燃气输配设计任务书

华南理工大学化学与化工学院燃气输配课程设计任务书A城（南京浦口区）天然气输配管网初步设计班级11级能源工程及自动化一班学生姓名江世杰指导教师解东来华南理工大学化学与化工学院能源工程系2014年6月1目录第一章绪论211概述212自然地理环境概况213设计原始数据3第二章燃气的性质计算321气源422气体性质423燃气质量要求及燃气的加臭8第三章燃气需用量及供需平衡931用户类型及供气原则932城市用气量1033各类用户用气量计算汇总1334计算流量1435燃气输配系统的供需平衡15第四章输配系统方案的选择1541城镇燃气输配系统的组成1542燃气管网系统的选择1643天然气输配管网图（浦口区）17第五章输配管网的布置1851城镇燃气管道的布线原则1852燃气管道穿越障碍物的设计2153燃气管道的防腐方法23第六章调压站设计2461调压站的分类2462调压站的选址2563调压站的组成2664调压站的布置27第七章液化天然气气化站设计2871工艺流程2872主要设备选型2973其他相关辅助设备3274安全设计3475LNG气化站工艺流程设计图3676LNG气化站平面布置图37第八章环境保护3781环境保护设计依据3782工程施工后环境情况3783工程对环境的影响3884控制防范措施38第九章城市管道燃气的消防安全对策39参考文献412第一章绪论11概述城市燃气是现代化城市人民生活和工业生产的重要能源。发展城市燃气可以节约能源，减轻城市污染，提高人民生活水平，促进工业生产，提高产品质量，对加速建设现代化城市，改善城市的生态环境和投资环境具有重要意义，其社会综合效益显著。城市燃气的发展水平也是城市现代化水平的重要标志之一，是建设现代化城市的必要条件。随着社会的发展进步，人类对生存环境的要求越来越受到重视，传统的以燃煤为主的燃料消费结构对环境造成的巨大影响，也越来越被人类所共识，治理环境刻不容缓。增加优质能源在城市能源消费结构中所占的比重，特别是加大城市燃气的利用，可以大大减少主要大气污染物二氧化硫、烟尘的排放量，是减少大气污染物对人体损害，提高人民生活质量的最为直接、有效的方式。城市燃气燃烧后的废气中二氧化硫、氮氧化物的含量远低于其它燃料。发展城市燃气，具有较好的社会效益、经济效益。利用城市气作为工业用燃料，可以提高工业产品质量和设备利用效益，节约能源；可以完善城市市政公共设施，改善城市的投资环境，社会效益和经济效益显著。“我国天然气大发展时代已经到来”。随着社会的发展和生产、生活文明程度的提高，要求天然气工业有较快的发展，以改善能源结构，保护大气环境。实现城市民用燃料气体化是城市现代化的重要标志之一，城市燃气使用采用管道供应是现代化城市的发展趋势，也是城市燃气使用事业的发展方向。12自然地理环境概况121地理位置浦口区地处长江三角洲西北缘，位于东经118O20118O41，北纬31O5132O13，南临长江，北枕滁河，同南京长江大桥相连，总面积91346KM2。地势中高、南北低，中部为老山山脉。境内最高点（大刺山）海拔4421M。山地面积约占全县面积11，岗地约占60，平原约占29。122气候条件浦口区属北亚热气候区，四季气候呈冬干冷、春温凉、夏炎热、秋干暖，雨量丰沛，四季分明的特征。年平均日照时数1987小时，年平均气温153。C。年平均无霜期为226天，平均总降水1020MM。年均风速26M/S，主导风向为东北风。313设计原始数据131城市规划资料参见电子版南京实浦口区城市总体规划文本及规划图纸。132城市能源综合利用情况电耗电20714万度（原江浦县2010年）煤、油原江浦县工业企业2010年消耗原煤72913T，焦炭924T，汽油644T，煤油53T，柴油1229T，燃料油6029T，其他油制品949T。液化气7个液化气储灌站（原江浦县4个、浦口3个），共计1187M3储气量。城区居民用户的气化率96。133城市燃气供应现状及远景规划要求（1）原江浦县城曾经拥有城市管道煤气系统，1987年12月由江浦化肥厂提供水煤气，最高日供气量3730NM3/D，厂区内设有1万NM3煤气储配站。其主管管径DN100300，总长112KM。最多时供应4700户。管道煤气系统于2004年10月停止供气。原有输配管网和供气设施均已报废。目前浦口区居民气化率为96，供应方式大部分为瓶装供应。原煤气用户多改用液化气。2010年，液化气年供应总量4797吨/年。浦口区现有7个液化气储灌站，共计1187M3储气量。（2）日后规划改用液化天然气为气源，管道气输送。第二章燃气的性质计算燃气是由多种可燃气体和不可燃气体组成的混合气体。其中可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳等，不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。随着燃气工业的发展，城镇燃气的种类越来越多。而确定城镇输配系统的压力级制、管径、燃气管网构筑物及防护和管理措施，都与燃气的种类有关；同时燃烧设备是按某一特定的燃气组分设计、制造的，虽然燃具能够适应燃气组分在一定范围的变化，但总有一个限度，若燃气的组分差异很大时，将引起燃烧特性的变化。所以从燃气输配、燃烧应用和燃气互换性方面考虑，为了使燃气输配企业和燃烧设备制造厂都遵守一个共同的准则，必须将燃气进行分类。按燃气气源的种类通常可把燃气分为天然气、人工燃气、液化石油气和生物气等。421气源海南天然气质组分表21性质贫气（MOL）富气（MOL）N2121237CO200甲烷78474乙烷19315丙烷0457307异丁烷13正丁烷02064组分异戊烷1液态密度KG/M3SPT4574634气态密度3096808195体积热值MJ/M3SPT3843476运动粘度2110622气体性质221平均分子量贫气混合气体的平均分子量按下式计算12N0MYYM（21）11002812224400021678483019834404575800067200011892式中M混合气体平均分子量；12NY、各单一气体容积成分（）；1、各单一气体分子量。5222平均密度和相对密度贫气混合气体的平均密度由表21得07968/3贫气混合气体的相对密度S22079681293062式中混合气体平均密度（3KG/M）S混合气体相对密度（空气为1）；1293标准状态下空气的密度。223粘度混合气体的粘度与气体中各组分的质量分数有关，而各组分的质量成分可由式求得。10IIYMG（23）式中12N、各单一气体容积成分（）；、相应各组分在0时的动力粘度（PAS）。则可求得设计中所用燃气中各组分的质量成分。各成分的质量分数计算如下218019NG247CO4781609HG2634C63804570192CHG410651270489CHG动力粘度按照式（24）计算612N0GG（24）66109710AS080473410241623958758365P式中混合气体动力粘度（ASP）；12NG、各组分的质量成分（）；、相应各组分的动力粘度（AS）。运动粘度按照式（25）（25）662971091M/8S式中混合气体的运动粘度（2/S）；混合气体动力粘度（ASP）；混合气体平均密度（3KG/）224爆炸极限可燃气体与空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。其有爆炸上限和爆炸下限之分。其计算公式如下712120NNLYYYL（26）式中含有惰性气体的混合气体的爆炸下上限体积；12NY、由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在混合气体中的容积成分；12NL、由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合比时的爆炸极限；12NY、未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的容积成分；L、未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限体积。将组分中的惰性气体按要求与可燃气体进行组合，即241278490NCHY12056784惰性气体可燃气体24106O3惰性气体可燃气体由图查得混合组分在上述混合比时的爆炸极限相应为415和211按下式计算该天然气的爆炸极限为037790845719804224L152153HL式中L爆炸下限（）；H爆炸上限（）。225混合物的热值可燃气体与空气完全燃烧时放出的放出的热量称为可燃气体的热值，根据燃烧产物中水分的形式可分低发热值和高发热值。用作燃气的一般只用低热值作为计算，因此由表一默认为低发热值。33846/LHMJM8226华白数燃气性质中影响燃烧特性的参数主要有燃气的热值H、相对密度S及火焰传播速度即燃烧速度。为此导出与热值和相对密度有关的综合系数，即华白指数W。华白指数27338465/02LHMJMS式中华白指数（3/）；L燃气低热值J；S混合气体相对密度（空气为1）。23燃气质量要求及燃气的加臭231城镇燃气质量要求城镇燃气质量指标应符合下列要求1城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求；2城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准城市燃气分类GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。3采用天然气做气源时，天然气的质量指标（1）天然气的发热量、总硫量和硫化氢含量、烃露点、水露点指标应符合现行国家标准天然气GB17820的一类气或二类气的规定；（2）在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的烃露点应比最低环境温度低5；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。主要规定叙述如下1天然气的高热值大于3143MJ/M；2）总硫量小于2703G/；3）硫化氢含量小于20；4）二氧化碳含量小于3（体积）；5）无游离水。232城镇燃气的加臭城镇燃气是具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用。由于管9道及设备材质和施工方面存在问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此，当发生漏气时应能及时被人们发觉进而消除燃气的泄露。所以需要对没有臭味的燃气进行加臭。作为城镇燃气的气源，如干馏煤气、水煤气、油制气、天然气和液化石油气多数含有硫化物，因此其本身都具有臭味。仅部分地区使用的天然气有时不含硫化物，要求经过加臭后才进行输配使用。城镇燃气中加臭剂的最小量一是无毒燃气（一般指不含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到爆炸下限的20时，应能察觉；二是有毒燃气（一般指含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体）泄露到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉。对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到002（体积分数）时，应能察觉。加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味，不应对人体、管道或与其接触材料有害，其燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。常用的加臭剂有四氢噻吩（THT）、三丁基硫醇、乙硫醇、乙硫醚、甲硫醚等。第三章燃气需用量及供需平衡在设计燃气输配系统时，需要首先确定燃气管网的计算流量，而计算流量的大小又取决于燃气需用量和需用的不均匀情况。城市燃气需用量取决于用户类型、数量和用气量指标。31用户类型及供气原则燃气是一种优质燃料，应力求经济合理的充分发挥其使用效能，首先应从提高热效率和节约能源方面考虑。由于我国气源尚不十分丰富，所以把有限的气量合理分配对节能和改善环境更为有利，此外把燃气供给居民可方便群众生活，减轻负担，解除后顾之忧，满足广大居民的迫切需求。一、民用用气供气原则1、优先满足城镇居民炊事和生活用气；2、尽量满足幼托、医院、学校、旅馆、食堂和科研单位等公共福利建筑的用气。3、城市燃气一般不供应锅炉用气。二、工业用气供气原则；1、优先满足工艺上必须使用燃气，但用气量不大的企业用户；2、对邻近管网，用气量不大的其他工业企业，如使用燃气后可显著提高产品质量，改善劳动条件和生产条件的用户，可考虑供应燃气；3、使用燃气后能显著减轻大气污染的工业企业；4、作为缓冲用户的工业企业。三、工业与民用供气的比例城市燃气在气量分配时应兼顾工业和民用，因为工业用户具有用气量比较均匀的特点，其在城市用气量中占有一定的比例，将有利于平衡民用耗气的不均匀性。本设计不考虑采暖通风和空调用气量，燃气汽车用气量。1032城市用气量321居民生活用户用气量居民生活用户用气量取决于居民生活用户用气量指标（用气定额）、气化百分率及城市居民人口数。影响居民生活用户用气量指标的因素很多，如住宅燃气器具的类型和数量，住宅建筑等级和卫生设备的设置水平，采暖方式及热源种类，居民生活用热习惯及生活水平，居民每户平均人口数，气候条件，公共生活服务设施的发展情况，燃气价格等。各种影响因素对居民生活用户用气量指标的影响无法精确确定，通常根据居民生活用户用气量实际统计资料，经过综合分析和计算得到用气量指标。当缺乏用气量的实际统计资料时，可根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况，按表31确定。表31城镇居民生活用气量指标QMJ/A人注本表系指一户装有一个燃气表的居民用户，在住宅内做饭和热水的用气量。不适用于瓶装液化石油气居民用户。“采暖”系指非燃气采暖。燃气热值按低热值计算。气化百分率K是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇居民总人口数的百分数。一个城镇的气化百分率很难达到100，因为有一部分房屋结构不符合安装燃气设备的条件或居民点远离城市燃气管网。表311浦口区人口规模一览表城镇人口全区总人口（万人）中心城区人口（万人）郊区城镇人口（万人）小计（万人）城市化水平现状（2000）468/244521近期（2010）637408115523821远期1123750205955850城镇地区有集中采暖的用户无集中采暖的用户东北地区2303272118842303华东、中南地区20932303北京2721314025122931成都2512293111（2020）南京浦口区全区总面积91308平方公里。人口49万人（2004年）,直至2011年，人口达7667万人,人口以增长率为369计算，预计在2020年全区人口为1123万。城区居民用户的气化率96。根据居民生活用气定额、居民人数、气化百分率即可计算出居民生活年用气量1YLNKQQH（31）式中1Y居民生活年用气量（3M/A）；居民人数（人）Q居民生活用气定额MJ/（人）,查表定为2100MJ/A人K气化百分率（）；LH燃气低热值（3J/）。本设计中以2011年的人口数据为基准的浦口区居民年用气量为1637609210481/84YQMA322商业用户用气量商业用户用气量取决于商业用户用气量指标（用气定额）、城市居民人口数及商业设施标准。影响商业用户用气量的因素很多，主要有城市燃气的供应状况，燃气管网布置情况，商业的分布情况，居民使用公共服务设施的程度，用气设备的性能、热效率、运行管理水平和使用均衡程度以及地区的气候条件等。应按商业用户用气量的实际统计资料分析确定用气量指标。当缺乏用气量的实际用气量统计资料时，也根据当地的实际燃料消耗量、生活习惯、燃气价格、气候条件等具体情况。参照南京浦口区的标准及燃气工程技术手册确定用气量指标表32项目规划指标单位耗热指标单位饮食业20座位/千人900万千焦/座位年幼儿园全托30人/千人200万千焦/人年幼儿园半托45人/千人100万千焦/人年医院8床位/千人350万千焦/床位年旅馆8床位/千人80万千焦/床位年理发馆6000次/千人年04万千焦/人次商业用户年用气量可按下式计算1221YLNIQBQH（32）式中2Y公共建筑年用气量（3M/A）；B某一类商业设施标准人或床位、座等千人；N居民人口数（人）；Q某一类用途的用气量指标MJ/A人或床位、座位；LH燃气低热值（3J/M）。本设计中南京浦口区商业用户年用气量为21YLNIQBQ093204510835064766463851/MA323工业企业用户用气工业企业燃气用户主要用于生产工艺。工业企业生产用气设备的燃气用量，应根据热平衡计算确定；或参照同类型用气设备的用气量确定；或由原有加热设备使用其他燃料的消耗量折算确定，根据实际情况确定工业企业用户用气量。工业企业用户耗气量及班制，见表33各类工厂耗热指标及班制表331玻璃仪器厂144106一2玻璃制品厂2560106三3灯泡厂1920106三4暖水瓶厂384106二5陶瓷厂7800106三6糕点厂82106三7面包厂72106二8食品厂120106三9糖果厂80106二序号厂名耗热指标千卡/月班制1310铅笔厂96106三11木材加工厂144106三12棉纺厂800106三13毛纺厂100106三14印染厂600106三15制药厂60106一16搪瓷厂48106一17医疗器械厂216106二18机械修配厂192106一19农机厂164106一20弹簧厂480106三21标准件厂960106三22机械厂560106三23重型机械厂1840106三24冶炼厂3440106三25电子仪表厂96106一26无线电电器厂48106一27总和23006106本设计中南京浦口区工业企业用户用气量为66393102410/84QMA324其他用气量包括管网的漏损量和未预见量，一般其他用气量按总用气量的35计算。本设计中浦口区其它用气量为Q（40186853004）10653856103/AM33各类用户用气量计算汇总南京浦口区年总用气量为Q（40186853004385）61080926103/AM1434计算流量在设计燃气输配系统时，需用到燃气的计算流量。计算流量的大小，直接关系到燃气输配系统的经济性和可靠性。计算流量偏大，输配系统的金属耗量和基建投资都会增加；偏小，又会影响用户的正常、可靠用气，因而应合理确定燃气的计算流量。城镇燃气管道的计算流量，应按计算月的高峰日小时最大用气量计算。确定方法有不均匀系数法和同时工作系数法。根据实际统计资料及参考资料，本设计确定南京浦口区城镇居民和商业用户的用气不均匀系数为K月13；日12；K时30居民生活和商业用户燃气小时计算流量0和101325KPA，宜按下式计算36524YHMDHQ（33）式中H燃气小时计算流量M3H；Y年燃气用量M3A；MK月高峰系数；取13D日高峰系数；取12H小时高峰系数，取30居民生活和商业用户燃气小时总流量36524YMDNQK6301801320516/MH每人每小时的用气量342560/H71QM人工业企业用户燃气小时用气流量资料显示工业大多数为三班制，因此选取N6000H/A63304157/AHQMHN1535燃气输配系统的供需平衡城市各类用户对燃气的使用情况是随着月、日、时发生不均匀变化的，这决定了城市燃气的供应也应随着月、日、时发生不均匀变化。但气源的燃气生产量不可能完全按用户用气量的变化而变化，因而燃气输配系统应具有维持燃气供需平衡的能力。目前，用以调节用气不均匀性的有效方法有1改变气源的生产能力和设置机动气源改变气源的生产能力和设置机动气源，应考虑气源的运转和启停的经难易程度以及气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度，还应考虑供气的安全行、可靠性、和技术经济的合理性。经机动气源调整掺混后的燃气应符合城市燃气的质量要求和互换性要求。2利用缓冲用户进行调节城市燃气供应的缓冲用户是一些大型的工业企业和锅炉房等可使用多种燃料的设备。在夏季用气处于低谷时，可将多余燃气供应给这些缓冲用户使用，而在冬季用气高峰时，这些缓冲用户可改用其他燃料。这样可以调节季节性不均匀和一部分日用气不均匀。3利用储气设施进行调节输配系统的储气罐、高压燃气管束储气及长输干管末端储气，都可用于调节日和小时的用气不均匀性，但不能调节月用气的不均匀性。由于南京浦口区以海南液化天然气LNG作为城镇主气源，可不必另外考虑调峰手段，而通过改变开启气化装置数量的方式实现供需平衡。第四章输配系统方案的选择41城镇燃气输配系统的组成管道输配系统一般由接受站或门站、输配管网、储气设施、调压设施以及运行管理设施和监控系统等共同组成。高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、工艺需要高压燃气的大型工厂企业。城镇燃气管网系统中各级压力的干管，特别是中压以上压力较高的管道，应连成环网，初建时也可以是半环形或枝状管道，但应逐步构成环网。燃气管网多数呈环状连接，环状管网与枝状管网的主要区别在于（1）环状管网由一些管道封闭成环，可同时由一条或几条管道给某管段输送燃气，而枝状管段只能由一条管道供气。（2）燃气管道成环连接，是为了保证管网工作的可靠性，当管网中任一管段出现问题而不能正常供气时，可由其他管段负责其负荷的输送，从而对管网工作的影响达到最小。（3）枝状管道中变更某一管段的直径时，不影响其他管段的流量分配，只导致管道起点压力的改变；环状管网中变更某一管段的直径，就会引起所有其他管段流量的重新分配，并改变管段管网内各点的压力值。城镇、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城镇燃气管道16较远的大型用户，可自设调压站与长输管线连接。除了一些允许设专用调压器的，与长输管线相连接的管道检查站用气外，单个的居民用户不得与长输管线连接。42燃气管网系统的选择根据技术经济比较合理的最佳方案选择采用中压单级管网系统。该系统以天然气为气源，采用储气罐储气。燃气自气源厂送入城镇燃气储配站，经调压送入中压输气干线，再由输气干管送入配气管网。最后经箱式调压器或用户调压器送入用户燃具前。该系统减少了管材，故投资省，比中、低压二级管网系统节省管网投资20左右。由于采用了箱式调压器或用户调压器供气，可保证所有用户炤具在额定压力下工作，从而提高了燃烧效率。但该系统运行维护费用较高，安装水平要求高，供气安全性比低压单级管网差。街道狭窄、房屋密度大的老城区和不能保证安全距离的地区不宜采用，新城区和安全距离可以保证的地区应优先采用。由于本设计中南京浦口区为水煤气改天然气的老城区，不宜采用中压单级管网系统，初步计划采用中压A低压二级管网系统。液化天然气气化站将气化后的燃气经处理后送入该城市。中压B管道连成环网，通过区域调压站向低压管网供气，通过专用调压站向工业企业供气。居民用户和小型商业用户由低压管网供气。根据居民区规划和人口密度等特点，一般情况是低压管道沿大街小巷敷设，以组成较密集的环网，另一种情况则是低压管道敷设在街区内，而只将主干管连成环网。第一种情况适用于城市的老区，因为那里建筑物鳞次栉比，又分成许多小区，故低压管道敷设在每条街道上、胡同里，互相交叉而连成较密的环网，从低压管道上连接用户引入管。第二种情况适用于城镇的新建区，如这里的桥林新城，那里居民住宅区的楼房布置整齐，楼房之间保留了必要的间距。这样的条件下，低压管道可以敷设在街区内，这些楼房可由枝状管道供气，只将主要街道的低压干管成环，以提高供气的可靠性和保持供气压力的稳定性。以上是用户直接与低压管网相连的情况。如果居民用户和小型商业用户均设置单独调压箱时，可直接由中压管道供气。详情见天然气输配管网图（浦口区）。低压干管上一般不设阀门，检修或排除故障时可用橡胶球堵塞管道。次高压、中压燃气干管上，应设置分段阀门，在其支管上的起点处，也应设置阀门，在调压站的进出管上、过河燃气管道的两端与铁路和公路干线相交的两侧均应设置阀门。阀门应设置在非常必要的地方，以便在检修、处理故障或进行改建扩建时，可关断个别管段而避免出现大片用户停气的情况。当然，每增加一个阀门，既增加了投资，也增加了漏气的可能性。区域调压站的主要设备是调压器，调压器将压力较高的燃气降压，并保证其出口具有给管网供气的压力。区域调压站的数量应由技术经济计算决定。调压站宜布置在其供气区的中心，并应靠近管道的汇交点。调压站一般应设在地上单独的建筑物内。特殊情况下，也可设在地下但应便于地上维修。1743天然气输配管网图（浦口区）详见浦口区燃气输配管网PDF18第五章输配管网的布置51城镇燃气管道的布线原则城镇里的燃气管道均采用地下敷设。城镇燃气管道的布线，是指城镇管网系统在原则上选定之后，决定各管段的具体位置。511管线布置依据地下燃气管道宜沿城镇道路、人行便道敷设，或敷设在绿化带内。在决定城镇中不同压力燃气布线问题时，必须考虑到下列基本情况。（1）管道中燃气的压力。（2）街道及其他地下管道的密集程度与布置情况。（3）道路现状和规划。（4）街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况。（5）所输送燃气的含湿量、必要的管道坡度、街道地形变化情况。（6）与该管段相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管道。（7）线路上所遇到的障碍物情况。（8）土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度。（9）该管道在施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响。由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全要求也不同，而且各自的功能也有所区别，故应按各自的特点进行布置。在布线时，要决定燃气管道沿城镇街道的平面和纵断面位置。512高、中压管网的平面布置高、中压管网的主要功能是输气，并通过调压站向低压各环网配气。因此，高压管和中压管的平面布置有共同点，也有不同点。一般按以下原则布置1高中压管道可连接成环状管网、也可布置成枝状管网，但要保证供气安全可靠。2高压管道宜布置在城镇边缘或有足够安全距离的地带，尽量避免在车辆来往频繁或闹市区的主要干线敷设，否则对施工和管理、维修造成困难。3高、中压管道的布置，应考虑调压站的布点位置和对大型用户直接供气的可能性，应使管道通过这些地区时尽量靠近各调压站和这类用户，以缩短连接支管的长度。4从气源厂连接高压或中压管道的连接管段应采用双线敷设。5由高、中压管道直接供气的大型用户，其用户支管末端必须考虑设置专用调压站的位置。6高、中压管道应尽量避免穿越铁路或河流等大型障碍物，以减少工程量和投资。197高、中压管道是城镇输配系统的输气和配气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量。8地下燃气管道不得从建（构）筑物下面穿过，不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；不能与其它管线或电缆同沟敷设，当需要同沟敷设时，必须采取防护措施。9为了便于管理、维修或接新管时切断气源，高中压管道在下列地点需设阀门（1）气源厂的出口；（2）储配站、调压室的进出口；（3）分支管的起点；（4）重要的河流、铁路两侧单支线在气流来向的一侧；（5）管线分段阀门，一般每公里设一个阀门。513低压管网的平面布置低压管网的主要功能是直接向各类用户配气。据此特点，低压管网的布置一般应考虑下列各点1低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低。2低压管道直接与用户相连，而用户数量随着城镇建设发展而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主体布置外，也允许存在枝状管道。3有条件时低压管道宜尽可能布置在街区内兼作庭院管道，以节省投资。4低压管道一般可以沿街道的一侧敷设，在遇到下列情况可双侧敷设（1）在有轨电车通行的街道上；（2）街道宽度大于20M；（3）横穿街道的支管过多；（4）输气量大，而道路条件限制不允许敷设大口径管道。5低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在高级路面下敷设。6为保证和提高低压管网供气可靠性，低压管网的相邻调压室之间连通管道的管径应大于相邻管网的低压管道管径。7地下燃气管道与建筑物、构筑物基础或相邻管道之间的水平净距不应小于表51的规定，当采取行之有效的防护措施后，表的规定可适当降低。表51地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的水平净距（M）地下燃气管道中压次高压序号项目低压BABA基础071151建（构）筑物外墙皮（出地面处）4565202给水管0505051153污水、雨水排水管11212152直埋0505051154电力电缆（含电车电缆）在导管内111115直埋0505051155通讯电缆在导管内111115DN300MM04040404046其它燃气管道DN300MM0505050505直埋1111527热力管在管沟内115152435KV111118电杆（塔）的基础35KV222559通讯照明电杆（至电杆中心）1111110铁路路堤坡脚5555511有轨电车钢轨22222514管道的纵断面布置在决定纵断面布置时，要考虑下列各点（1）管道埋深地下燃气管道埋设深度主要考虑地面动负荷，特别是车辆重负荷的影响，并在土壤冰冻线以下。管道覆土厚度（路面至管顶）应遵守下列规定埋设在车行道下时，不得小于09M；埋设在非车行道下时，不得小于06M；埋设在庭院内时，不得小于03M；埋设在水田下时，不得小于08M。随着干天然气的广泛使用以及管道材质的改进，埋设在人行道、次要街道、草地和公园的燃气管道可采用浅层敷设。（2）输送湿燃气的管道，不论是干管还是支管，其坡度一般不小于0003。布线时，最好能使管道的坡度和地形相适应。在管道的最低点应设排水器。排水器之间距离，一般不大于500M。（3）燃气管道不得在地下穿过房屋或其他建筑物，不得平行敷设在有轨电车轨道之下，也不得与其他地下设施上下并置。（4）在一般情况下，燃气管道不得穿过其他管道本身，如因特殊情况要穿过其他大断面管道（污水干管、雨水干管、热力管沟等）时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。（5）燃气管道与其他各种构筑物以及管道相交时，应按规范规定保持一定的最小垂直净距见表52。21如受地形限制，燃气管道按有关规范要求以及埋设深度的规定布线有困难，而又无法解决时，要与有关部门协商，采取行之有效的防护措施，在保证输送的湿燃气中的冷凝物不致冻结，管道也不致遭受机械损伤的情况下，则可适当降低标准。表52地下燃气管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的垂直净距（M）序号项目地下燃气管道（当有套管时，以套管计）1给水管、排水管或其它燃气管道0152热力管的管沟底（或顶）015直埋0503电缆在导管内0154铁路轨底1205有轨电车轨底10052燃气管道穿越障碍物的设计521跨越工程的设计考虑首先考虑确保管道与穿跨越处的交通设施的安全性,并对运输,防洪,河道形态,生态环境,以及水工构筑物,码头,桥梁等不构成不利影响,管道穿跨越应服从线路总体走向，线路布局应服从穿跨越位置的选定。选定穿跨越位置应考虑地形及地质条件，具有合适的施工现场与方便交通条件。在此基础上进行穿跨越工程位置多方案的选择。应对整个工程方案的技术经济比较，采用可行技术，节约投资。一般情况穿越方式优于跨越方式。在管道穿跨越工程设计应取得相关主管部门的同意后，方可进行。522燃气管道穿越公路燃气管道在穿越一、二、三级公路或城镇主干道时，宜敷设在套管或地沟内。套管直径应比燃气管道直径大100MM以上，保护套管端部伸出长度距路堤坡脚距离不应小于10M。套管或地沟两端应密封，在重要地段的套管或地沟端部应装检漏管。检漏管上端伸入防护罩内，由管口取气样检查套管中的燃气含量，以判明有无漏气及漏气的程度。22穿越一般公路或城镇次要道路时，可以不用保护套管或地沟，采用直接埋设。523穿越道铁路设计燃气管道穿越铁路时要垂直穿越。燃气管道在铁路，应敷设在钢套管或钢筋混凝土套管内。穿过铁路干线时，应敷设在涵洞内。套管两端应超出路基底边，至最外边轨道的距离3M。穿跨管道应选择质量好的长度较长的钢管，以减少中间焊缝。焊缝应100射线探伤检查，其合格级别应按现行国家标准钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级（GB3323）的“级焊缝标准”执行。穿越工程钢制套管的防腐绝缘应与燃气管道防腐绝缘等级相同。管道穿越铁路或公路的夹角应尽量接近90，应尽可能避免在潮湿或岩石地带以及需要深挖处穿越。管道穿越铁路，管顶距铁路轨枕下面的埋深18M距公路路面埋深不得15M距路边坡最低处的埋深12M。524燃气管道穿（跨）越河流燃气管道通过河流时，可以采用穿越河流，利用已建道路桥梁或采用管桥跨越等形式。1燃气管道水下穿越河流燃气管道水下穿越河流时应尽可能选择河流两岸地形平缓、河床稳定且河底平坦的河段。并从直线河段，河滩宽度最小的地方穿越。燃气管道从水下穿越时，一般宜用双管敷设。每条管道的通过能力是设计流量的75，但在环形管网可由另侧保证供气，或以枝状管道供气的工业企业在过河管检修期间，可用其他燃料代替的情况下，允许采用单管敷设。在不通航河流和不受冲刷的河流下，双管允许敷设在同一沟槽内，两管的水平净距不应小于05M。当双管分别敷设时，平行管道的间距，应根据水文地质条件和水下挖沟施工的条件确定，按规定不得小于3040M。燃气管道在水下穿越河流的敷设方法有1）沟埋敷设。采用该法敷设，管道不易损坏，一般采用这种方法敷设。管道在河床下的埋设深度，应根据水流冲刷的情况确定，一般不小于05M。对通航河流还应考虑疏浚和抛锚的深度。在穿越不通航或无浮运的水域，当有关管理机关允许时，可以减少管道的埋深。2）裸管敷设。将管线直接敷设在河床平面上。若河床不易挖沟或挖沟不经济且河床稳定，水流平稳，管道敷设后不易被船锚破坏和不影响通航时，可采用裸管敷设。3）顶管敷设。顶管施工是一种不开挖沟槽而敷设管道的工艺，它运用液压传动产生强大的推力，使管道克服土壤摩擦阻力顶进。此法穿越河流不受水流情况、气候条件限制，可随意决定管线埋深，保证管线埋设于冲刷层下。为防止水下穿越燃气管道产生浮管现象，必须采用稳管措施。稳管型式有混凝土或铸铁平衡重块、管外壁用水泥灌注连续覆盖层、修筑抛石坝、管线下23游打挡桩、复壁环形空间灌注水泥浆等方法。按河流河床地质构成，管径、施工力量等选择，并经计算确定。2附桥架设将管道架设在已有的桥梁上，此法最简便、投资省。3管桥跨越管桥法系将燃气管道搁置在河床内自建的支架上。如可采用桁架式、拱式、悬索式以及栈桥式。53燃气管道的防腐方法531绝缘层防护法1采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层，使燃气管道与外界隔绝。2燃气管道周围不得存在有尖利物体、碎片、垃圾或存积水气；防止防腐层被刺伤或破坏及水气的侵入。3应确保燃气管道被混凝土或墙面皮完全包围，覆盖燃气管道的混凝土或墙面皮的厚度不得小于2CM。管道的绝缘层一般应满足下列基本要求1与管道的粘结性好，保持连续完整。2电绝缘性能好，有足够的耐压强度和电阻率。3具有良好的防水性和化学稳定性。4能抗生物腐蚀，有足够的机械强度、韧性和塑性。5材料来源充足，价格低廉，便于机械化施工。532燃气管道的阴极保护方法埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀，如杂散电流腐蚀等。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管。另一方面，强制电流法则有保护范围大、适合范围广、电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。因此，城市埋地燃气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制电流保护法。目前，城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。牺牲阳极选用及布点的技术要求241电防护法在选用时应符合以下要求（1）锌阳极不得使用在土壤电阻率200M的场合；2镁阳极不宜使用在土壤电阻率100M的场合；3外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。2采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求1对地电位应达到085V或更负；2通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300V；3当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于05时，通电后，对地电位应达到095V或更负。3牺牲阳极在埋设时，与被保护的燃气管道的距离不宜小于03M，也不宜大于7M，埋设深度不宜小于1M，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。4牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求1检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线；2宜每5组牺牲阳极或至少1KM设置1个检测桩；3检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点；4宜在每个检测桩附近设置1个检测头。5设置检查桩和检测头的目的检测桩是为了监测牺牲阳极装置的保护电位。检测头是为了检测、掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态而设置。使用牺牲阳极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，此管道与其他不需要保护的金属管道或构筑物之间没有通电性，即绝缘良好。当电阻率太高和被保护管道穿越过水域时，不宜采用牺牲阳极保护。每种牺牲阳极都相应地有一种或几种最适宜的填包料，例如锌合金阳极，用硫酸钠、石膏粉和膨润土作填包料。填包料的电阻率较小，使保护器流出电较大，填包料使保护器受均匀的腐蚀。牺牲阳极应埋设在土壤冰冻线以下。第六章调压站设计燃气输配系统包括有不同压力等级的输配管网，并连接有不同使用压力要求的用户，因此要使输配系统终端使用压力不随用气量的变化而保持稳定值，必须根据使用压力要求设置压力调节装置。61调压站的分类611按使用性质分类1门站城市门站也是长输管线的分配站，经过滤除尘、调压稳压、计量、加臭后送入城市管网。根据进口燃气压力大小和高压储气装置压力以及城市管网或工业用户所需压力的要求，站内可一级调压或二级调压，出站压力也可不同。本设计中为液化天然气气化站,将于下一章节详细叙述。252区域调压站区域调压站通常设置在输配管网上，用于某一区域用户供气，用于连接两个不同压力的管网。3用户调压箱用户调压箱通常与中压管网或低压管网的管线相连直接供应居民用户用气。4专用调压站在调压装置入口可直接连接较高压力的输气管线，适用于用气量较大的工业企业和大型公共建筑用户内。612按建筑形式分类1地上调压站地上调压站通常是建筑在地面上的单层建筑物，适用于各级压力管网之间的压力调节。因建于地上，室内的通风良好，也比较干燥，发生中毒危险的可能性较小，也易于排除，维护管理方便，安全性好。区域调压站通常布置在地上特设的房屋里。2地下调压站地下调压站因设在地下，难以保证室内良好的通风和干燥，发生中毒危险的可能性较大，而且操作管理不便。只有在建设地上调压站有困难，且燃气压力为中压或低压时才选用这种形式。不允许用于气态液化石油气管线上。3箱式调压装置箱式调压装置入口一般可直接连接于中压管网上，出口与用户直接相连。在不产生冻结、保证设备正常运行的前提下，调压器及附属设备（仪表除外）也可以设置在露天（应设围墙）或专门制作的调压柜内。613按调解压力范围分类1、高中压调压站2、高低压调压站3、中低压调压站4、低低压调压站62调压站的选址调压站应尽量避开城市繁荣地段及主要道路、密集的居民楼、重要建筑物及公共运动场所，距明火或散发火花的地点不得小于30M。调压站与邻近建筑物应有一定的安全距离。一般情况下，要求（1）当调压器的燃气入口压力为高压时，不应小于12M；（2）当调压器的燃气入口压力为中压或低压时，不应小于6M；（3）距离重要的公共建筑物不应小于25M。（4）调压站与其他建筑物、构筑物的水平净距离应符合城镇燃气设计规范26要求；（5）调压站应力求布置在负荷中心或接近大用户处。可选择在居民区的街坊内、广场或街头绿化带等地；（6）门站除应遵守安全防火距离规定，还应考虑地形、地质条件、城市主导风向、面积空间及站场对当地环境的影响，附近企业对站场的影响。交通方便，水电来源充足，水处理便利，尽可能靠近城市居民点，并位于下风向。63调压站的组成调压站在城市燃气管网系统中是用来调节和稳定管网压力的设施，通常由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。有的调压站还装有计量设备，除了调压以外，还起计量作用，通常将这种调压站叫做调压计量站。1阀门阀门的作用是在调压器、过滤器发生事故检修时，切断燃气。调压站进口及出口处必须设置阀门。在调压站10M之外的进、出口管道上也应设置阀门，此阀门是常开的（但必须随时可以关断），以便当调压站发生故障时，不必靠近调压站即可关闭阀门，避免事故蔓延和扩大。2过滤器过滤器的作用是清除燃气中杂质，确保调压器和安全阀稳定工作，所以在调压器入口处必须设置过滤器。调压站过滤器常采用马鬃或玻璃丝做填料。过滤器与管道常采用法兰连接。过滤器前后应设置压差计，目的是判断过滤器的堵塞情况。在正常工作情况下，燃气通过过滤器的压力损失不得超过10KPA，压力损失过大时应拆下清洗。3安全装置安全装置的作用是当调压器中薄膜破裂关闭不严或调节系统失灵时，放散泄压，避免系统超压，保证用户及公共设施安全。因此调压站必须设置安全阀。安全阀可以分为安全切断阀和安全放散阀。安全切断阀的作用是当出口压力超过允许值时自动切断燃气通路的阀门。安全切断阀通常安装在箱式调压装置、专用调压站和采用调压器并联装置的区域调压站中。安全放散阀是当出口压力出现异常但尚没有超过允许范围前即开始工作，把足够数量的燃气放散到大气中，使出口压力恢复到规定的允许范围内。安全放散阀分为水封式、重块式、弹簧式等形式。水封式安全放散阀结构简单，被广泛使用在湿燃气系统。需要经常注意液位。在0以下的房间内，应采用不冻液或在调压站安装采暖设备。但其结构体积较大，不适于小型调压器和箱式调压器。随着干天燃气的普及，水封式安全装置将逐渐退出历史舞台。若调压器发生故障时，出口压力过高，放散阀工作仍不能使出口压力降到设定值，切断阀应动作。同样当燃气管道内发生事故出口压力过低，切断阀也能自动切断。27放散管应高出调压器屋顶15M，还应注意周围建筑物的高度、距离、风向，并采取措施防止燃气放散时污染环境。无论哪种安全放散阀，都有压力过高时保护网路不间断供气的优点。主要缺点是当系统容量很大时，可能排出大量燃气，因此，通常不安装在建筑物集中的地方。4测量仪表为了判断调压站中各种装置及设备工作是否正常，需设置各种测量仪表。主要仪表是压力表。有些调压站还安装流量计。通常在调压器入口安装指示压力计，出口安装自计式压力计，自动记录调压器出口瞬时压力，以便监视调压器的工作状况。5旁通管凡不能间断供气的调压站，应设旁通管。燃气通过旁通管供给用户时，管网的压力和流量是由手动调节旁通管上的阀门来实现的。对于高压调压装置，为便于调节，通常在旁通管上设置两个阀门。选择旁通管的管径时，要根据燃气最低的进口压力和需要的出口压力以及管网的最大负荷进行计算。旁通管的管径通常比调压器出口管的管径小23号。此外，为了改善管网水力工况，需随着燃气管网用气量改变使调压站出口压力相应变化，可在调压站内设置孔板或凸轮装置。当调压站产生较大的噪声时，必须有消声装置。当调压站露天设置时，如调压站前后压差较大，还应设防止冻结的加热装置。64调压站的布置调压站内部的布置，要便于管理及维修，设备布置紧