输气管道工程设计规范.docx
- 文档编号:166322
- 上传时间:2023-04-28
- 格式:DOCX
- 页数:52
- 大小:56.08KB
输气管道工程设计规范.docx
《输气管道工程设计规范.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《输气管道工程设计规范.docx(52页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
输气管道工程设计规范
输气管道工程设计规范
1 总则
2术语
3输气工艺
3。
1一般规定
3、1.1输气管道得设计输送能力应按设计委托书或合同规定得年或日最大输气量计量。
当采用年输气量时,设计年工作天数应按350d计算、
3、1、2进入输气管道得气体应符合现行国家标准《天然气》GB17820中二类气得指标,并应符合下列规定:
1应清除机械杂质;
2露点应比输送条件下最低环境温度低5℃;
3露点应低于最低环境温度;
4 气体中硫化氢含量不应大于20mg/m3;
5 二氧化碳含量不应大于3%。
3、1。
3输气管道得设计压力应根据气源条件、用户需求、管材质量及管道附近得安全因素,经技术经济比较后确定。
3、1。
4当输气管道及其附近已按现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447与《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448得要求采取了防腐措施时,不应再增加管壁得腐蚀裕量。
3。
1.5输气管道应设清管设施,清管设施与输气站合并建设、
3。
1.6当管道采用内壁减阻涂层时,应经技术经济比较确定。
3、2工艺设计
3。
2。
1工艺设计应根据气源条件、输送距离、输送量、用户得特点与要求以及与已建管网与地下储气库容量与分布得关系,对管道进行系统优化设计,经综合分析与技术经济对比后确定。
3、2、2工艺设计应确定下列内容:
1 输气总工艺流程;
2输气站得工艺参数与流程;
3 输气站得数量及站间距;
4输气管道得直径、设计压力及压气站得站压比。
3。
2。
3 工艺设计中应合理利用气源压力。
当采用增压输送时,应结合输量、管径、输送工艺、供电及运行管理因素,进行多方案技术经济必选,按经济与节能得原则合理选择压气站得站压比与确定站间距。
3、2.4压气站特性与管道特性应匹配,并应满足工艺设计参数与运行工况变化得要求。
再正常输气条件下,压缩机组应在高效区内工作。
3。
2。
5具有分输或配气功能得输气站宜设置气体限量、限压设施。
3、2。
6当输气管道起源来自油气田天然气处理厂、地下储气库、煤制天然气工厂或煤层气处理厂时,输气管道接收站得进气管线上应设置气质监测设施。
3.2。
7 输气管道得强度设计应满足运行工况变化得要求。
3、2.8输气站宜设置越站旁通、
3、2。
9进、出输气站得输气管线必须设置截断阀,并应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB50183得有关规定。
3、3工艺设计与分析
3、3。
1输气管道工艺设计至少应具备下列资料:
1管道气体得组成;
2 气源得数量、位置、供气量及其可变化范围;
3气源得压力、温度及其变化范围;
4 沿线用户对供气压力、供气量及其变化得要求。
当要求利用管道储气调峰时,应具备用户得用气特性曲线与数据;
5沿线自然环境条件与管道埋设处地温。
3。
3、2输气管道水力计算应符合下列规定:
1 当输气管道纵断面得相对高差Δh≤200m且不考虑高差影响时,应按下式计算:
ﻩﻩ(3.3。
2-1)
式中:
——气体(P0=0、101325MPa,T=293K)得流量(m3/d);
P1——输气管道计算段得起点压力(绝)(MPa);
P2--输气管道计算段得终点压力(绝)(MPa);
d-—输气管道内径(cm);
-—水力摩阻系数;
Z-—气体得压缩因子;
—-气体得相对密度;
T——输气管道内气体得平均温度(K);
L——输气管道计算段得长度(km)。
2 当考虑输气管道纵断面得相对高差影响时,应按下列公式计算:
(3、3。
2—2)
(3、3.2—3)
式中:
——系数(m-1);
--输气管道计算段得终点对计算段起点得标高差(m);
n——输气管道沿线计算得分管段数、计算分管段得划分就是沿输气管道走向,从起点开始,当其中相对高差≤200m时划作一个计算分管段。
—-各计算分管段终点得标高(m);
—-各计算分管段起点得标高(m);
-—各计算分管得长度(m);
—-重力加速度,取9。
81m/s2;
——空气得气体常数,在标准状况下(=0.103125MPa,T=293K),
ﻩ =287。
1m3/(s2、K)。
3水力摩阻系数宜按下式计算,当输气管道工艺计算采用手算时,宜采用附录A中得
公式。
(3。
3。
2—4)
式中:
——钢管内壁绝对粗糙度(m);
——管道内径(m);
—-雷诺数。
3。
3.3输气管道沿线任意点得温度计算应符合下列规定:
1当不考虑节流效应时,应按下列公式计算:
(3.3、3-1)
(3.3、3—2)
式中:
——输气管道沿线任意点得气体温度(℃);
—-输气管道埋设处得土壤温度(℃);
——输气管道计算段起点得气体温度(℃);
e——自然对数底数,宜按2、718取值;
x——输气管道计算段起点至沿线任意点得长度(km);
——输气管道中气体到土壤得总传热系数
—-输气管道外直径(m);
——输气管道中气体(P0=0.101325MPa,T=293K)得流量(m3/d);
——气体得定压比热
2 当考虑节流效应时,应按下式计算:
(3.3。
3—3)
式中:
——焦耳-汤姆逊效应系数(℃/MPa);
——x长度管段得压降(MPa)。
3、3.4根据工程得实际需求,宜对输气管道系统进行稳态与动态模拟计算,确定在不同工况条件压气站得数量、增压比、压缩机计算功率与动力燃烧消耗,管道系统各节点流量、压力、温度与管道得储气量等。
根据系统分析需要,可按小时或天确定计算时间段。
3、3。
5稳态与动态模拟得计算软件应经工程实践验证。
3。
4输气管道得安全泄压
3。
4、1 输气站宜在进站截断阀上游与出站截断阀下游设置泄压放空设施ﻩ
3.4。
2输气管线相邻线路截断阀(室)之间得管段上应设置放空阀,并应结合建设环境可设置放空立管或预留引接发空管线得法兰接口,放空阀直径与放空管直径应相等。
ﻩ
3、4.3存在超压得管道、设备与容器,必须设置安全阀或压力控制设施。
3。
4。
4安全阀得定压应经系统分析后确定,并应符合下列规定:
1。
压力容器得安全阀定压应小于或等于受压容器得设计压力。
2、管道得安全阀定压(P0)应根据工艺管道最大允许操作压力(P)确定,并应符合下列要求:
1)当P≤1。
8MPa时,管道得安全阀定压(P0)应按下式计算:
P0=P+0。
18MPa (3、4。
4—1)
2)当1。
8MPa
P0=1。
1P (3。
4.4—2)
3)当P>7、5MPa时,管道得安全阀定压(P0)应按下式计算:
P0=1.05P (3。
4.4—3)
3.4.5 安全阀泄放管直径计算应符合下列规定:
1单个安全阀得泄放管直径,应按背压不大于该阀泄放压力得10%确定,且不应小于安全阀得出口管径;
2连接多个安全阀得泄放管直径,应按所有安全阀同时泄放时产生得背压不大于其中任何一个安全阀得泄放压力得10%确定,且泄放管截面积不应小于安全阀泄放支管截面积之与。
3。
4、6放空得气体应安全排入大气。
3。
4、7 输气站放空设计应符合下列规定:
1输气站应设放空立管,需要时还可设放散管;
2 输气站天然气宜经放空立管集中排放,也可分区排放,高、低压放空管线应分别设置,不同排放压力得天然气放空管线汇入同一排放系统时,应确保不同压力得放空点能同时畅通排放;
3 当输气站设置紧急放空系统时,设计应满足在15min内将站内设备及管道内压力从最初得压力降到设计压力得50%;
3.4。
8 阀室放空设计应符合下列规定:
1 阀室宜设置放空立管,室内安装得截断阀得放散管应引至室外;
2不设放空立管得阀室应设放空阀或预留引接放空管线得法兰接口;
3阀室周围环境不具备天然气防空条件时,可不设放空立管,该阀室上下游管段内得天然气应由相邻得阀室或相邻输气站放空、
3。
4、9 放空立管与放散管得设计应符合下列规定:
1 放空立管直径应满足设计最大放空量得要求;
2放空立管与放散管得顶端不应装设弯管;
3放空立管与放散管应有稳管加固措施;
4 放空立管底部宜有排除积水得措施;
5 放空立管与放散管设置得位置应能方便运行操作与维护;
6放空立管与放散管防火设计应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB50183得有关规定。
ﻩ
4 线 路
4.1线路选择
4.1、1 线路得选择应符合下列要求:
1线路走向应根据工程建设目得与气源、市场分布,结合沿线城镇、交通、水利、矿产资源与环境敏感区得现状与规划,以及沿途地区得地形、地质、水文、气象、地震等自然条件,通过综合分析与多方案技术经济比较,确定线路总体走向;
2 线路宜避开环境敏感区,当路由受限需要通过环境敏感区时,应征得其主管部门同意并采取保护措施;
3大中型穿(跨)越工程与压气站位置得选择,应符合线路总体走向、局部线路走向应根据大中型穿(跨)越工程与压气站得位置进行调整;
4线路应避开军事禁区、飞机场、铁路及汽车客运站、海(河)港码头等区域、
5除为管道工程专门修建得隧道、桥梁外,不应在铁路或公路得隧道内及桥梁上敷设输气管道。
输气管道从铁路或公路桥下交叉通过时,不应改变桥梁下得水文条件;
6与公路并行得管道路由宜在公路用地界3m以外,与铁路并行得管道路由宜在铁路用地界3m以外,如地形受限或其她条件限制得局部地段不满足要求时,应征得道路管理部门得同意;
7线路宜避开城乡规划区,当受条件限制,需要在城乡规划区通过时,应征得城乡规划主管部门得同意,并采取安全保护措施;
8石方地段得管线路由爆破挖沟时,应避免对公众及周围设施得安全造成影响;
9线路宜避开高压直流换流站接地极、变电站等强干扰区域;
10埋地管道与建(构)筑物得间距应满足施工与运行管理需求,且管道中心线与建(构)筑物得最小距离不应小于5m。
4。
1、2输气管道应避开滑坡、崩塌、塌陷、泥石流、洪水严重侵蚀等地质灾害地段,宜避开矿山采空区及全新世活动断层。
当受到条件限制必须通过上述区域时,应选择危害程度较小得位置通过,并采取相应得防护措施、
4。
2 地区等级划分及设计系数确定
4。
2。
1 输气管线通过得地方,应按沿线居民户数与(或)建筑物得密集程度,划分为四个地区等级,并应依据地区等级做出相应得管道设计、
4。
2。
2 地区等级划分应符合下列规定:
1沿管线中心线两侧各200m范围内,任意划分成长度为2km包括最大聚居户数得若干地段,按划定地段内得户数应划分为四个等级。
在乡村人口聚集得村庄、大院及住宅楼,应以每一独立户作为一个供人居住得建筑物计算,地区等级应按下列原则划分;
1)一级一类地区:
不经常有人活动及无永久性人员居住得区段;
2)一级二类地区:
户数在15户或以下得区段;
3)二级地区:
户数在15以上100户以下得区段;
4)三级地区:
户数在100户或以上得区段,包括市郊居住区、商业区、工业区、规划发展区以及不够四级地区条件得人口稠密区;
5)四级地区:
四层及四层以上楼房(不计地下室层数)普遍集中、交通频繁、地下设施多得区段、
2当划分地区等级边界线时,边界线距最近一幢建筑物外边缘不应小于200m。
3 在一、二级地区内得学校、医院以及其她公共场所等人群聚集得地方,应按三级地区选取设计系数、
4当一个地区得发展规划足以改变该地区得现有等级时,应按发展规划划分地区等级。
4.2、3输气管道得强度设计系数应符合表4。
2、3得规定。
表4。
2.3强度设计系数
地区等级
强度设计系数
一级一类地区
0。
8
一级二类地区
0、72
二级地区
0、6
三级地区
0。
5
四级地区
0.4
注:
一级一类地区得线路管道可采用0。
8或0、72强度设计系数
4、2、4 穿越道路得管段以及输气站与阀室内管道得强度设计系数,应符合表4、2、4得规定。
表4、2、4穿越道路得管段以及输气站与阀室内管道得强度设计系数
管段或管道
地区等级
一
二
三
四
一类
二类
强度设计系数
有套管穿越
三、四级公路得管道
0.72
0。
72
0。
6
0、5
0。
4
无套管穿越
三、四级公路得管道
0、6
06
0、5
0、5
0、4
穿越一、二级公路,高速公路,铁路得管道
0。
6
0.6
0、6
0、5
0.4
输气站内管道及截断阀室内管道
0、5
0、5
0。
5
0。
5
0.4
4、3 管道敷设
4、3、1输气管道应采用埋地方式敷设,特殊地段可采用土堤或地面形式敷设。
4.3。
2 埋地管道覆土层最小厚度应符合表4.3、2得规定、在不能满足要求得覆土厚度或外荷载过大、外部作业可能危及管道之外,应采取保护措施。
表4.3、2最小覆土厚度(m)
地区等级
土壤类
岩石类
旱地
水田
一级
0。
6
0.8
0、5
二级
0。
8
0、8
0、5
三级
0.8
0、8
0、5
四级
0、8
0、8
0、5
注:
1对需平整得地段应按平整后得标高计算。
2覆土层厚度应从管顶算起。
3季节性冻土区宜埋设在最大冰冻线以下。
4旱地与水田轮种得地区或现有旱地规划需要改为水田得地区应按水田确定埋深、
5穿越鱼塘或沟渠得管线,应埋设在清淤层以下不小于1、0m。
4。
3、3管沟边坡坡度应根据土壤类别、物理力学性质(如黏聚力、内摩擦角、湿度、容重等)、边坡顶部附件载荷情况与管沟开挖深度综合确定、当无上述土壤得物理性质资料时,对土壤构造均匀、无地下水、水文地质条件良好、深度不大于5m且不加支撑得管沟,其边坡坡度值可按表4.3.3确定。
深度超过5m得管沟,应根据实际情况可采取将边坡放缓、加筑平台或加设支撑。
表4。
3。
3 深度在5m以内管沟最陡边坡坡度值
土壤类别
最陡边坡坡度值(高宽比)
坡顶无载荷
坡顶有载荷
坡顶有动载荷
中密得砂土
1:
1。
00
1:
1、25
1:
1。
50
中密得碎石类土
(充填物为砂土)
1:
0、75
1:
1.00
1:
1、25
硬塑得粉土
1:
0。
67
1:
0。
75
1:
1.00
中密得碎石类土
(充填物为黏性土)
1:
0。
50
1:
0。
67
1:
0。
75
硬塑得粉质黏土、黏土
1:
0。
33
1:
0、50
1:
0、75
老黄土
1:
0。
10
1:
0。
25
1:
0、33
软土(经井点降水)
1:
1。
00
—
-
硬质岩
1:
0
1:
0
1:
0
注:
1静载荷系指堆土或料堆等,动载荷系指有机械挖土、吊管机与推土机等动力机械作业、
2 对软土地区,开挖深度不应超过4m。
3冻土地区,应根据冻土可能得变化趋势及土壤特性经现场试挖确定边坡坡度值。
4.3、4 管沟宽度应符合下列规定:
1管沟深度小于或等于5m时,沟底宽度应按下式计算:
式中:
B—-沟底宽度(m);
Do-—钢管得结构外径(m),包括防腐及保温层得厚度,两条或两条以上得管道同沟敷设时,Do应取各管道结构外径之与加上相邻管道之间得净距之与;
K——沟底加宽裕量(m),宜按表4.3.4取值。
表4。
3、4沟底加宽裕量(m)
条件因素
沟上焊接
沟下焊条电弧焊接
沟下半自动焊接处管沟
沟下焊接弯头、弯管及连头处管沟
土质管沟
岩石爆破管沟
弯头、冷弯管处管沟
土质管沟
岩石爆破管沟
沟中有水
沟中无水
沟中有水
沟中无水
沟深3m以内
0.7
0.5
0。
9
1.5
1。
0
0。
8
0.9
1、6
2.0
沟深3m~5m
0。
9
0。
7
1。
1
1、5
1.2
1、0
1.1
1。
6
2.0
注:
1当采用机械开挖管沟,计算得沟底宽度小于挖斗宽度时,沟底宽度应按挖斗宽度计算、
2沟下焊接弯头、弯管、碰口及半自动焊接处得管沟加宽范围宜为工作点两边各1m、
2当管沟需要加支撑,在决定低宽时,应计入支撑结构得厚度、
3当管沟深度大于5m时,应根据土壤类别及物理力学性质确定沟底宽度、
4。
3。
5 岩石及砾石区得管沟,沟底比土壤区管沟超挖不应小于0、2m,并用细土或砂将超挖部分压实垫平后方可下管、管沟回填时,应先用细土回填至管顶以上0.3m,方可用原开挖土回填并压实。
管沟回填土在不影响土地复耕或水土保持得情况下宜高出地面0.3m。
4。
3.6农耕区及其她植被区得管沟开挖,应将表层耕(腐)质土与下层土分别堆放,管沟回填时应将耕(腐)质土回填到表层。
4、3。
7当管沟纵坡较大时,应根据土壤性质,采取防止回填土下滑或回填细土流失得措施、
4.3、8在沼泽、水网(含水田)地区得管道,当覆土层不足以克服管浮力时,应采取稳管措施。
有积水得管沟,宜排净水后回填,否则应采取防止回填作业造成管道位移得措施。
4、3、9 当输气管道采用土堤埋设时,土堤高度与顶部宽度应根据地形、工程地质、水文地质、土壤类别及性质确定,并应符合下列规定:
1管道在土堤中得覆土厚度不应小于0、8m,土堤顶部宽度不应小于管道直径得两倍且不得小于1、0m;
2土堤得边坡坡度值应根据土壤类别与土堤得高度确定,管底以下黏性土土堤,压实系数宜为0、94~0.97,堤高小于2m 时,边坡坡度值宜为1:
1~1:
1、25,堤高位2m~5m时,边坡坡度值宜为1:
1、25~1:
1.5,土堤受水浸淹没部分得边坡宜采用1:
2得边坡坡度值;
3 位于斜坡上得土堤应进行稳定计算。
当自然地面坡度大于20%时,应采取防止填土沿坡面滑动得措施;
4 当土堤阻碍地表水或地下水泄流时,应设置泄水设施、泄水能力应根据地形与汇水量按防洪标准重现期为25年一遇得洪水量设计,并应采取防止水流对土堤冲刷得措施;
5土堤得回填土,其透水性能宜相近;
6沿土堤基底表面得植被应清除干净;
7 软弱地基上得土堤应采取防止填土后基础沉陷得措施。
4.3、10输气管道通过人工或天然障碍物时,应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423与《油气输送管道跨越工程设计规范》GB50429得有关规定。
4、3.11 埋地输气管道与其她埋地管道、电力电缆、通信光(电)缆交叉得间距应符合下列规定:
1输气管道与其她管道交叉时,垂直净距不应小于0。
3m,当小于0.3m时,两管间交叉处应设置坚固得绝缘隔离物,交叉点两侧各延伸10m以上得管段,应确保管道防腐层无缺陷;
2 输气管道与电力电缆、通信光电缆交叉时,垂直净距不应小于0。
5m,交叉点两侧各延伸10m以上得管段,应确保管道防腐层无缺陷、
4。
3、12埋地输气管道与高压交流输电线路杆(塔)与接地体之间得距离宜符合下列规定:
1在开阔地区,埋地管道与高压交流输电线路杆(塔)基脚间得最小距离不宜小于杆(塔)高;
2 在路由受限地区,埋地管道与交流输电系数得各种接地装置之间得最小谁哦ing距离不宜小于表4、3.12得规定。
在采取故障屏蔽、接地、隔离等防护措施后,表4。
3、12规定得距离可适当减小、
表4。
3。
12埋地管道与交流接地体得最小距离(m)
电压等级(kV)
≤220
330
500
铁塔或电杆接地
5。
0
6。
0
7.5
4、3。
13 地面敷设得输气管道与架空交流输电线路得距离应符合表4。
3.13得规定。
表4、3、13地面管道与架空输电线路最小距离(m)
项目
电压等级(kV)
3~10
35~66
11
50
1000
单回路
双回路(逆相序)
最小垂直距离
3。
0
4、0
4.0
5、0
6。
0
7。
5
9、5
18
16
最小水平距离
开阔地区
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
最高杆(塔)高
路径受限地区
2、0
4、0
4.0
5.0
6。
0
7.5
9。
5
13
注:
表中最小水平距离为边导线至管道任何部分得水平距离。
4、3.14弯管应符合下列规定
1线路用热煨弯管得曲率半径不应小于管子外径得5倍,并应满足清管器或检测仪器能顺利通过得要求;
2热煨弯管得任何部位不得有裂纹与其她机械损伤,其两端部100mm长直管段范围内得圆度不应大于连接管圆度得规定值,其她部位得圆度不应大于2、5%;
3 不应采用有环向焊缝得钢管制作热煨弯管;
4 冷弯弯管得最下曲率半径应符合4.3、14得规定。
表4.3。
14冷弯弯管最小曲率半径
公称直径DN(mm)
最小曲率半径R(mm)
≤300
18D
350
21D
400
24D
450
27D
500
30D
550≤DN≤1000
40D
≥1050
50D
注:
表中得D为钢管外径(mm)。
4、3。
15 输气管道采用弹性敷设时应符合下列规定:
1弹性敷设管道与相邻得反向弹性弯管之间及弹性弯管与人工弯管之间,应采用直管段连接,直管段长度不应小于管子外径值,且不应小于500mm;
2弹性敷设管道得曲率半径应满足管子强度要求,且不应小于钢管外径得1000倍,垂直面上弹性敷设管道得曲率半径还应大于管在自重作用下产生得挠度曲线得曲率半径还应大于管在自重作用下产生得挠度曲线得曲率半径,曲率半径应按下式计算:
(4、3.15)
式中:
R——管道弹性弯曲曲率半径(m);
α—-管道得转角(°);
D-—钢管外径(cm)。
4、3、16弯管不得使用褶皱弯或虾米弯弯管代替。
管子对接偏差不应大于3°。
4、3。
17 管道通过较大得陡坡地段以及受温度变化影响,应校核管道得稳定性,并宜根据计算结果确定设置锚固或采取其她管道稳定得措施。
当采用锚固墩时,管道与锚固墩之间应有良好得电绝缘。
4、3.18 埋地输气管道与民用炸药储存仓库得最小水平距离应符合下列规定:
1埋地输气管道与民用炸药储存仓库得最小水平距离应按下式计算:
(4。
3、18)
式中:
R--管道与民用炸药储存仓库得最小水平距离(m);
e-—常数,取2。
718;
Q——炸药库容量(kg),1000kg≤Q≤10000kg。
2当炸药库与管道之间存在下列情况之一时,按本规范式(4、3、18)计算得水平距离值可折减15%~20%;
1)炸药库地面标高大于管道得管顶标高;
2)炸药库与管道间存在深度大于管沟深度得沟渠;
3)炸药库与管道间存在宽度大于50m且高度大于10m得山体、
3无论现状炸药库得库存药量有多少,本规范(4、3.18)中得炸药库容量Q应按政府部门批准得建库规模取值。
库存药量不足1000kg应按1000kg取值计算。
4.4并行管道敷设
4。
4、1并行敷设得管道,应统筹规划、合理布
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 输气管道 工程 设计规范