命和财产安全造成威胁。涉及范围大，可控制性差，对周边生态环境也将带来严重 的后果。因此，针对烟台地区地形和长距离管道输送天然气的特点，遵循我国长输天然 气设计技术标准和安全规范，对输气管道的管线进行严格的核算，站场设备选型安全性 进行分析，本文对烟台输气管道及站场潜在的风险因素进行识别和评价，采取相应的风 险控制对策，并提出了在设计、施工及运行阶段降低故障和事故发生提高安全性的对策 及建议。 关键词：烟台天然气长输管道安全风险分析 y a n t a ig a st r a n s m i s s i o np i p e l i n ed e s i g na n ds a f e t ya n a l y s i s x u ea i q i n ( o i l & g a ss t o r a g ea n dt r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f s h ix i u m i n a b s t r a c t p i p e l i n ei sc u r r e n t l yo n eo ft h em o s ti m p o r t a n tg a st r a n s p o r t a t i o nm e t h o d sa n dh a s b e c o m ea n i n d i s p e n s a b l e l i f el i n e f o ran a t i o n se c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n tw i t hi t sa d v a n t a g e so fh i g h e f f i c i e n c y , l o we n e r g yc o n s u m p t i o na n dc o n t i n u o u st r a n s p o r to p e r a t i o n s t h ei m p o r t a n c eo fs a f e t yi n d e s i g n i n ga n dm a n a g i n gal o n g - d i s t a n c eg a s t r a n s m i s s i o n p i p e l i n e h a sb e e nd e t e r m i n e db yt h e c h a r a c t e r i s t i c so fg a s i n c l u d i n g i t s h i g he n e r g y , h i g hp r e s s u r e ，c o m b u s t i b l e n e s s ，e x p l o s i v e n e s s ， c o r r o s i v e n e s s , t o x i ca n dh a r m f u l n e s s , a n dt h en a t u r eo ft h ep i p e l i n ei n c l u d i n gi t sc o n t i n u o u so p e r a t i o n s , l o n gt r a n s p o r t a t i o nd i s t a n c e ，an u m b e ro f t e c h n o l o g i c a la r e a sr e q u i r e di no p e r a t i o n s t h e4 8 7 2 2k mm a i ns e c t i o no fy a n t a ig a sp i p e l i n ei sd e s i g n e dt ob eo p e r a t e da t4 0m p aa taf u l l d i a m e t e ro f4 0 6 4 m m t h er o u t eo ft h ep i p e l i n ep a s s e st h r o u g hm o u n t a i na r e a s ，h i l l s ，p o p u l a t e da r e a s ， o r c h a r d sa n df a r m l a n d s ap o t e n t i a ls a f e t yr i s ka ta n yl o c a t i o no ft h ep i p e l i n e ，s u c ha sac r a c k , b r o k e no ra l e a k a g ew i l lc a u s ea s e v e r ef i r et h a tw i l lb r i n gs a f e t yt h r e a d st ot h el o c a lr e s i d e n t sa n dp r o p e r t i e s ，a n dt h e e c o l o g i c a le n v i r o n m e n to ft h ea r e ad u et oi t sl a r g ec o v e r a g ea n dp o o rc o n t r o l l a b i l i t y t h i sd o c u m e n t v e r i f i e st h ed e s i g n so ft h ep i p e l i n e ，a n a l y z e st h es a f e t yo ft h es e l e c t e de q u i p m e n ti nt h eg a ss t a t i o n s ， i d e n t i f i e sa n de v a l u a t e st h ep o t e n t i a lr i s k so ft h ep i p e l i n ea n dg a ss t a t i o n s ，r e c o m m e n d st h er i s kc o n t r o l m e a s u r e s a n dw r o r l ( so u tt h er e c o m m e n d a t i o n sf o rr e d u c i n gt h ep o s s i b i l i t yo ff a u l t sa n da c c i d e n t sa n d i m p r o v i n gt h es a f e t yo ft h ep i p e l i n ea n de q u i p m e n ti ng a ss t a t i o n sa c c o r d i n gt ot h et e r r a i nc o n d i t i o n si n y a n t a id i s t r i c ta n dt h ef e a t u r e so fal o n gd i s t a n c eg a sp i p e l i n eb ys t r i c t l yf o l l o w i n gu pt h ec u r r e n t l y e f f e c t i v es t a n d a r d sa n ds a f e t yc o d e sf o rd e s i g no fl o n gd i s t a n c eg a st r a n s m i s s i o np i p e l i n ei nc h i n a k e yw o r d s ：y a n t a i g a st r a n s m i s s i o np i p e l i n es a f e t yd e s i g nr i s ka n a l y s i s 目录 第一章绪论1 1 1 论文研究的背景1 1 1 1 天然气在全球能源中的地位l 1 1 2 我国天然气资源及发展情况1 1 1 3 国内、外对天然气管道安全认识情况3 1 2 论文研究内容5 第二章烟台输气管道建设概况7 2 1 总体输气工艺9 2 2 输气线路1 0 2 2 1 选线1o 2 2 2 管道敷设1 3 2 3 输气站场1 5 2 3 1 站址选择原则1 5 2 3 2 站场设置1 6 2 3 3 自动控制与仪表2 0 2 3 4 站场消防设施与建( 构) 筑物2 l 2 4 防腐设计2 1 2 4 1 线路工程防腐2 1 2 4 2 站场工程防腐2 2 第三章危险因素分析2 3 3 1 主要物料的危险因素2 3 3 2 主要危险物质的分布2 4 3 3 输气管道危险因素分析2 4 3 3 1 自然灾害2 4 3 3 2 管线腐蚀2 7 3 3 3 社会危害2 8 3 4 工艺站场危险因素分析3 0 3 4 1 站场设备与仪表。3 0 1 1 1 3 4 2 公用工程及其他因素31 第四章安全对策与措施3 3 4 1 站场的安全措施3 3 4 1 1 一般工程措施：3 3 4 1 2 事故工况措施。3 4 4 1 3 总图。3 4 4 1 4 自控及通信。3 5 4 1 5 供配电3 5 4 1 6 建( 构) 筑物。3 8 4 1 7 固体废弃物处理3 8 4 2 输气管线的安全措施3 9 4 2 1 一般地段线路措施3 9 4 2 2 丘陵地区安全措施。3 9 4 2 3 地震区安全措施4 1 4 2 4 侵蚀塌岸安全措施一4 2 4 2 5 杂散电流强烈区安全措施4 2 4 3 加强安全管理：4 3 4 3 1 科学设计4 3 4 3 2 加强管理与维修4 3 4 3 3 法制宣传教育4 5 4 4 安全管理机构设置4 5 第五章结论及建议4 7 5 1 结论4 7 5 2 建议4 7 参考文献4 8 致谢4 9 i v 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 第一章绪论 天然气作为国家重要的能源储备物质之一，直接关系到国家经济发展、政治稳定和 国防安全。随着世界经济的发展，石油危机的冲击和煤、石油所带来的环境污染问题日 益严重，使能源结构逐步发生变化，天然气的消费量急剧增长。天然气利用工程对于天 然气资源的合理有序流动，天然气工业用户科学均衡发展起着重要的作用。“十一五 末，天然气在我国能源消费结构中的比重已达到4 ，“十二五 期间，国家能源局等部 门组织编制的石油天然气“十二五 发展规划提出，将充分发挥价格杠杆调节作用， 鼓励以气代油，促进天然气产业发展，使目前天然气在我国能源消费结构中的比重由4 提高到8 ，预计到2 0 2 0 年天然气在总的能源消费需求中所占的比例将达到1 0 。天 然气在我国国民经济和社会发展中占据越来越重要的地位。 1 1 论文研究的背景 1 1 1 天然气在全球能源中的地位 天然气是由多种烷烃组成的混合气体，主要成分是甲烷。具有较高热值，燃烧后无 废渣、废水产生，产生的二氧化碳仅为煤的4 0 左右，是世界公认的绿色洁净能源。 与煤炭和石油相比，天然气被人类大规模利用时间较短，但发展却很迅速。前苏联、 美国、西欧等工业发达国家从二十世纪初开始进行天然气利用研究，n - 十世纪三、四 十年代天然气工业利用己达相当高的水平。近2 0 年来，在全球能源消费结构中，天然 气已占2 3 2 。天然气与煤炭、石油一起成为当今全球能源的三大支柱。天然气的生产 和消费主要集中在前苏联、美国、西欧等工业发达国家，仅美国、德国、英国、意大利 和日本5 个国家的消费量就占世界消费量的3 3 9 。美国天然气消费已超过煤炭，成为 仅次于石油的第二大能源，前苏联的能源消费结构中天然气已超过石油和煤炭居首位。 未来几年内，全世界天然气消费年均增长率将保持3 9 ，发展速度超过石油、煤 炭等其他能源。随着世界天然气输送管网和配套设施构成了完整的天然气供需体系，天 然气可以大量地运抵更广泛的地区。 1 1 2 我国天然气资源及发展情况 1 ) 国内天然气资源 我国天然气工业起步较晚，发展较为缓慢。自上世纪九十年代，我国天然气勘探不 断获得重大突破，发现了一大批大中型天然气田，储量、产量快速增长，并相继建成了 一批天然气长输管线，开拓了天然气消费市场，促进了天然气工业快速发展。 第一章绪论 我国天然气资源比较丰富，2 0 1 0 年全国累计探明天然气地质储量9 3 0 0 0 x 1 0 8 m 3 ，天 然气产量9 4 6 x 1 0 8 m 3 a ，根据国内中石油集团、中石化集团、中海油、中联煤四大天然 气生产公司预测，到2 0 2 0 年全国累计探明天然气地质储量1 4 3 0 0 0 x l o s m 3 ，生产天然气 2 0 0 0 10 8 m 3 a 。 在2 0 2 0 年以前，我国天然气将保持l 以上的年探明率，年新增可采储量1 0 0 0 亿 立方米以上。随着勘探投入的增加，我国天然气探明储量将大幅度增长，天然气产量也 有较大的提高。到2 0 2 0 年，预计我国的天然气探明可采储量将达到5 万亿立方米左右。 我国基本形成了以四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木、莺琼、东海六大盆地为主的气层 气资源区和渤海湾、松辽、准噶尔三大盆地气层气与溶解气共存资源区的格局。 2 ) 经济发展对清洁能源需求 经济发展离不开能源资源。我国是产煤大国，在能源消费中一直以煤炭为主。2 0 1 0 年我国一次能源消费总量达3 2 5 x 1 0 8 t 标煤。其中，煤炭消费占6 9 ，比世界平均水平 高4 2 ，这也是我国空气质量差、环境污染严重的主要原因。 天然气在我国一次能源消费结构中所占比例远低于2 4 的世界平均水平和8 8 的 亚洲平均水平。按照等热值计算，l x l 0 8 n m 3 天然气可替换1 6 4 x 1 0 4 t 煤，每吨煤的有害 物质排放量为：颗粒物0 0 4 3 t ，s 0 2o 0 1 6 t ，c oo 0 4 t ，c 0 21 8 7 t ，而天然气燃烧后的颗 粒物只是煤炭的1 6 6 0 、s 0 2 的1 1 2 0 、c o 的1 1 3 2 0 、c 0 2 不足燃煤的2 3 。天然气作为 清洁能源的优势有目共睹。 随着现代化的建设和人民生活水平的提高，改善生存条件，减少污染物的排放对环 境的影响，使人们对清洁能源的需求越来越迫切。以煤为主的能源结构，在一定程度上 妨碍了产业、产品结构的调整、优化。因此，加快天然气的开发利用是缓解我国能源供 需矛盾和优化能源结构的一项重要措施。预计2 0 1 5 年我国天然气消费量达到1 5 0 0 1 6 0 0 亿立方米，2 0 2 0 年将达到3 0 0 0 亿立方米以上，将跃居世界第一。今后1 0 - 2 0 年间将是 我国天然气开发利用呈现跨跃式发展的时期。 3 ) 我国天然气输配系统建设情况 我国天然气资源主要分布在中西部地区和海域，而天然气需求市场主要分布在东部 沿海地区，这就决定了全国天然气的总体流向是“西气东输、北气南下、海气登陆、就 近外供 。管道输送天然气是一种经济的运输方式。管道运输具有输送能力大、效率高、 成本低及能耗小等优点。由于管道埋于地下，除分输站、首末站占用一些土地外，管道 运输占用土地少，且不受地形与坡度的限制，易取捷径，可缩短运输里程；埋于地下基 2 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 本不受气候影响，可以长期稳定运行；沿线不产生噪音且漏失污染少。管道输送流体能 源，设备运行比较简单，易于就地自动化和进行集中遥控，由于节能和高度自动化，用 人较少，运输费用较低，尤其适合长期定向、定点的输送。 从1 9 9 7 年建设的陕北靖边到北京的输气管道，开始了天然气管道的发展，到2 0 0 2 年西气东输管道的建设，使我国的天然气应用进入了一个新的时期。我国先后建设的主 要天然气管道有：西气东输管道、中亚及西气东输二线、涩宁兰管道、涩宁兰复线、陕 京二线、陕京三线、兰银线、忠武管道、川气东送、中缅管线、东北管网、榆林一济南、 川东= i l - ) l l 西等；新建了青岛、宁波、唐山、珠海等l n g 接收站及配套管道等工程。 截至2 0 1 0 年底，全国已建成天然气管道共计3 6 万公里，2 0 1 0 年我国天然气表观 消费量也达到了1 0 7 1 亿立方米，占世界天然气消费量的3 3 。到2 0 1 5 年，天然气管 道规划总长将接近1 0 万公里，以满足我国日益增长的天然气需求。其中主干道和支干 线的建设将达到2 5 至3 万公里，支线建设将达到3 5 至4 万公里。随着大量新建及配 套管网将投入建设，天然气市场在全国范围内将迅猛发展起来。 1 1 3 国内、外对天然气管道安全认识情况 到目前，我国大规模使用天然气还不到2 0 年，随着天然气的普及，人们在享受着 天然气这一具有优质、洁净和环保等特点的重要能源带来的极大便利时，也不得不面对 因天然气泄漏造成的许多火灾、爆炸事故。常压下，天然气在封闭的室内释放后，当达 到一定浓度发生强烈爆炸，气体体积将扩大1 0 0 倍。也就是说1 0 立方米天然气一旦发 生爆炸，需要1 0 0 0 立方米释放范围。如果是高压天然气管道发生泄漏导致燃烧、爆炸 时，将使事故点周围的生命财产安全受到极大威胁。近年来，越来越多的居民使用天然 气爆炸事件见诸报端，天然气爆炸产生的强大危害让人们“谈气变色”。 针对输气管道出现事故的因素，国内统计的较少，国外利用天然气已近百年，他们 对管道的安全非常重视，收集了大量事故数据并开展了一些大规模的实验和研究工作， 我们可以借鉴一些国外的输气管道事故概况资料，分析其原因，通过各种手段消除我们 目前存在的隐患。 1 ) 据欧洲输气管道事故数据库中对荷兰、比利时、法国、德国、意大利和英国6 家国家输气公司所属，大于1 5 m p a 设计压力的陆地输气管道事故的统计资料见表1 1 ， 其中，由来自第三方的外部干扰而引起的线路事故约占线路事故总数的5 0 ，由腐蚀、 施工缺陷或材料失效引起的事故约占线路事故总数的1 2 。 第一章绪论 序号 事故原冈 事故频率( 次k m a ) 1外部干扰 0 0 0 03 4 0 2施工缺陷或材料失效 0 0 0 00 9 0 3带压开孔失误 0 0 0 00 2 6 4腐蚀 0 0 0 01 0 7 5地面运动 0 0 0 00 5 0 6其它 0 0 0 00 6 0 2 ) 1 9 7 0 1 9 7 8 年，美国在4 5 x 1 0 4 k m 的天然气管道上共发生3 6 0 9 次事故，事故频 率约为0 9 次( k m a ) 。按不同管径和事故原因统计的输气管道事故数量和事故频率见 表1 2 。 事故数量( 次) 事故频率次( k m a ) 序号事故原因 7 6 2 d 9 1 4 d 9 1 47 6 2 d 9 1 4d 9 1 4 1 腐蚀 1 030 0 0 0 1 40 0 0 0 1 4 2外力破坏 1 720 0 0 0 2 4 0 0 0 0 1 0 3施t 不良 2 05 0 0 0 0 2 80 0 0 c 1 2 4 4管材失效 3 4 l o0 0 0 0 4 80 0 0 0 4 7 5其它 85 0 0 0 0 l l0 0 0 c 1 2 4 3 ) 1 9 6 1 - - - , 1 9 9 0 年苏联在长约2 1 x 1 0 4 k m 天然气管道上因管外壁腐蚀、施工质量、 管材缺陷和机械损伤造成的事故统计结果见表l 一3 。 序号 事故原因 事故数量 事故率 l管道管材 1 6 8 1 3 9 2设备质量 1 71 4 3施工质量 2 8 0 2 3 2 4 违章操作 4 73 9 5内壁腐蚀 2 92 4 6 外壁腐蚀 5 1 7 4 2 7 7机械损伤 8 3 6 9 8自然灾害 2 6 2 0 9其它 4 33 6 道的设计使用寿命是5 0 年，1 9 6 0 1 9 9 0 年期间，正是国外天然气管道使用寿命的中、 4 中国石油人学( 华东) 工程学位硕士论文 老年期。2 0 、3 0 年代敷设的管道总的事故频率已相当高，加之受外力和腐蚀的影响，事 故频率更高。泄露事故8 0 以上是由于管壁外腐蚀造成的，并且主要发生在没有防腐层 和施工时采用现场涂覆的管段上，且有阴极保护的管道腐蚀事故频率仅为无阴极保护管 道的1 6 。得出结论：可以采用对埋地管道进行阴极保护、增加壁厚，减少施工缺陷等 方式，防止管线腐蚀泄漏，使事故频率明显下降。 我国在广泛使用天然气方面的时间也较短，普通老百姓还没有意识到天然气具有易 燃、易爆的危险性，对天然气具有稍有疏忽就有可能发生严重安全事故的特性认识不足， 导致我国天然气管道安全隐患重重。图1 1 、图1 2 是2 0 0 7 年9 月6 日，在“中原油田 一沧州输气管线( 简称中沧线) 调研时，拍摄的管道在经过的聊城市西南地区和东光 县东侧地区，被违章建筑物占压的照片。所有的这些违章建筑物，都对管道的安全运行 形成了潜在危险，管道一旦出现事故，很难检修，并且输气管道泄漏极易引发爆炸和火 灾，对建筑物内的人员和财产会造成很大的后患，后果很严重，并且会影响附近居民的正 常生活。 ” 一j j 一磊 图1 1 聊嘲目抛民用建筑占压辔；i 踅只l c 片图 图l 2 东光县民用建筑占压管道照片 随着经济发展对油气资源需求的快速增长，国内天然气管道的总长度迅速增加。国 家在审议石油天然气管网规划时提出了“提高天然气管网技术水平、搞好天然气管网保 护和管理，依法保证天然气管网安全生产和稳定运行”的要求。天然气管道建设项目从 可研到施工结束都规定了严格的安全措施。我国对天然气管道的要求由原来的“距离安 全型、强度安全型”转为“本质安全型”。 1 2 论文研究内容 长输天然气管道工程由于输送介质为易燃、易爆的天然气，因此在安全方面不可避 免的存在一定风险，本文旨在通过烟台天然气管道工程为例，结合国内外天然气长输管 5 第一章绪论 道事故收集分析数据，对事故原因进行分析阐述，在设计时提出有效可行的紧急事故应 急预案；烟台天然气管网敷设的地区有山区、丘陵、沿海、平原，各类地形较复杂，具 有代表性。针对沿海敷设天然气长输管道可能产生的事故进行系统的处理方法研究。 本选题的研究，将为国内天然气长输管道的安全运行提出一套比较系统的保障技 术，将长输管道事故的危害及影响降至最低。 具体研究内容如下： 1 ) 本文以烟台天然气管道工程为例，在对管道设计参数、沿线自然环境状况与社 会环境状况分析的基础上，根据管道分段原则，结合现场踏勘、专家咨询，在设计前， 对工程危险、有害因素进行分析，并采取相应的安全对策与措旌，风险状况控制可接受 水平。 2 ) 对天然气管道工程在输气线路、输气站场在设计、施工及安全管理等方面进行 充分论证。 3 ) 通过采取优化工艺流程、完善自控方案，以及选择高质量的管材、安全可靠的 管道敷设方式、防腐和阴极保护等措施，确保烟台天然气管道工程安全。 6 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 第二章烟台输气管道建设概况 烟台市位于胶东半岛的东部，是一个能源缺乏的城市，所需能源均需外地引入。在 引入天然气前，一直以煤为主，能源利用效率较低，特别是冬季，s 0 2 和c 0 2 的排放量 较大，成为造成该市大气环境污染的重要因素。烟台市政府曾使用人工煤气来减少空气 中污染物的排放量，但年年亏损，给财政带来t大的负担。2 0 0 4 年1 0 月，烟台市天 然气输气管道一期工程投产建成，自龙1 2 1 首站引入中海油渤南油气田的天然气后，天然 气逐步替代已有燃气品种，社会和自然环境得到了改善。随着天然气使用范围扩大，用 气量的增长，中海油渤南油气田的天然气量将供不应求。这样，以煤为主的能源结构和 能源利用的低效仍成为造成烟台市大气环境污染的重要因素，为改善能源结构，加大环 境治理力度，减少燃煤对环境的影响，并为进一步实施烟台生态市建设规划，烟台 市政府提出在烟台市市域内建设输气管道二期工程，从陆上莱西末站接入中石化天然气 或话气东输来气，实现多气源供气，缓解烟台地区能源供需矛盾。 烟台输气管道二期工程建设前，各城市用气需求量见表2 1 。 表2 - 1烟台各地天然气需求量预测表 市场用气量( x1 0 4 m 3 d ) 用户名 2 0 0 7 年2 0 0 8 年2 0 0 9 年2 0 l o 年2 0 1 5 年2 0 2 0 年 莱阳 3 0 5 13 7 8 54 5 8 25 2 5 99 6 8 71 3 3 7 3 龙大 1 5 2 61 8 9 22 2 9 12 6 3 0 4 8 4 36 6 8 7 海阳 7 6 81 1 4 3 9 31 5 2 31 9 6 22 4 1 84 0 9 7 桃村 8 0 09 0 01 0 0 01 1 0 0 1 5 0 02 0 0 0 一期不足 1 4 6 5 01 0 7 0 03 7 0 09 7 0 0 3 0 1 9 76 3 3 1 5 合计 2 0 7 9 518 4 2 0 9 31 3 0 9 62 0 6 5 14 8 6 4 58 9 4 7 2 一期不足部分中还包括龙口、莱州、招远、蓬莱、烟台等地，其中烟台莱山2 0 2 0 年用气量可达2 0 8 9 4 x 1 0 4 m 3 ，其余县市2 0 2 0 年实际需气量参见表2 2 。 表2 - 22 0 2 0 年一期供气城市新增需求量表 l 供气城市烟台莱州招远龙口蓬莱 i 用气量( 1 0 4 m 3 a ) 2 0 8 9 4 1 7 0 9 1 7 0 91 8 9 9 62 0 0 0 7 在不考虑月、日调峰，仅考虑士2 0 的季节调峰，各城市的高季均日气量见表2 - 3 。 表2 - 3管道输送气体一览表 l 供气城市 莱阳龙大海阳桃村莱山( 烟台) i2 0 0 7 年用气量( 1 0 4 m 3 d ) 1 0 1 7 1 1 5 0 8 5 6 2 5 6 0 0 2 6 6 6 7 1 6 6 6 6 7 7 第二章烟台输气管道建设概况 l 供气城市 莱阳 龙大 海阳 桃村莱山( 烟台) i2 0 2 0 年用气量( 1 0 4 m 3 d ) 4 4 5 6 6 72 2 2 9 0 01 3 6 5 6 76 6 6 6 76 9 6 4 6 7 烟台输气管线二期工程包括烟台一莱阳输气干线、莱阳一海阳支线、福山一栖霞支线、 烟台宝钢钢管厂供气管线、莱州一莱西输气干线5 条输气管线，管线全长3 5 4 1 3 k m ，可 满足管道沿线栖霞、牟平、武宁、桃村、龙大、莱阳、海阳等城镇的天然气需求，以及 一期气源不足的情况。近期自烟台末站接气，使用中海油渤南油气田的天然气，远期由 莱阳末站接受中石化l n g 来气或西气东输来气向烟台和龙口方向反向输送。 二期天然气输气干线工程与烟台市的一期输气干线连接起来，可形成一个烟台市天 然气区域环网，同时拥有海上、陆上两个气源点，为烟台市地实现安全可靠供气，提供 了重要条件。象烟台地区这种因地理位置和气源分布情况要求而建成环状天然气管网工 程的情况，在国内尚属首例。 图2 1 为烟台市天然气管网整体布局图，蓝色线部分为一期已建输气管线工程，红 色线部分为二期新建输气管线工程。 图2 - 1线路全程走向示意图 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 2 1 总体输气工艺 烟台天然气输气干线( - - 期) 工程近期由已建的烟台末站进气，远期由莱阳末站进 气。由于与一期输气工程形成环状管网，工艺条件复杂，为双气源、多用户以及近、远 期不同的用气需求，利用国际先进的管道模拟软件( p i p e s y s 、t g n e t ) 对系统进行优 化，提高输送能力，减少压力损耗。根据气源、输气线路、输气工艺等情况，全线共设 置工艺站场8 座( 其中2 座为改造) ，即：烟台末站( 改造) 、东道平清管站、武宁末站、 桃村分输站、龙大分输站、莱阳末站、海阳分输站、莱州末站( 改造) 。烟台末站为改 造，只增设向东道平清管站方向的发( 收) 球筒，同时增设反输功能。由于整体工程气 源的原因，二期工程站场均具备正输、反输的功能( 除武宁末站) 。 正输：来自中海油渤南的天然气，经一期工程龙口烟台输气管道，到达烟台经济 开发区末站。二期工程在开发区末站接气后，输至东道平清管站，在此，一路天然气向 东输至武宁末站( 向牟平门站供气) ，一路天然气向南输至桃村分输站( 部分天然气经 除尘、计量调压后至桃村门站) ，其余继续向南输至龙大分输站( 向龙大门站供气，预 留至海阳末站接口) ，最终输至莱阳末站，经过除尘、计量调压后至莱阳门站。 反输：在莱阳末站接受来自西气东输天然气或中石化l n g 天然气。经过计量，沿 干线经过龙大分输站、桃村分输站、东道平清管站，一路天然气输至武宁末站用气，其 余天然气继续输至烟台经济开发区及其以远地区用气。 管系全线总体工艺流程见框图2 2 。 圈一圈一囤一圈 陬1 1 一 图2 - 2管系全线总体工艺流程框图 采用l i c e n e r g y 公司的p i p e l i n es t u d i o ( t g n e t 6 2 1 ) 软件计算输气管道沿 线各接点压力见表2 4 。 9 第二章烟台输气管道建设概况 表2 - 4正输管系沿途各站接点压力一览表( m p a g ) 站名烟台经济开武宁桃村龙人莱刚 年劈 发区末站末站分输站分输站末站 备注 只供武宁近期气量 正输2 0 0 7 年 0 8 0 7 7 2|l| ( 0 7 4 1 6 x1 0 8 m 3 a ) 各站近期气量 正输2 0 0 7 年 1 6 71 6 0 8 1 6 1 11 6 0 11 6 ( 1 3 5 6 1 1 0 8 m 3 a ) 各站远期气量 正输2 0 2 0 年 2 5 11 7 0 91 7 9 01 6 2 21 6 ( 6 0 1 3 8 x1 0 8 m 3 a ) 注：正输是指自烟台经济开发区进气。 表2 - 5反输管系沿途各站接点压力一览表( m p a g ) 站名 莱阳龙大桃村武宁烟台经济开 备注 年份末站分输站分输站末站发区末站 含一期不足气量 反输2 0 2 0 年 3 5 53 2 5 72 5 9 52 0 l o2 0 0 ( 2 9 6 2 8 x10 8 m 3 a ) 注：反输是指白莱阳末站进气。 2 2 输气线路 2 2 1 选线 2 2 1 1 选线原则 1 ) 线路选线总体原则 ( 1 ) 坚持“安全第一、环保优先、以人为本、经济适用 设计理念； ( 2 ) 严格执行国家和地方的法律、法规及国家、行业的相关设计标准规范； ( 3 ) 线路尽量避开矿区、军事区、风景保护区、自然保护区等区域： ( 4 ) 在符合线路总体走向的条件下，合理选择河流大中型穿越位置，缩短管线穿 越长度； ( 5 ) 尽量绕避地震断裂带、山体滑坡等不良地质地段，确保管道长期安全运行； ( 6 ) 线路走向力求顺直的同时尽量避免和减少穿越果园、林地等多年经济作物种 植区； ( 7 ) 线路走向应结合沿线主要用气点的地理位置，选择合理走向，力求线路顺直， 缩短线路长度，节省钢材和投资； ( 8 ) 线路尽可能利用和靠近现有公路、其他已建管道伴行路等设施，以方便运输、 施工和生产维护管理，减少工程量及投资； ( 9 ) 选择有利地形，尽量避开、减少施工难点，确保管道建设； ( 1 0 ) 线路走向应尽量避免通过人口稠密、人类活动频繁地区，在确保管道安全的 同时，确保管道周边地区的安全： l o 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 ( 1 1 ) 管道应尽量避绕城市规划区、村镇及工矿企业，减少拆迁工程量。必须通过 时，应考虑所经城镇和工矿企业的规划和发展；并与所经地区的农田、水利、交通等工 程规划协调一致。 2 ) 特殊地段选线原则 ( 1 ) 山区段 管线尽量沿平缓山坡或山间沟谷敷设，以减少劈石方量、水工保护量，并降低施工 难度，尽量减少对山地植被的破坏。 ( 2 ) 河谷川地段 管道应尽量躲避村庄、民宅、公路、铁路等建构筑物及玉米等经济作物区，以减少 拆迁和赔偿。 ( 3 ) 低山浅丘段 管道通过低山浅丘区时，尽量沿宽阔、纵坡较小的河谷、沟谷通过；选择稳定的缓 坡地带敷设，避开陡坡、陡坎和陡崖地段；尽量减少对林区、果园等的破坏。 2 2 1 2 线路基本走向 线路走向分别描述如下： 1 ) 烟台一武宁输气干线 管线起于一期已建的烟台末站，出站后向南穿越长江路，沿长江路向西，在古现路 2 0 路东侧折向南，在古现路7 路北侧折向东，穿越柳林河后继续沿古现7 路折向东南， 在古现1 0 路西侧折向西南，穿越古现8 、2 0 、1 9 路及轻轨后继续向南，在大杨家庄西 北穿越绕城高速公路，在巨屯东北穿越同三高速公路。管线折向东南，经吕家沟村东、 东厅公社东北，在十里堡西南穿越g 2 0 4 国道，管线折向南，在桃园村东南设截断阀室 l 座，在西汪格庄东南穿越内夹河。管线折向东南，在大屋村东南穿越$ 2 1 0 省道后继 续向东南，经新庄西侧，在岚柳墅东北侧穿越内夹河支流后继续向东南，经梅家村西侧、 集贤村西侧、蓬莱庄东侧，在东道平村东侧进入东道平清管站。过东道平站后向东穿越 蓝烟铁路、g 2 0 4 国道、大沽家河后，沿南朱巷堡南侧折向东北，在南朱巷堡东南穿越 $ 2 0 1 省道后继续向东北，经解格庄东南、东沟村东南、康格庄村南、安吉村北、郝家 庄东南、沟头店村北侧，在西解家庄东南穿越辛安河后继续向东，经小山后村北、新添 堡村折向东南，经路西村东、浩家庄西，在浩家庄南侧折向东北，穿越$ 2 0 7 省道后到 达武宁末站。 线路全长约6 0 2 9 k m ，共设置东道平清管站l 座，武宁末站1 座，截断阀室1 座， 第二章烟台输气管道建设概况 管径为d 4 0 6 4 m m ，设计压力4 0 m p a 。 2 ) 东道平一莱西输气干线 管线起于东道平清管站，管线出站后向南，在回里中学东侧折向西，经土峻头村、 刘家庄村、张格堡村西、王家庄东南、孔家庄西北、泉水庄村东南、西城村东南、北楚 留村东南，卧龙西侧到达桃村分输站。 管线由桃村分输站出站后继续向西南，在石剑铺村西北穿越$ 2 0 1 省道继续向西南， 在西庄村西北穿越企业专用铁路向西南，沿蓝烟铁路继续向西南，经肖家庄村东南、水 有兰村东、西柳子头村西北、安东村西北、核桃树村西北、岚店村东南、于家庄村西北、 徐家店镇西北，在徐家店镇西北设有截断阀室。管线在后槐山村东南穿越富水河后继续 向西南，在前槐山村西南穿越省级公路向西南，经刘家窑村西北、姜家秋口村东南、王 家沟村东南、范家庄村东南、杨家庄西北、豹基铺村东南、凤凰庄村北、朱兰村东南， 在大明村东南穿越清水河后继续向西南，经在倪家店村东，向东穿越g 2 0 4 国道后，经 乔家泊村西南到达龙大分输站。管线由龙大分输站出站后继续向西南，在纪格庄东南穿 越蓝烟铁路后继续向西南，在洞山庄西北穿越g 3 0 9 国道继续向西南，经南宫庄村、东 祝家庙村东南，在田格庄东穿越清水河后继续向西南，管道在逍格庄村与西桃漳村之间 穿过后折向南，在大吕疃村南向西再次穿越清水河后继续向西，在姜家泊南侧穿越莱高 路，在埠前村西北穿越蓝烟铁路后折向西北，进入莱阳末站。 线路全长约8 3 6 4 k m ，共设置桃村分输站1 座，龙大分输站1 座，莱阳末站1 座， 线路阀室1 座，管径为d 4 0 6 4 m m ，设计压力4 0 m p a 。 3 ) 莱阳一海阳支线 莱阳一海阳输气管线起于烟台莱阳市南闰家庄东南，在西城阳东侧向南，在于家瞳 折向东。经北山后、薛家沟在彭格庄南穿越$ 3 0 7 省道，而后管线沿$ 3 0 7 省道折向东南， 在前瓦马南穿越富水河，从万第镇、小院之间穿过，管线继续向东南，在南石础和小店 之间折向南，进入海阳市内。 管线进入海阳市后沿$ 3 0 7 省道折向东南，经黄崖乡在大杨格庄南两次穿越富水河 支流，而后管线继续向东南，经书院、辛家夼、笤帚夼、北斗山，在梨园东北穿越白沙 河后设有1 座截断阀室。管线继续向东南，经北索格庄、姜格庄、孙格庄、西上庄在野 鸡夼折向东，在潘家和沙子埠之间穿越沙子埠河后折向东北，经西八里庄在薛家庄南穿 越$ 2 0 2 省道。而后管线沿海阳市区正建海天路折向东，先后穿越龙山街、东京路、东 风路、东村河后在南修家南穿越正建海天路向南到达海阳分输站。管线从海阳分输站出 中国石油大学( 华东) 工程学位硕士论文 来后，按原路返回穿越正建海天路，沿海天路向东先后穿越碧城大道、香海东路和肋埠