汾西县城煤气工程可行性研究报告

汾西县县城煤气工程可行性研究报告城市燃气是城市建设重要的基础设施之一，发展城市燃气是减少城市环境污染、保护大气质量的重要手段，也是提高人民群众生活水平、调整能源结构、改善投资的必要条件。来，汾西县国民经济和城市建设发展迅速，随着产业结构的优化调整，对优质能源的需求量越来越高，然而优质能源的合理及有效利用在一定程度上制约了汾西县国民经济和社会发展。为了改善汾西县的能源和产业结构，提高城市环境和人民生活质量，实现经济和社会可持续发展，汾西县人民政府确定由汾西县兴达供热供气有限公司投资建设汾西县县城煤气工程。2011年7月汾西县兴达供热供气有限公司委托我公司对汾西县县城煤气工程进行可行性研究。在有关政府部门、相关企事业单位以及汾西县兴达供热供气有限公司的大力支持和协助下，项目组经多次现场勘察、充分调查研究、资料收集和评价预测，对项目建设的必要性、经济合理性、技术可靠性、实施可能性进行综合性的研究和论证，于2011年9月完成了可研报告的编制工作。2012年6月15日，由山西省发展和改革委员会、山西省住房和建设厅在太原市主持召开了《汾西县县城煤气工程可行性研究报告》专家评审会，会后我公司根据与会专家和参会人员提出的宝贵意见又再次踏勘现场，进行资料的补充收集和分析研究，完成了此版可研报告的编制。在此，我公司对于给我们提供支持和帮助的各相关单位和个人表示衷心的感谢!汾西县县城煤气工程可行性研究报告1 0 11.1项目概况及编制依据 11.2项目建设的必要性 51.3编制范围及内容 61.4城市概况及能源供应现状 71.5工程内容 1.6主要工程量及技术经济指标 第二章气源 2.1气源概况 2.2工艺流程 2.3气质组分 2.4气质标准 3.1供气原则 3.2用气市场调查 3.3煤气市场分析 3.4气化人口 3.5耗气指标的确定 3.6用气不均匀系数的确定 3.7用气量计算 3.8高峰小时流量的确定 3.9气量平衡 3.10储气量的确定 第四章燃气输配系统设计 4.1输配系统组成 4.2总体输配方案 4.3压力级制 4.4储配站设置 4.5城市中、低压管网布置 4.6储气方案 第五章城市中、低压输配管网 5.1布线原则 5.2线路走向 5.3管材选用 5.4管道敷设 5.5管道穿跨越 5.6水力计算 5.7管道强度、刚度、稳定性及抗震校核 5.8管道防腐 5.9管道连接与检验 5.10附属设施 5.11主要工程量 第六章储配站工程 6.1站址选择 6.2总图设计 6.3工艺设计 6.4建筑结构设计 6.5电气设计 6.6给排水设计 6.7采暖通风设计 6.8自控设计 6.9消防设计 6.10维修及抢修 第七章综合信息管理系统 7.1综合信息管理系统框架 7.3本地监控(测)站 7.4监控系统组成 7.5紧急停车系统(ESD)的设置 7.6通信系统 第八章主要材料、设备、工程量及人员培训 8.1主要材料、设备和工程量 8.2人员培训 第九章环境保护 9.1编制依据 9.2燃气项目对环保的意义 9.3主要污染物及污染源 9.4控制污染措施 9.5三废排放量及治理 9.6环境效益 第十章节能 10.1编制依据 10.2能源消耗 10.4节能效果 11.1编制依据 11.2消防工程设计 11.3专用消防设施 11.4其他措施 11.5消防组织 11.6消防设施投资 11.7消防效果预测 第十二章劳动安全 12.1编制依据及执行标准、规范 12.2主要危害因素分析 12.3主要防治措施 12.4.劳动安全卫生机构及设施 12.5组织机构及器材配备 12.6安全设施专项投资概算 12.7安全设施设计后风险状况分析 12.8主要结论和建议 第十三章职业卫生 13.1编制依据及采用标准 13.2生产过程中主要职业危害因素分析 13.3生产过程中主要的职业危害因素危害特性分析 13.4职业卫生设计中拟采用的主要防范措施 13.5职业卫生设施配备 13.6职业卫生专项投资 13.7主要结论和建议 第十四章项目实施 14.1承办企业情况 14.2组织机构、劳动定员 14.3管网所、营业网点及后勤设施 14.4项目进度 第十五章投资估算及资金筹措 15.1投资估算 15.2资金来源及融资方案 第十六章财务评价 16.1范围、依据和方法 汾西县县城煤气工程可行性研究报告16.2评价参数和基础数据 16.3成本费用估算及分析 16.4收入、税金及利润估算 16.5财务评价 16.6不确定性分析 16.7财务评价结论 第十七章工程项目招标初步方案 17.1招标范围及招标内容 17.2招标初步安排 17.3招标形式 17.4招标方式 17.5评标专家来源 17.6招标程序和招标基本情况表 第十八章结论和存在问题 18.1结论和建议 18.2存在的问题 附表1:建设投资估算表附表2:项目投资现金流量表附表3:项目资本金现金流量表附表4:财务计划现金流量表附表5:利润与利润分配表附表6:资金来源与运用表附表7:资产负债表附表8:项目总投资使用计划与资金筹措表附表9:流动资金估算表附表10:固定资产折旧费估算表附表11:无形及递延资产摊销估算表附表12:总成本费用计算表附表13:营业收入、营业税金及附加和增值税估算表附表14:借款还本付息计算表V附图1:项目所在地区域位置图附图2:煤气总体供气方案框图附图3:煤气中压输配系统管网平面布置图附图4:远期中压煤气输配管网水力计算图附图5:煤气储配站平面布置图附图6:监控及数据采集系统图附图7:脱硫工艺流程图附图8:洗萘工艺流程图附图9:脱硫及脱萘工艺设备一览表(1、2、3)汾西县县城煤气工程可行性研究报告86号);山西省发展与改革委员会《关于汾西县城市煤气和集中供热工程可行性研究报告的批复》(晋发改产业发〔2004〕443号);汾西县人民政府关于印发《汾西县城市煤气建设费及优惠政策实施办法》的通知(汾政发〔2008〕25号);1汾西县县城煤气工程可行性研究报告汾西县兴达供热供气有限公司2003年12月20日，汾西县人民政府下发了《关于建设城市煤气和集中供热工程的承诺》(汾政发(2002)86号),县政府站在即节约能源，同时改善环境的高度上，同意在县城新建城市煤气化工程。2004年8月19日，山西省发展与改革委员会批复了《汾西县城市煤气和集中供热工程可行性研究报告》,并批复由汾西县煤炭运销公司牵头组建的汾西县煤气化有限责任公司承担实施汾西县城市煤气和集中供热工程。该公司的成立给汾西县县城煤气工程发展带来了契机，也标志着汾西县城市煤气项目进行到了实质性阶段。该项目的实施可以极大的促进地方经济发展，保护生态环境，提高节能减排，提高人民生活水平，减轻人民家务负担等具有重要意义。用的产业化进程。按照规划，到2015年山西的煤层气、天然气、焦炉煤气、煤制天然气供气总量将达到218亿立方米，总利用量达到111亿立方米；2020年，山西”战略决策的一个重要实施手段。同时周边管道天然气、液化天然气、压缩天然气的发展也将对汾西县燃气市场是一个极大的推动。22.市场背景1.汾西县兴达供热供气公司关于《汾西县县城煤气工程可行性研究报告》6.汾西县人民政府《关于建设城市煤气和集中供热工程的承诺》(汾政发(2002)86号);7.山西省发展与改革委员会关于汾西县城市煤气和集中供热工程可行性研究报告的批复(晋发改产业发〔2004〕443号);8.汾西县人民政府关于印发《汾西县城市煤气建设费及优惠政策实施办法》的通知(汾政发〔2008〕25号);10.汾西县气象资料(根据《山西省建筑气象资料集》);11.其他相关文件及资料。1.《中华人民共和国消防法》(2009年5月1日);2.《中华人民共和国环境保护法》(2002年8月29日);4.《煤气规划设计手册》(中国建筑工业出版社);37.《建设项目环境保护条例》国务院253号令(1998年);34.《供配电系统设计规范》GB50052-2009;35.《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95;4为使本工程适应汾西县城市建设的发展，产生较好的经济效益和最大的社会以近期为主，为远期发展留有余地；远、近期工程根据城市发展情况可3.在保证煤气输配系统安全可靠运行和充分考虑经济承受能力的前提下，5设计深度按中华人民共和国建设部2004年3月《市政公用工程设计文件编1.2.1县城基础市政设施发展的需要煤气发展现状已成为基础设施建设的薄弱环节，必将严重制约着汾西县整体建设的发展。随着城市建设进度的加快，道路工程将按规划逐步实施，尤其是新城区，道路之下包括煤气管道在内的各种管线工程必须同步建设，客观上要求尽快对城市煤气燃烧后的废气中SOx、NOx含量远低于煤炭。因此，煤气的利用将使当地的能源结构得到改变，环境状况得到改善。汾西县县城煤气工程的实施，实现了汾西县政府与汾西县兴达供热供气公司的共同目标，并确保汾西县尽早大范围的使用上煤气，抓住大力发展煤气的良好本项目建设是对汾西县经济发展的重要支撑，是改善环境状况和环境保护的1.2.3符合政府的政策要求这一清洁环保能源的开发利用，优化能源结构、发展低碳经济，提高人民生活水平，编制可实施性的战略性天然气专项规划是省委战略部署的迫切需要。应了山西省发展和改革委员会以及汾西县人民政府的供气政策要求，该项目的实6施可以极大的促进地方经济发展，保护生态环境，提高节能减排，提高人民生活水平，减轻人民家务负担等具有重要意义。大大降低燃料运行成本，极大地实现1.2.4加速城市经济发展的需要煤气的到来，为汾西县的加速发展带来了新的机遇。煤气作为新兴产业，不仅对其他产业提供强有力的能源支撑，还可极大的改善汾西县的投资环境，提高人民生活质量，增加就业机会，从而促进汾西县社会经济的快速健康发展。1.2.5能源结构调整的需要虽然汾西县储煤量较大，但是随着近年来煤炭的规范化开采，使得煤炭大部分从外地运入，这给城市经济、建设、环境和交通等各方面带来了一系列的问题。本工程建成后，大部分居民和商业用户实现了以气代煤，节约了大量的煤炭资源，热效率有了显著的提高，从而改善了人民生活质量。有利于减少焦化厂有害气体的排放，可以实现资源综合利用、改善能源结构、减少环境污染、实现可持续发展。综上所述，本项目对调整汾西县能源和产业结构，提高城市环境和人民生活质量，实现经济和社会可持续发展具有重要的现实意义和深远的历史意义，该项目的建设和完善势在必行，刻不容缓。1.3编制范围及内容本工程为汾西县县城煤气工程，供气范围为汾西县城建成区。具体范围为：老城区(东城区):自110kv变电站至三中垣面及边缘可利用土地；新城区(西城区):店头-古郡垣面，总面积约11.5平方公里。供气研究范围主要包括供气区域内的煤气储配站和中、低压煤气管网以及附属设施。72.输配系统方案3.城市中、低压输配管网4.储配站6.管理机构、人员编制及后方设施8.工程投资估算及财务评价为2012年-2020年，工程分为近、远两期，其年限划分如下：1.2012年-2015年为近期；2.2016年-2020年为远期。本可研需安监、环保和地震部门做出安全性评价、环境评价报告和地震安本可研阶段建设单位应组织专家对工程选址和设计方案进行抗灾设防专项汾西县位于山西省中部偏南，临汾市西北部，吕梁山脉姑射山北段，大运8距离省会太原170公里，距离临汾市区110公里。县域东西长约41公里，南北宽约39公里，全县国土面积880平方公里，耕地面积39万亩；全县现辖5镇3乡1社区，120个行政村，6个社区委员会，484个其中汾西县城位于县域东部的永安镇，是全县的政治、经济、文化中根据《山西统计年鉴2010年》,2009年底，汾西县常住人口为142990人，总户数47536户；其中城镇人口48545人。汾西县地处吕梁山大背斜东侧，为背斜中轴隆起部与临汾断陷带，地质构造较为复杂，西部为基岩山地，平均海拔1200-1300m,部分地区基地比较开阔，平均海拔800-1000m。全县境内最高点位于西部姑射山，海拔1890.8m,最低点位于东部团柏河，海拔550m,相对高1340.8m。世纪，发生喜马拉雅运动，产生差异性的升降运动，全县属温带大陆性气候，四季分明，气候特点为冬季少雪严寒，春季多风9历年平均降雨量为551毫米，年降水量最大为118毫米，年降水量主要集中在六、七、八月份，为403.7毫米，占全年降水量的73%。年均日照时数2600小时，占可照时间的59%,最多年为2723小时，占61%,最少年为2430小时，占55%,年中以四月到八月最多，月平均243小时。春、冬季多偏西北风，夏、秋季多偏东南风，全年以偏东南风为主，平均风速2.8米/秒，年平均八级大风，日数为10天，最大风速29米/秒。年平均气温10.1℃,一月份最冷，平均-4.6℃,七月最热，平均22.4℃。极端最低温度-19.2℃,极端最高温度33.5℃,平均日温差9.3℃,全年无霜期187天。称全年受不同程度旱、洪、雹、冻等自然灾害威胁，影响农业最主要的因素为干旱，有十年九春旱之。根据《中国地震参数区划图》GB18306-2001,汾西县抗震设防烈度为7度。2010年底，汾西县生产总值完成13.5亿元，同比增长18.6%;规模以上工业增加值完成2.9亿元，同比增长89.8%;财政总收入完成10370万元，超额完成市政府下达的年度计划；固定资产投资完成10.8亿元，同比增长34.8%;社会消费品零售总额完成5.7亿元，同比增长17.9%;城镇居民人均可支配收入完成12723元，同比增长16.6%;农民人均纯收入完成1944元，同比增长13%;粮食产量达到5110万公斤，与2009年基本持平。《汾西县城区控制性详细规划》是2007年由山西省城乡规划设计研究院编1.规划期限汾西县城区控制性详细规划期限为15年，其中近期为2006-2010年，中期为2011-2015年，远期为2016年-2020年。2.城市性质和规模(1)城市性质：是全县政治、经济、文化中心，是以商贸为主，辅以机中期(2015年):6.8万人，城市建设用地为5.6平方公里。远期(2020年):7.5万人，城市建设用地为6.9平方公里。时LR¹|J/H]发展用地选择：县城整体向西发展，选择店头垣面作为新的发展用地。城市规划区范围根据城市发展的需要共划定21个行政村，总面积20平方公汾西县城区目前没有天然气等清洁能源，2008年县城开始筹建城市煤气建设工程。截止2012年6月，发展了城市煤气居民用户500余户，其中煤气化家属区200户、农机小区80户、学府路80户、阳光东区30户、阳光西区40户、百货公司40户、电力巷30户，居民用户平均日用人工煤气1.3立方米。拥有商业用户5户：其中招待所为30Nm³/d,阳光学校为30Nm³/d,宏异饭店为50Nm³/d,三中为150Nm³/d,林业饭店为40Nm³/d。另有使用焦炉煤气的锅炉30吨，额定用气量为5100Nm³/h,冬季平均日用气量为6.4×10Nm³/d。其他用户以及商业用户还是以煤炭为主，辅以少量的液化石油气。目前已铺设煤气管道约6公里，并建有一座10000立方的煤气储柜1座。汾西县煤气化有限责任公司气源厂优先保证城市民用煤气，剩余的气量用于发电，电厂规模2*6MW,小时用气量约9000Nm³。根据调查，汾西县工业能源消耗主要以原煤、焦炭和电力为3.存在问题由于受世界原油价格影响，液化石油气价格受到很大波动，因此居民要求城市部分居民、商业、工业企业生产用户使用的瓶装液化石油气，它不同管道供应瓶装供应经营方式统一经营多家经营气源及价格长期稳定市场浮动计量气量计费公正有残液、缺斤短两操作、使用安全方便安全性差市政建设美化环境、适应高层建筑多点供应、散乱近来受国际形势影响，石油价格波动导致LPG价格随之变化。LPG价格的1).液化石油气来源渠道较为复杂，造成市场混乱，管理不规范，燃气质量2).由于地方相关燃气法规、规范、标准和管理不健全，使得部分早期建设的液化石油气供应基地和瓶装供应站不符合现行国家安全规范，存在较适应性更高、管理和服务水平更为到位，因此在城市供气中，煤气应大力发展。司以及用户对煤气的发展认识未能跟上步伐，管网建设较慢，用户发展较民占34.13%商占5.12%采占55.75%由于本工程部分工程已经前置建设了，因此至2015年底，计划建成储配站2016年-2020年，继续完善和建设城市中、低压输配管网，并扩建近期建设1.近期(2012年-2015年)管网建设情况近期主要铺设老城区城市道路上的中压输配管道，设计压力为0.4MPa,新建中压管道总长8.34km,新建低压管道长度约10km。2.远期(2016年-2020年)管网建设情况随着城区范围的不断扩大和用气户数的不断增多，管道主要敷设新城区片区，远期新增城市中压管道合计约12.21km。低压煤气管道总长度达到约30km,至远期建设中低压调压站45座。本工程储配站建设城市燃气综合信息管理系统一套。1.6主要工程量及技术经济指标主要设备及工程量表表1.6-1序号单位数量备注 储配站主要设备座11压缩机台4三用一备2储气柜及其配套设备座23脱硫及脱萘工艺设备套1三储配站总图指标1占地面积约20.44亩2建筑物基底面积3建筑面积4场地道路面积5绿化面积6绿化率%7围墙m四汾西县城市煤气输配管网1中压管道2低压管道3中低压调压站座每500户1座，单站占地面积主要技术经济指标表表1.6-2序号单位数量备注 供气规模二定员人三能耗指标1电2水3煤气4压缩空气5脱硫及洗萘原材料消耗纯碱t复合催化剂t四工程总投资万元1工程费用万元2其他费用万元3工程预备费万元4工程建设投资万元5建设期利息万元6铺底流动资金万元五财务评价1项目投资财务内部收益率(所得税前)%2项目投资财务净现值(所得税前)万元3项目投资回收期(所得税前)年2.1气源概况汾西县目前没有天然气和煤层气资源，而且地处吕梁山大背斜东侧，为背斜中轴隆起部与临汾断陷盆地的过渡地带，地质构造较为复杂。因此目前尚无长输管道天然气和煤层气经过，而周边城市的液化天然气、压缩天然气也因运距较远，市场规模较小，气价较高等因素暂时不宜作为汾西县的主供气气源。根据《山西省城市燃气建设五年发展规划》以及国家的政策和法规，考虑环保等因素，山西省发展与改革委员会于2004年批复了关于《汾西县城市煤气和集中供热工程可行性研究报告》,汾西县将位于县城东侧汾西焦化厂产生的焦炉煤气作为城市的主要气源。该项目的实施也贯彻了山西省提出的“气化山西”的战略决策。汾西县煤气化有限责任公司成立于2004年4月26日，注册资金12000万元，是一家由山西省煤炭运销总公司临汾分公司公路公司控股，山西省煤炭运销集团临汾琛宝矿业有限责任公司、汾西县煤炭运销公司和国际中富达实业总公司共同参股投资经营的国有股份制企业。该公司位于县城东部2.5公里处，其焦化厂年产焦炭40万吨，配套年产60万吨选煤，可外供煤气约28.6万m³/d。该厂气源可靠，气量稳定，现为汾西县城市煤气唯一气源。根据2012年5月2日山西省人民政府《关于印发山西省焦化行业兼并重组实施方案的通知》(晋政发〔2012)15号〕,本工程气源厂汾西县煤气化有限责任公司有可能属于兼并重组范围。但是该公司作为目前汾西县的唯一气源厂，而且山西省人民政府目前尚未对汾西县进行天然气和煤层气规划，因此临汾市人民政府将该公司承建的汾西县县城煤气工程作为宜民工程，拟暂时采取保留措施，并正与省经贸委进行协商。远期该气源厂若被兼并或者转产，随着“气化山西”政策的深入，可以选择性的使用周边的各类天然气和煤层气给汾西县供气。汾西县县城煤气工程可行性研究报告2.2工艺流程汾西县煤气化有限责任公司建有规模为40万吨/年的焦化厂，包括60万吨/年洗煤厂、备煤、炼焦、筛焦、煤气净化车间以及公辅系统等生产设施，环保设施包括：污水处理站、推焦除尘地面站、装煤除尘车等，气源厂焦炉选用2台SCD43-03型双联下喷单热式捣固焦炉。整个项目工艺设计先进，自动化配置水平较高，符合国家焦化行业准入条件和环保要求。2006年7月被列入山西省政断的被汾西县各类用户使用以及发电。现状汾西县煤气化有限责任公司气源厂工艺流程如下图：电补焦油煤气风粗苯塔1万立方气柜其中煤气净化是为焦炉年产40万吨焦炭而配套设计的，由冷鼓工段、脱硫初冷器原煤焦炉硫胺工段、硫铵工段、粗苯工段组成。其详细工艺如下：1.冷凝鼓风工段本工段主要任务为煤气冷凝冷却、加压；煤气中苯及焦油雾的脱除；焦油氨水的分离与贮存；焦油、循环氨水、高压氨水、剩余氨水的输送。工艺流程采用间接式冷凝冷却流程，煤气由三段横管初冷器冷却，冷却后的煤气通过电捕焦油器脱除煤气中夹带的焦油雾滴，再进入离心鼓分机加压后，送至脱硫工程。2.脱硫工程本工段的主要任务是脱除焦油煤气中的无机硫和少量有机硫，使焦炉煤气中的硫含量降低至150mg/Nm²,同时副产硫磺。脱硫塔考虑有备用。本工段选用湿法脱硫。该工艺包括脱硫、再生及硫回收三个部分。脱硫采用PDS+栲胶作为脱硫催化剂，利用焦炉煤气中自有的氨作为碱源进行脱硫。脱硫塔采用填料塔，填料采用轻瓷多孔梅花环填料。该工艺流程具有溶液无毒，操作稳定，脱硫效率高，副反应少及运行费用低等优点，脱硫效率为98%。再生采清液与硫泡沫分开。硫回收采用连续式熔硫釜，连续回收硫磺。硫铵的主要任务是用硫酸洗去煤气中的氨并产生硫铵，将煤气中的氨含量脱至30mg/Nm³以下。浓氨汽经氨分缩器及冷凝冷却后致含安约10%的氨水。氨水送脱硫工段做补充4.粗苯工段本工段包括终冷、洗苯、脱苯工段的主要任务有三个。其一将硫铵来的煤气冷却至25-270C。其二是将冷却后的焦炉煤气用焦油洗油洗涤，使洗苯后的煤油洗油洗苯、管式炉脱苯、侧线切取苯馏分工艺，洗苯2.3气质组分根据汾西县煤气化有限责任公司提供的资料，汾西县焦炉煤气气量充可以满足县城2020年用气规模，同时避免了煤气排放对环境的污染，变害为宝。组分气源汾西县煤气化有限责任公司7焦炉煤气低热值为16.0MJ/m³。城市煤气气质指标分类表表2.4-1质量指标低热值”/(MJ/m³)一类气二类气”燃烧特性指数”波动范围应符合杂质焦油和灰尘/(mg/m³)硫化氢/(mg/m³)氨/(mg/m³)蒸*/(mg/m³)<50×10*/P(冬天)<100×10²/P(夏天)第三章用气市场预测3.1供气原则5.优先供应具有气化条件的城市居民生活用气，并首先解决居住集中，建6.积极发展商业用户，尤其是燃煤和非洁净燃料对环境污染较大的商业用8.用户发展按先近后远，先集中后分散的原则，距离气源厂和主管网较近9.从提高环境质量和经济效益出发，积极开拓新的煤气应用市场，坚持可3.2用气市场调查针对煤气使用性质，本次调查用户包括居民用户、商业用户、工业企业用通过2011年7月对汾西县各类用户进行详细调查，各类用户耗能情况如下：—居民用户用气主要以LPG为主。—商业用户主要以瓶装LPG、柴油为燃料，瓶装LPG主要用于餐饮，柴油—工业企业用户主要是工业锅炉，主要燃料为煤炭。居民用煤气：0.6元/Nm³公共福利用户用煤气：0.7元/Nm³营业性用户用煤气：0.9元/Nm³锅炉用户用煤气：0.5元/Nm³整装批发液化石油气：7000元/吨商业用瓶装液化石油气：450元/瓶(瓶装LPG50kg)居民用瓶装液化石油气：120元/瓶(瓶装LPG13.5kg)汽油零售价格：9405元/吨(93#汽油)柴油零售价格：8540元/吨(0#柴油)零售柴油价格：6.30元/升(0#柴油，)零售汽油价格：5.95元/升(93#油)煤炭：800元/吨(运费计内，暂按此计)普通工业用电：约0.46元/kwh(<1KV)居民生活用电：0.477元/kwh(<1KV)商业用电：0.7481元/kwh(<1KV)居民生活用电：0.477元/kwh(<1KV)3.3煤气市场分析汾西县居民用气历史较短，城市气化率较低。用气形式以瓶装液化石油气为主，极少部分用户使用煤气。目前汾西县居民用气基本保持在传统的炊事等方面，只有极少部分居民开始用于淋浴。随着人民生活水平的不断提高，淋浴热水等家庭用能领域将会不断的扩大，与其它能源相比，煤气以其高效、清洁等优势，具有较强的竞争力。城市居民生活用气量将随着人口增加和家庭燃气应用领域的拓宽在较长时间内保持上升趋势。民用煤气与其它燃料热效率经济比较见表3.3-1。民用燃料热效率经济比较表表3.3-1类别瓶装LPG煤气电能价格8.89元/Kg0.6元/Nm²0.477元/kwh热值热效率有效热值等有效热值价格(元/MJ)与煤气价格比由上表可见，煤气价格在0.6元/Nm³时，其价格也最低，电能次之，瓶装LPG最高，煤气作为民用的主要气源具有很大的经济优势。商业用户一般指宾馆、酒店、餐饮、大中专院校、医院等，主要用气设备为大灶和热水锅炉。商业用户用煤气与其它燃料热效率经济比较见表3.3-2。类别柴油瓶装LPG煤气电能煤价格8540元/T9元/Kg0.9元/Nm³0.7481元/kwh800元/T热值热效率有效热值等有效热值价格(元与煤气价格比1由上表可见，对于商业用户，煤气价格即使按现行的营业性用户用煤气0.9元/Nm³计算·较柴油、瓶装LPG及电能均具有很大的价格优势。商业用户同城市的发展，国民经济增长、人民生活水平的提高、人们的饮食文化习惯密不可分。其发展的容量受到城市性质定位及城市容量的限制。国民经济的增长带来人民生活水平的提高和各项服务措施的的健全，从而使商业消费水商业用户用气量将有较大的增长。3.3.3工业和采暖用户用气市场分析工业用燃料热效率经济比较表表3.3-3类别煤柴油电能煤气价格600元/T8540元/T7000元/T0.46元/kwh0.5元/Nm³热值热效率有效热值g等有效热值价格(元/MJ)与煤气价格比由上表可见，对于工业用户用气，燃煤最便宜，煤气次之，且较柴油、LPG具有很大的价格优势，随着煤气的到达，燃柴油和LPG锅炉改用煤气的潜力很3.4气化人口根据根据《山西统计年鉴2010年》,2009年底，汾西县常住人口为142990人，总户数47536户，户均3人；其中城镇人口48545人，合约1.62万户。依据《汾西县城区控制性详细规划》,2015年城市人口6.8万人；2020年规划城市人口7.5万人。程的可实施进度，结合城市布局形态结构及功能划分，近期预计可以气化1万户 (3.0人/户)居民，气化人口约为3.0万人，气化率约为44%;远期预计可以气化2.25万户(3.0人/户)居民，气化人口约为6.75万人，气化率为90%。3.5耗气指标的确定本可研依据汾西县相关调查资料，并结合山西临汾市周边使用煤气城市的实际耗气量及用气情况来确定汾西县各类用户耗热定额、耗气量及用气比例。影响居民生活用气定额的因素一般有以下几个方面：1.居民住宅炊事、热水和采暖设备类型及数量以及其它民用燃气器具的增加。2.住宅建筑等级和卫生设备的设置水平。3.居民住宅的空调、采暖方式及对能源种类的要求。4.汾西县城居民生活习惯。5.居民日常生活费用支出水平及增长率。6.汾西县城区的地理位置及气候条件。7.家庭生活服务设施社会化的普及程度，如家庭主食和副食的成品或半成品的社会化生产程度、公用浴室普及程度。同时考虑汾西县的经济发展状况和将来发展的可能，确定汾西县人口用气量指标3.5.2商业用户耗气定额商业用户的耗热定额参照严铭卿教授编制的《燃气工程设计手册》推荐值，通过调查汾西县部分公共设施耗能现状，考虑城市发展以及公共设施的逐步完善程度，确定本工程各商业用户耗热定额见下表3.5-1。各类商业用户耗气定额表3.5-1类别单位耗热指标商业建筑有餐饮KJ/(m².d)无餐饮宾馆高级客房(有餐厅)MJ/(床.a)中级宾馆(有餐厅)旅馆有餐厅MJ/(床.a)无餐厅餐饮业MJ/(座.a)燃气直燃机燃气锅炉MJ/(t.a)职工食堂MJ/(人.a)医院MJ/(床.a)幼儿园全托MJ/(人.a)半托MJ/(人.a)大中专院校MJ/(人.a)考虑到汾西县的经济发展水平和当地的气候条件，本科研不考虑汾西县的空调用气量，只考虑其采暖用气量。锅炉用户主要是用来冬季供热。本科研按照现状调查的拟使用采暖锅炉吨位数来计算近、远期汾西县城煤气采暖用气量。本工程的未预见量按总耗气量的5%计算。3.6用气不均匀系数的确定城市各类用户的用气是不均匀的，是随月、日、时而变化的，这是城市用各类用户用气的不均匀性可用月不均匀、日不均匀、时不均匀三个系数来反映，三个系数的最大值为高峰系数。3.6.1居民和商业采暖不均匀系数由于城市居民用户和商业用户具有基本相同的用气规律，因此居民及商业用户不均匀系数有比较接近的变化规律，在设计上可以将它们合二为一考虑其不居民及商业用户用气的不均匀性与城市性质、气候、供气规模、用户结构、居民生活水平和习惯以及节、假日等等均有密切关系。不均匀系数应根据实际管道供气量的变化统计分析确定。根据汾西县居民的饮食习惯及有关实际数据，并参照同等规模的周边城市的参数，考虑发展变化，本工程参照周边其他县煤气和煤气利用工程的月高峰系数确定为Km=1.2。2.日高峰系数根据汾西县实际用气及生活习惯，用气量变化较小，本工程日高峰系数结合周边煤气和煤气供气工程现状，确定为K₄=1.18。3.时高峰系数居民和商业用户的用气小时高峰系数与供气规模密切相关，对统计资料的分析表明，用气户数越少，小时高峰系数越大，随着用气户数的增加，小时高峰系数将逐渐降低.汾西县处于管道燃气发展的起步阶段，因此小时高峰系数确定由于没有相关统计资料，本可研参照相邻采暖城市冬季采暖用气情况，确定用户种类月不均匀系数日不均匀系数时不均匀系数居民及商业用户采暖用户3.7用气量计算3.7.1居民用户用气量根据3.4节的分析，依据居民用户耗热定额和气化率计算近期和远期居民用户年用气量见下表3.7-1。居民用户年用气量计算表表3.7-1年份规划人口(万人)气化人口(万人)用气指标(MJ/人·年)用气量2015年32020年由于汾西县城是一个以商贸为主，辅以机械、食品工业的山区小城镇，相对其它城市而言，商业用气量占居民用气量的比例不是很大。根据调查，汾西县可发展的商业用户主要为宾馆、饭店、餐饮业、机关学本可研商业用户用气计算参照阳泉、晋中等地商业用气占居民用气的比例，并考虑汾西县的实际发展情况以及商业用户分析情况，确定近期商业用户用气量占居民用气量的15%,远期占居民用气量的20%。商业用户用气量见表3.7-2。商业用户年用气量计算表表3.7-2 年份居民用气量(×10Nm³/a)占居民用气量的用气量2015年2020年根据汾西县煤气化有限责任公司的市场调查，目前汾西县拟使用焦炉煤气的锅炉为30吨位，额定用气量为5100Nm³/h,估算冬季平均日用气量为6.4×10*Nm³/d。根据调查，年采暖天数为105天，则可以测算出汾西县城冬季采冬季采暖用户年用气量计算表表3.7-3年份采暖用气量(×10*Nm³/a)2015年2020年未预见量按总耗气量的5%计算。未预见量见表3.7-4。未预见量表3.7-4年份用气量(×10^Nm³/a)2015年2020年年总用气量表(×10⁴Nm³/a)表3.7-5用户年份居民用户商业用户采暖用户未预见量年总用气量2015年2020年3.8高峰小时流量的确定燃气输配系统的管网管径和设备通过能力是由燃气管道的计算流量而确定年份2015年2020年居民用户商业用户采暖用户未预见量合计3.9气量平衡类型年用气量计算月平均日用气量(Nm³/d)高峰小时用气量(Nm³/h)用气比例居民用户商业用户采暖用户未预见量合计2020年冬季气量平衡表类型年用气量计算月平均日用气量(Nm³/d)高峰小时用气量(Nm³/h)用气比例居民用户商业用户采暖用户未预见量合计3.10储气量的确定城市燃气的用气需求是不均匀的，随月、日、时而变化，而气源供应量是冬季供气不足；白天用气高峰不能满足用户用气需求，夜间又用不出去。为了解决均匀供气与不均匀用气之间的矛盾，保证各类燃气用户有足够的流量和正常压力的燃气，必须采取适宜的技术措施、方法，以满足燃气用气负荷季(月)、日、时的不均匀变化，使城市燃气输配系统供需趋于平衡。在城市燃气输配系统中储气量与工业与民用耗气量比例有密切的关系，其工业与民用耗气量比例与储气量的关系表表3.10-1工业用气占日耗气量的比例(%)民用气占日耗气量储气量占计算月平均日供气量的比例(%)储气系数(%)Qy—计算月平均日耗气量(万Nm³)根据本工程实际情况，结合上表确定的计算方式，由于冬季采暖时管道为稳定供气，因此本工程不考虑采暖锅炉的调峰储气量，只考虑居民和商业用户的调峰储气量。储气系数均按照50%考虑，则汾西县城近、远期调峰储气量见表储气系数(%)居民和商业用户计算月平均日耗气量(×10^Nm³)调峰量汾西县城近期远期第四章燃气输配系统设计4.1输配系统组成煤气管道、庭院管网及用户组成。入城市中压管网输至专用调压柜或者楼栋调压箱由低压管道给各类用户供气。用户焦化厂(气用户源站)总体流程框图图4.2-14.2.1输配系统方案的提出1.低压一级制方案(方案一)(气源居民和商业用户净化储气柜稳压2.中压一级制方案(方案二)调至用户需求的压力后供应各类用户。房民和高业用房民和高业用调压站)站)净化户汾西县县城煤气工程可行性研究报告3.中、低压二级管网系统方案(方案三)流程：从气源厂来的焦炉煤气先进入储配站的低压储气柜，经压缩机加压净化后进入城市中压输气干管，再经调压站将压力调制低压，最后送入低压管网后供应各类用户。居民和高业用P居民和高业用P净化健气框都压站)根据以上方案的提出，本可研针对其各方案的优缺点进行比选，详细比选方案优点缺点方案一输送时不需要增压，节省加压用电能；系统简单，压力较低，供气安全可靠，维护管理费用低。供气压力低，致使管道管径较大，管道一次性投入较高；适用于供气范围较小的气化区域；管网始、终点压差较大，造成多数用户灶具前压力偏高，燃烧效率降低，增加烟气中的CO含量，厨房卫生条件较差，还容易造成中毒事件。方案二可避免在一条道路上敷设两条不通压力等级的管道，减少管材用量；压力较高，输气管道管径较小，节省一次性投资；提高灶具燃烧效率，箱式(柜式)调压设备供气，易保证所有用户灶具在额定压力下工作，从而提高燃烧效率3%左右。安装水平要求较高，在居住密集区，安全间距不容易保证；供气安全性较低压系统低，当庭院管道在中圧下运行，漏气几率相对较高，易方案三两种压力级制，可以满足用户不同的压力要求，使能源得到合理利用；增加了管道长度。采用二级制系统使部分道路需要同时敷设中压和低压管道；供气安全：采用低压配气，庭院管道在低压下运行比较安全，出现漏气故障危及的范围小，抢修比较容易；安全距离容易保证：低压管道较中压管道要求的安全间距小，在一般情况下较容满足。占用城市用地：中低压调压站占地面积虽然不大，但有一定数量，且多在人口密集的地点，选址拆迁困难，使工程占远期若焦化厂转型或者拆除，储配站可以新建为天然气或者煤层气场4.3压力级制输配系统，设计压力按照中压A,即0.4MPa进行设计，使用焦炉煤气时运行压力70KPa,使用天然气或者煤层气时运行压力为0.4MPa;低压管网设计压力5KPa,使用人工煤气时供气压力2KPa,使用天然气或者煤层气时供气压力可以为4.4储配站设置储配站：在汾西县城东侧的汾西县煤气化有限责任公司厂区内。4.5城市中、低压管网布置成2个大的供气主环路。4.6储气方案解决城市煤气调峰储气问题的方式主要为低压湿式储罐储根据3.10章节“储气量的确定”,汾西县城近期煤气调峰储气量为0.78×10*Nm³,远期调峰储气量为1.83×10*Nm³,根据以上调峰储气量，本工程考虑在汾西焦化厂建设2座1.0×10*Nm³的低压湿式螺旋储气柜，其中近期的已建成，远期再增建1座1.0×10*Nm³的低压湿式螺旋储气柜即可满足近、远期的第五章城市中、低压输配管网2.结合规划、改造，管网布置，力求做到远、近结合，既考虑街道现状，5.根据片区分布情况，各主干道之间有条件的中压主干管宜成环布置，并6.管线应在人行道和绿化地带内敷设，尽量避8.在满足供气的条件下，尽量减少穿越铁路、河流和其他大型障碍物，以5.2线路走向本工程中压管道出汾西煤气储配站，以DN400的钢管向东敷设东大街。同区发展，最终形成5个大的供气主环网，形成主线和支线结合的供气方式，保证线路走向根据《汾西县城市煤气和集中供热工程可行性研究报告》,并根据5.3管材选用5.3.1管材特点及比较钢管：目前燃气常用钢管有焊接钢管和无缝钢管。钢管的特点是耐高压、倍，是钢管的3～4倍。但是在使用天然气或者煤层气的过程中由于密封性能不通过对以上三种管材进行综合比较，PE管在施工方式、输送能力、使用寿管材均使用埋地钢管，其中DN200及以上钢管使用螺旋缝双面埋弧焊钢管，材质Q235B,技术性能符合现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2008。DN200汾西县县城煤气工程可行性研究报告5.3.3管道转角处理方法根据地形、地质条件，本工程钢制中、低压管道采用弹性敷设、冷弯管和工厂预制热煨弯管三种形式，以满足管道在平面和竖面上的变向要求。在地形条件允许的地区，管道尽量采用弹性敷设，弹性敷设的曲率半径应满足管道强度要求，且不得小于1000D,垂直面上弹性敷设管道的曲率半径还应大于管子自重作用下产生挠度的曲率半径，其计算公式如下：α-管道的转角，()。弹性敷设管道与相邻反向弹性弯管和人工弯管之间，应采用直管段连接过渡，且不得小于1m。为方便管道安装，本中、低压管道均选用曲率半径R=6D的弯管。对于管线上的管件采用标准无缝管件，执行标准《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2005;弯管执行《油气输送用钢制弯管》SY/T5257-2004。5.4管道敷设5.4.1安全间距要求本工程中、低压燃气管道埋地敷设管道管顶覆土深度控制在1.5m以上；埋地管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间安全间距严格按照《城镇燃气设计规范》管道安全间距严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028-2006有关规定。地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距和垂直净距见表5.4-1地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m)表5.4-1地下燃气管道压力(MPa)低压中压BA建筑物基础外墙面(出地面处)给水管污水、雨水排水管电力电缆(含电车电缆)直埋在导管内通信电缆直埋在导管内其他燃气管道热力管直埋在管沟内(至外壁)电杆(塔)的基础通讯照明电杆(至电杆中心)铁路路堤坡脚有轨电车钢轨街树(至树中心)地下燃管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距(m)表5.4-2地下燃气管道(当有套管时，以套管计)给水管、排水管或其它燃气管道热力管的管沟底(或顶)电缆直埋在导管内铁路轨底结合《城镇燃气设计规范》GB50028-2006埋地管道与建筑物、构筑物或相本工程中、低压管道采用埋地敷设，管沟深度应考城市道路进行敷设特点，管沟管顶埋深按1.5m考虑。单管敷设(沟边连接)a=DN+0.3双管同沟敷设(沟边连接)a=DN₁+DN₂+0.3+SDN——管道工程直径(m);DN₁——管道工程直径(m);S两管之间设计净距(m)。沟底宽度尺寸管道公称直径(mm)沟底宽度(m)根据汾西县城中、低压管道沿线地质情况，确定为1:0.5,在进入城市内，应根据道路情况减少放坡系数，但应对边坡做好支撑处理，以保证安全。本工程管道坡度不得小于0.003,坡向凝水缸，户内引入管不得小于0.02,坡向庭院。埋设深度执行《城镇燃气设计规燃气管道的地基宜为无尖硬土石和无盐类的原土层，当原土层有尖硬石和城区内埋地敷设的管道，在管顶0.5m处，埋设印有明确标志的燃气管道警随桥敷设管道采用加厚型无缝钢管，并在桥适当处安装波纹补偿器对管道汾西县县城煤气工程可行性研究报告5.5管道穿跨越5.5.1穿跨越工程概况本工程中、低压燃气管道穿越二级以上公路应设置保护套管；穿越三级与三级以下公路可根据具体情况在施工阶段采用保护套管或增加管壁厚度。套管内径大于管道外径100mm以上，套管与燃气管道间应设绝缘支撑，套管两端与燃气管的间隙应采用柔性的防腐、防水与绝缘材料密封。在重要地段的套管宜安装检漏管，套管端部距道路边缘不应小于1m。城市市政道路可采用挖沟穿管敷设、预埋套管穿越或者定向钻方式敷设。中、低压燃气管道穿过排水管、联合地沟及其他各种用途沟槽时应将燃气管道敷设于套管内；套管伸出构筑物外壁要求应满足国家现行《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中的相关规定。套管两端应采柔性的防腐、防水材料密封。5.5.2穿跨越水域现状没有燃气管道需要穿越和跨越大型水域，在需要穿越小型渠道，可以采用直接穿越或者跨越做保护的方式。5.5.3穿越公路、市政道路穿越已建市政道路可采用开挖、顶管或者定向钻方式，穿越未建成道路可采用提前预埋套管敷设的方式。具体需征得城市规划部门以及道路管理部门的同意。5.6水力计算5.6.1管网水力计算公式中、低压燃气管道水力计算公式：汾西县县城煤气工程可行性研究报告式中：P₁——燃气管道起点的压力(绝压KPa)P,燃气管道终点的压力(绝压KPa)p-----燃气密度(Kg/m³)Re-------雷诺数(无量纲)5.7管道强度、刚度、稳定性及抗震校核μ—泊桑比，宜取0.3;汾西县县城煤气工程可行性研究报告α—钢材的线膨胀系数，℃-;取1.2×10⁵℃-1t₁—管道下沟回填时温度，℃;取30℃t₂—管道的工作温度，℃;取20℃管道强度校核结果表表5.7-1钢管壁厚计算结果满足满足满足5.7.2管道稳定性校核Dm-----钢管平均直径(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，宜取1.5;K-------基床系数；E-------钢材的弹性模量(N/m²);汾西县县城煤气工程可行性研究报告I--------单位管长截面惯性矩(N⁴/m);δn-----钢管壁厚(m);Es-------土壤变形模量(N/m径向稳定性计算表表5.7-2管径设计压力钢管壁厚管顶埋地面活荷载类型计算径向变形计算结果汽-20满足汽-20满足汽-20满足5.7.3抗震设计校核和措施根据《中国地震参数区划图》GB18306-2001,汾西县抗震设防烈度为7度，的规定，需对管道进行抗拉伸和抗压缩校核。地震波引起的最大轴向应变emax与操作条件下载荷引起的轴向应变ε组合，汾西县县城煤气工程可行性研究报告E——管道材料的弹性模量(MPa);D管道外直径(m)。管径壁厚&备注满足要求满足要求满足要求本工程主要通过以下措施提高钢制中、低压燃气管道的抗震能力。100%射线探伤；5.8管道防腐现松脱现象，故施工中不宜长时间暴露在日光中。挥了熔结环氧对钢管表面的高粘结力(物理键和化学键)、阴极剥离半径小等优有10J左右。汾西县县城煤气工程可行性研究报告防腐涂层性能比较表表5.8-1类别项目熔结环氧粉末煤焦油瓷漆二层PE结构三层PE结构执行标准机构形式单层薄膜多层厚涂增强缠绕二层厚涂三层厚涂材料环氧树脂粉末底漆+瓷漆+内外包扎带胶粘剂+聚乙烯环氧粉末+共聚物+聚乙烯涂敷工艺静电涂敷热涂缠绕挤出包敷或缠绕静电喷涂+挤出或缠绕适用温度除锈要求涂层厚度环境污染很小较大很小很小补口工艺喷涂或热收缩套热烤缠带或热收缩套电熔套或热收缩套电熔套或热收缩套优点粘接力强，适用温度范围宽，冷涂管可冷弯，具有极好的耐土壤应力和耐阴极剥落性能耐石油产品、微生物腐蚀，耐植物根系穿刺，吸水率低，使用寿命长绝缘性能好，机械强度高，吸水率低，抗透湿性强，耐土壤应力好综合性能优异，既有应力和耐阴极剥落性能好，又有PE良好的机械强度、绝缘性能以及抗透湿性缺点易为尖利物冲击破坏，吸水敏感，耐光老化性能差机械强度较低，使用温度有限，环境污染严重粘接力较差，与焊缝较高的钢管结合较差，阳光下易老化，严重损伤修复困难适用地区大部风土壤环境，特别适用于定向钻穿越段及粉质土壤人烟稀少的沙漠、戈壁地区和地下水位高，植物根系茂盛，生物活动频繁的沼泽或灌木丛生地区大部分土壤环境，特别是机械强度要求高，土壤应力破坏作用较大的地区各类环境，特别适用于对涂层机械性能，乃土壤应力及阻水屏障性能土壤含水率高，生物活动频繁，植物根系发达地区慎用或禁用环境碎(卵)石土壤、石方段碎(卵)石土壤及环境保护要求较高地区架空管段，温差较大地区慎用架空管段参考价格60~70元/m²60~70元/m²60~70元/m²70~85元/m²根据以上各防腐涂层的性能价格比较，并考虑煤气管道沿线地形及工程地质特点，确定燃气管道外防腐涂层选用三层PE复合结构，防腐等级加强级。管道冷弯弯管和热煨弯管以及其他管件均采用与管体相同的防腐结构，采用三层PE结构防腐。补口防腐层总厚度≥1.90mm。补口施工时可采用现场喷涂或剂环氧涂料补伤，损伤尺寸>30mm按补口结构补伤，外缠带缠绕宽度大于损伤边缘100mm,本工程中、低压管道输送的是焦炉煤气，含有游离水、CO₂及H₂S,杂质的含量符合国家有关标准的规定，从防腐的角度考虑需设内涂防腐层。为延长埋地钢管使用寿命，根据国家有关规范强制规定，埋地钢质管道除采用外涂层绝缘防腐保护外，还应辅以电化学法防腐措施。下表列出了目前四种阴极保护方法的特点比较。实际选择阴极保护方法时应考虑管道材质状况、涂敷层状态、环境条件、阴极保护工程规模和设计要求，以及市网电源情况和经济性等。阴极保护系统的良好技术性是保证获得成功应用的前提条件，包括符合要求的阴极保护参数、系统选择、结构设计和安装调试等。四种阴极保护方法的特点比较表表5.8-2方法优点缺点外加电流1.输出电流持续可调2.保护范围大3.不受环境电阻率限制4.工程越大越经济5.保护装置寿命长1.需要外部电源2.对邻近金属构筑物干扰大3.维护管理工作量大牺牲阳极1.不需要外部电源2.对邻近构筑物无干扰或很小3.投产调试后可不需要管理4.工程越小越经济5.保护电位分布均匀、利用率高1.高电阻率环境不宜使用2.保护电流几乎不可调3.覆盖层质量必须好4.投产调试工作复杂5.消耗有色金属极性排流保护1.利用杂散电流保护管道2.经济实用3.方法简单，只需简单管理4.有杂散电流时可自动防止杂散电流的腐蚀1.对其他构筑物有干扰影响2.干扰源停运时，管道得不到保护3.易造成负电位强制排流保护1.保护范围广2.电压、电流连续可调3.以干扰源的负馈线代替辅助阳极，结构简化4.干扰源停运时，管道仍被保护5.不存在阳极干扰1.对其他构筑物有干扰影响2.需要外部电源3.排流点易过保护综合考虑以上因素及现场的条件，靠近城市地下各种金属设施较多，设施密集，为保障对管线的有效保护，并尽量减少对其他设施的干扰影响，方便运行管理。本工程阴极保护方法选用牺牲阳极的阴极保护法。2.设计标准及设计参数《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB21448-2008设计寿命：20年(3)牺牲阳极阴极保护系统构成主要由牺牲阳极、绝缘接头、成双的合金阳极构成的接地电池，测试桩、测试片、长效参比电极，连接电缆构成。(4)牺牲阳极选择用于土壤条件下的牺牲阳极材料，通常为镁合金阳极及锌合金阳极。一般来说土壤电阻率大于15Ω·m时，应选用镁合金阳极。若土壤电阻率在152m及以(5)阴极保护测试装置为了便于定期检测管道的阴极保护状况，在管道沿线一定的距离分别设置阴极保护测试桩(水泥桩),测试桩分为电流和电位测试桩。测试桩应有醒目颜色对于管道交流干扰或直流干扰腐蚀区域，应进行调查与测试，采取以排流5.9管道连接与检验钢管采用焊接连接方式，焊条的金属机械性能和化学成分应与管道母材相热煨弯管的曲率半径不小于管径的6倍，冷煨弯管的曲率半径不小于管径的40倍；冲压、焊接弯管的曲率半径不小于管径的1.5倍；煨弯管椭圆度不应大于8%,但焊口处必须整形，使其椭圆度不大于3%;冲压弯管椭圆度不大于3%。为30%,以达到《石油天然气钢制管道无损检测》规定的Ⅱ级标准为合格。对于穿越道路、铁路和跨越河流的钢管，需进行100%焊缝探伤。钢管埋地部分采用三层PE普通级防腐；架空部分除锈后，刷红丹防锈漆两道，黄色调和漆两道，除锈等级达到Sa2.5级。管道安装完毕后应依次进行管道吹扫、强度试验和严密性试验。管道吹扫、禁站人；吹扫压力不得大于管道的设计压力，且不应大于0.3MPa;吹扫介质采用压缩空气；吹扫气体流速不宜小于20m/s,每次吹扫管道长度不宜超过500m;异常，继续升压至0.6MPa,然后稳压1h后，观察压力计不应少于30min,无压力0.46MPa,试压时升压速度不要过快，缓慢升至0.46MPa后，待温度、压力稳定后开始记录。稳压持续24h,每小时记录不应少于1次，当修正压力降小于133Pa5.10附属设施汾西县县城煤气工程使用的阀门为钢阀门，阀井采用单放散和双放散形程钢制凝水缸设置按300-500米间距考虑，并在管道最低点设置。3.警戒带及示踪线正常的破坏，管道敷设时，在燃气管道上方不小于0.5m处设置警示带。警示带采用聚乙烯编织带，上面有警示字样(可根据汾西县兴达供热供气有限公司要求置醒目的标志桩(可根据汾西县兴达供热供气有限公司要求订制)。5.警示牌后管网压力的稳定。结合县城实际情况，本工程暂按每500户设置地上式中低压调压站1座，则到远期需设置中低压调压站45座，调压站单站占地面积控制在中、低压管道主要工程量表类型管径近期长度远期新增长度(km)管材中压主要管线0钢管钢管钢管钢管合计钢管阀门202134235235合计7凝水缸505894957合计中低压调压站45座6.1站址选择6.2总图设计办公用房，包括值班室和门卫房等；西南分别是消防泵房、消防水池和清水整个站区设1个主出入口，与站外道路相连，道路的转弯半径满足日常生产维护车辆以及事故状况下消防车辆的顺利出入，同时气柜四周设置了5m宽的消整个站区四周设2.2m高实体围墙，其中本工程在选址处先期建设了10000m³储罐1座，远期根据用户发展情况再建设10000m³储罐1座。总图指标见表6.2-1。汾西县县城煤气工程可行性研究报告指它早单位规模1用地面积合20.44亩2建、构筑物基底面积3建筑密度%4建筑面积5绿地面积6绿地率%6.3工艺设计封至煤气压缩机加压至0.07MPa,最后经脱硫及洗萘、计量输配管网。近期夏季用气时可不加压直接以低压管道运行。2.储气柜工艺参数根据本工程的小时气量，本工程考虑选用罗茨鼓风机4台(三用一备),其中近期设置三台(两用一备),远期再增设一台，该加压机性能如下：煤气压缩机房考虑设置起重重量为5吨、跨距为9米的手动单梁悬挂式起重机2架。5.流量计储配站设置流量计，同时将计量信号远传控制室。储配站选用计量精度高 口，可与数据监控及采集系统进行通讯，将流量信号进行上传。本工程选用的流量计为Q=1.5×10*Nm³/h,PN16的DN300的涡轮流量计26.手动及电动球阀装而成。承担着正常生产过程的开关控制，事故状态下的紧急切断和安全保护。1.工艺概述(1).装置设计规模及设计组成本段工艺是与年产40万吨干全焦(公称能力)的炼焦装置配套的煤气净化装置的最后一个工序。包括脱硫、脱硫液再生、硫回收及洗萘四部分，主要是将煤气中的硫化氢含量脱至20mg/Nm³以下，并回收硫膏。为避免由于焦化化产波动引起硫化氢含量增加达不到城市用气标准的情况出现，本工程考虑增加二次干法脱硫来进行二次脱硫。(2).其生产方法和流程特点本工段采用的是以碳酸钠为碱源两塔脱硫，塔式再生的后脱硫工艺，硫回收采用离心机产生硫膏，该法不仅可以脱去H₂S,还可以脱去大部分HCN及部分有机硫，脱硫效率高，循环液中含盐量少，可不设置提盐装置，产生的废液不大且可用于锅炉煤掺烧，因此具有投资省，操作费用低，运行稳定的特点，而且具有良好的环保效益。脱硫富液的再生采用塔式再生，具有操作弹性大，连续稳定的特点。(3).设置原则：流程顺、结构紧凑、占地少、便于维修和组织生产，并符合相关防火防爆、安全卫生等规范规定。(4).生产制度：年生产天数按照365天，按五班三运转编制。(5).本装置的三废排放及治理措施本装置的三废包括废气、废液和噪声。废液：可用于锅炉煤掺烧；废气：在高度大于48米排放；噪声：控制在90dB2.原料产品的规格及数量(1).原料(最大满负荷)用量：400t/a,NaCO₃(100%)B.PDS+胶烤胶数量：23000Nm³/h,按外供的计算月平均日供气量194711Nm³计算，设备日均运行时间约为8.47h。温度：~25℃焦油氨硫化氢苯萘微量4B.硫膏数量：800t/a(含水10%)3.工段内危险性物料主要物性表主要物性表序号名称分子量熔点沸点燃点在空气中的爆炸极限最高允许浓度时间加权平均允许浓度短时间接触允许浓度(mg/m³)124.工艺流程说明(1)以纯碱为碱源的湿法脱硫脱氰工序来自洗脱笨工序的煤气一次串联进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液(贫液)逆流接触洗涤，洗涤后煤气中H₂S含量为≤20mg/m³,煤气经过脱硫塔塔顶喷淋来的轻柴油逆流接触洗涤，然后外送。从脱硫塔中吸收了H₂S和HCN的脱硫液经脱硫塔液封槽流至溶液循环槽，加入Na₂CO₃溶液并滴加经催化剂贮槽来的催化剂后的溶液用溶液循环泵抽送至溶液换热器(冬季),使溶液保持在30℃左右进入再生塔再生，再生后的脱硫贫液自流进入脱硫塔塔顶循环喷淋脱硫。在再生塔中悬浮出的硫泡沫则由再生塔上部扩大部分排至硫泡沫槽，再由硫泡沫槽自流至三足式离心机离心分离，压滤分离的硫膏(含水~30%)外售，分循环槽中，以保证脱硫液的PH值在8.5左右。所有脱硫液自流入事故槽和溶液循环槽，管道内剩余液体自流进入低位Na₂CO₃+H₂S→NaHCO₃+NaHSNaHS+Na₂CO₃+(x-1)S→Na₂Sx+NaHCNa₂CO₂S+1/2O₂→Na₂CO₃+sNaCN+S→NaCNS(2)干法二次脱硫从湿法脱硫脱氰工序出来的焦炉煤气，H₂S含量正常应该能达到为≤20mg/m³,为避免H₂S含量波动，增加干法二次脱硫作为备用和把关措施，即干法脱硫工艺流程图表6.3-1目前最常用的干法脱硫是氧化铁和活性炭。通常，干法脱硫的脱硫工艺流程较为简单，但考虑到环保和经济性，一般都要对脱硫剂再生使用，而氧化铁和活性炭的再生流程到成本都差别较大。如果用氧化铁脱硫剂，可以自制或者购买成型制品。自制氧化铁脱硫剂，一般采用天然沼铁矿或铁屑掺以木屑、熟石灰及水，其制作成本较低。这种自制的氧化铁脱硫剂，一般脱硫效率较高、脱硫效果较好，但其硫容较低、可再生次数较少。脱硫剂使用一段时间后需要再生，这种自制氧化铁脱硫剂一般采用塔外再生。将脱硫剂取出，放在晒场上充分氧化再生，晒场上脱硫剂的厚度不宜超过300-400mm,并应定期翻动。这种自制的氧化铁脱硫剂虽然成本低，但制作、再生都需要较大的场地、较多的人工，也比较麻烦，所以现在很多单位购买成型的氧化铁脱硫剂，也有许多单位研制成型的氧化铁脱硫剂销售。这些成型的氧化铁脱硫剂，颗粒均匀、孔隙率大、强度较高、氧化铁含量高、脱硫效率高、硫容大、可再生次数多，其再生可以在塔内进行，一般通入空气即可。氧化铁脱硫剂的使用条件一般限定以下几点：1)温度正常使用温度以20-30℃为宜。温度过高，将使氧化速度加快，相对降低了硫化速度，使脱硫效率降低，同时温度过高将使硫化物的水合物 (Fe₂O₃.H₂O)失去水分，进而影响脱硫剂的湿度及酸碱度影响脱硫效果，温度过低，会大大降低硫化速度，使脱硫效率下降，同时也将使煤气中的水分冷凝下来，造成脱硫剂过湿。2)水分脱硫剂宜保持25%-35%的水分，若水分小于10%将会影响脱硫操作、水分能保持硫化氢与氧化铁的足够接触时间，减少脱硫剂结块，并可溶解部般以含氧量在1%-1.1%为宜，含氧量过高会加速铁的腐蚀和形成煤气胶。4)煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净，否则容易造成脱硫5)酸碱度氧化铁脱硫一般要求在弱碱性(PH值8-9)的环境下进行，常温脱硫时，氧化铁中的脱硫的活性组分主要是a-FeOOH、γ-FeOOH和a-Fe₂O₃,a-Fe₂O₃的活性只有前者50%左右。脱硫剂的脱硫活性关键在于活性理后可以提高其脱硫性能。广钢转炉赤泥总铁含量(以Fe₂O₃计)74.42%,但活性铁含量不足10%。一般转炉赤泥中活性铁的含量大于30%,为此在配制TG-F2)H₂S溶于表面气膜的水中，电离成HS^、S²离子。3)HS、S²离子与水合氧化铁中的晶格氧(0H、O²)相互置换生成Fe₂S₃H₂O。4)晶格重排，针形结晶转换变为硫化铁单斜晶体。5)氧化锑表面生成的硫化物与内层的氧化铁进行界面反应。6)更新的表面氧化物继续吸收硫化氢，生成的硫化铁在有氧存在时进行再Fe₂O₃.H₂O+3/2O₂→将式(1)、(2)合并得：废柴油从塔底经废柴油泵打至缶区处理，脱萘后煤气中的萘含量可降至(1).脱硫塔：两台，填料塔，选用轻瓷填料，规格为DN400,H~37320mm,正常生产时两个脱硫塔串联使用，但也同时考虑两个脱硫塔的并联操作(2).再生塔：两台，筛板塔，选用4块筛板，规格为DN3000,H~49016mm,塔体材质为碳钢，塔内做内防腐处理，设计两个再生塔并联使用。(3).洗萘塔：1台，填料塔，塔体材质为碳钢。(4).干法脱硫槽2台规格为DN3000,H~15000mm。序号单位数量备注1螺旋式湿式储气柜台2现状1座，远期新2加压机台4近期3台，远期新增设1台。3起重机架24计量设备台2一用一备5脱硫塔台26再生塔台27洗萘塔台18干法脱硫槽台2一开一再生6.4建筑结构设计依据《建筑设计防火规范》GB50028-2006及国家现行有关建筑设计规范根据需要，储配站建筑物由锅炉房、压缩机房、变配电间、办公室、消防储配站内所有建筑物耐火等级均为二级，建、构筑物均按8度地震设防。确定主要构(建)筑物结构形式如下：370mm,内墙厚240mm。脱硫净化装置用房为三层钢筋混凝土用房，总建筑面序号名称及规格单位数量单体文件号备注①近远期储气柜10000立方②锅炉房一层框架m③加压机房、配电室、控制室一层框架④露天材料堆场m⑥办公用房一层砖混⑥消肪水池300立方⑦消防泵房⑧清水池⑨净化区辅助及工艺用房①水封铁大门宽度6米樘1铁大门宽度4米樘1①篇易大门宽度4米樘1实体围墙砖湿，高度2.2米m播格围增砖混，高度2.2米m⑧混凝十道路根据《城镇燃气设计规范》,本工程储配站用电属于二级用电负荷，需考虑采用系数法进行计算，功率因数补偿方式采用低压侧电容补偿，补偿后COSφ>0.9,该储配站负荷为550KW。储配站需考虑双回路供电，气源站根据站内供电及控制线路采用直埋阻燃型铠装电缆敷设于电缆沟内。站内建构筑物依据《建筑物防雷设计规范》GB50057确定防雷类别，并采所设备的保护接地和变压器中性点采用共同式接地网，接地电阻不大于4欧姆，湿式气柜接地电阻不大于10欧姆，低压电力及照明采用接零保护，工艺设备等6.6给排水设计目前焦化厂内拥有50m³/h地下水井三口，可以满足生产及生活需要。地下储配站内生活和生产用水量按15m³/h进行设计，经计算储配站年用水量为储配站近远期合计建设2座10000m³的低压湿式储柜，根据《城镇燃气设计规范》和《建筑设计防火规范》,储配站区消防水量为20L/S,在同一时间内的火灾次数应按一次考虑，按火灾延续时间为3h,消防用水量为216m³,因此厂区需要考虑建设300m³消防水池一座。另外本储配站内消防给水管网采用环形管网，设置2条给水干管。当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求；室内消火栓采用地上式消火栓。站区道路中心敷设排水管，与气源厂已建排水系统连接。站区雨水靠地面坡度自然排放。加压机房冷却用水及生活污水一同经排水管排至厂区外市政排水管道。储罐区设置提升泵进行雨水及污水外排。气柜水封排水及管道冷凝水由煤气公司自备的抽水车定期将输配管道的冷凝水送到生化处理场所进行处理。根据汾西县的冬季室外计算温度进行计算，20000m³的储配站冬季采暖热负荷为0.6MW,气柜保温所需蒸汽负荷为2t/h,通过储配站自建锅炉房进行解决工艺及冬季各厂房及办公用房内采暖需求，设置2t/h的燃气蒸汽锅炉2台(一用一备)。同时配置钠离子水处理装置一套，厂区内所需蒸汽管道架空敷设。2.采暖系统储配站内建筑均采用上供下回式单管系统。气柜利用蒸汽直接加热水封水，3.通风系统本工程加压机房属于甲类生产厂房，设置事故排风系统。本工程设计选用4台LX-Z1-4型屋顶防爆轴流风机，平时利用通风机孔洞进行自然通风，事故状态6.8自控设计为保证储配站安全、稳定的运行，提高工作效率，站内的相关运行参数采用