城市燃气管网设计规划毕业论文

摘要天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，国家制定了遵循多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用的能源发展方针。石油、天然气、电力逐年上升，呈现健康发展的势头。其中天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，并制定了遵循“多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用”的能源发展方针，实施了“西气东输”、“海气上岸”、“LNG登陆”、“引进俄罗斯天然气”等的天然气开发利用总体部署。作为“西气东输”工程的有利补充，液化天然气(LNG)工程应运而生，在输气管道无法敷设到的地区，LNG的应用发挥着无以比拟的优势。一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，可为本市工业经济的发展注入强大的动力，保持良好的生态环境，带动经济发展，增强城市整体综合实力，带来可观的经济效益和显著的社会效益。关键词：天然气，能源建设，科技进步，能源变革目录第一章前言 1第二章概述 22.1.项目名称 2设计依据 2设计原则 2项目建设的必要性及可行性 2项目建设的必要性 2项目建设的可行性 3工程概况 3供气范围 3建设内容 4结论 4设计基础资料 4站址及自然条件 4水文资料 4地质资料 52.5设计范围与内容 5第三章工程规模与分期 6用户分类 6用户燃料现状与分析 6燃料现状 6主要燃料对比分析 6供气规模与气量平衡 7居民及商业用户用气量 7未预见量 8气量平衡 8供气规模 8工程分期 8第四章输配系统 10工艺流程 104.2LNG撬装站 10管网布置 10管网压力级制 10供气规模 11布置原则 11管网布置 11管材与管件 12.1管材选择 12管道连接方式 12管件 12水力计算 13管网水力计算公式 13管网水力计算工况 13管道敷设 13规范要求 13管沟 15穿、跨越设计 15探伤与检验 15吹扫与试压 16附属设施 16阀门设置 16线路保护 16警戒带及示踪线 16标志桩 16已建燃气管网的利用与改造 17第五章工程实施 18工程实施原则 18工程实施计划 18工程招标 18第六章消防设计 19火灾危险性分析 19主要火灾爆炸危险品 19主要火灾危险性分析 19消防设计 20存在问题 21第十章总结 22参考文献 23致谢 24-第一章前言江西省贵溪市，位于江西省东北部、信江中游，“东连江浙、南控瓯闽”。贵溪市历史悠久，交通发达，资源丰富，城市规划面积34平方公里，建成区16.8平方公里，城区人口15万。现为“全国文化先进市”、“全国科技先进市”、“全国全民健身先进市”，被誉为“铜都银乡”。我国能源结构比例长期以来一直以煤为主，但已经呈现出逐年下降的趋势。天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，并制定了遵循“多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用”的能源发展方针，实施了“西气东输”、“海气上岸”、“LNG登陆”、“引进俄罗斯天然气”等的天然气开发利用总体部署。作为“西气东输”工程的有利补充，液化天然气(LNG)工程应运而生，在输气管道无法敷设到的地区，LNG的应用发挥着无以比拟的优势。地处信江之畔，位于浙赣线与皖赣线的交汇处——江西省贵溪市，以液化石油气、煤等能源为主。公司引入高效、优质、洁净的能源——天然气，一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，可为本市工业经济的发展注入强大的动力，保持良好的生态环境，带动经济发展，增强城市整体综合实力，带来可观的经济效益和显著的社会效益。在初步设计文件的编制过程中，江西铜业集团贵溪冶炼厂及江西同成实业提供了大量资料及宝贵意见，在此深表感谢！TOC\o"1-2"\h\z\u第二章概述2.1.项目名称江铜贵冶生活区天然气管网设计2设计依据《江西省贵溪市管道天然气设计合同》江铜贵冶生活区居民楼定置图江铜贵冶生活区地形图1:1000江西同成实业提供其它相关资料2.1.2设计原则（1）贯彻国家节能和环保政策，严格服从国家及省市现行颁发的设计规范、规定和标准，并参照国外先进适用的标准。（2）遵循企业总体规划，在企业总体规划的指导下，充分考虑企业现状及发展，做到远近期相结合，统筹兼顾，逐步发展；（2）以市场调查数据为依据，科学预测各类用户用气量，确定适当的供气规模。（3）立足现状，合理预测远期发展情况。输配系统具备发展弹性，既保证近期的可操作性，又满足远期供气需求。（4）坚持科学态度，设计方案以安全为首要原则，做到技术先进实用、投资经济合理、操作灵活、适应性强、便于管理，并充分考虑全面实现运行管理自动化的需求，达到供气安全可靠。2.2项目建设的必要性及可行性222.3工程概况2本工程供气范围为：贵溪冶炼厂生活区及铜材小区。2.3.2建设内容具体建设期限与内容为：LNG撬装站建设：2座40M3低温贮罐及其配套设施；中压管网建设：敷设中压管道56.3KM；供气能力达20万NM3/d，发展天然气居民用户4.0万户。中压管网建设：与市政主干线连接，敷设中压管道18.5KM，其中穿跨越工程4处（计420M）；供气能力达30万NM3/d，发展天然气居民用户10.0万户。21、技术可行项目采用的技术比较成熟可靠，主要设备材料均可国内配套。项目在技术上是可行的。2、经济合理通过LNG与其它燃料的价格比较，本项目在经济上是合理的。3、社会、环保效益较好项目投产后可扩大工商业用户及居民用户的供气范围，提高用户用气安全，提高输配系统的供气保障，具有良好的社会效益和环保效益。综上所述，江铜贵冶生活区天然气置换工程具有经济效益又兼具社会、环境效益，在财务和国民经济两方面都是可行的，建议积极筹备，尽早实施并发挥其作用。2.4设计基础资料2贵溪冶炼厂LNG撬装站选址在贵溪冶炼厂东南侧，站区主要为白垩系紫红、灰白色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成的丘岗地貌，地质稳定。2.4.2水文资料贵溪市域山岭环峙南北，信江横贯东西，故源于南北山地之溪流多随地势汇集中部，形成了以信江河谷为排水出路的树状流水网。境内信江支流有11条。信江东西呈“U”字型流经贵溪市60公里，平均坡降0.44％，多年平均泾深1055mm，年泾流总量130.84亿立方米，平均河面300米。信江河贵溪市大南门水位站的警界水位为31.43m（黄海高程，下同），50年一遇水位为36.50m，20年一遇水位为35.82米。2.4.3地质资料贵溪市地质为第三纪和第四纪砂岩。建筑物按6级地震烈度设防。2.5设计范围与内容江铜贵冶生活区天然气置换工程初步设计的范围与内容分为两部分：LNG撬装站设计及江铜贵冶生活区天然气管网设计。天然气管网设计范围与内容为：城市天然气管网设计说明、管网水力计算及管网工程材料表。第三章工程规模与分期3.1用户分类根据《城镇燃气设计规范》GB50028－93(2002版)所确定的用气量范围及供气原则，考虑到贵溪冶炼厂各类用户的用气特点及价格差异，本初步设计中将用户分类如下：1、居民用户2、商业用户3.2用户燃料现状与分析3经调查，贵溪冶炼厂居民用燃料有液化石油气及水煤气。3333。LNG与其它燃料的对比分析燃料热效率低热值(Kcal/NM3)原料价(元/Nm3)单位热值价格(元/万Kcal)有效单位热值价格(元/万Kcal)水煤气90%3000LPG90%230005.53LNG90%101273.95通过以上对比分析，液化天然气价格远低于水煤气和液化石油气的价格，具有明显的经济效益。3.3供气规模与气量平衡3（1）用气指标居民用气指标居民用气耗热定额是城市燃气基础数据之一，其主要与该城市的经济发展情况、地理位置、气候条件、生活水平及生活习惯等因素有关。根据相关城市居民用气指标，确定贵溪市居民一期工程第一阶段用气指标为1884兆焦／人·年(45万千卡／人·年)，户均人口3.76人（根据《贵溪市国民经济统计提要2009年》计算）。商业用户用气量指标公建用户为宾馆、酒店、餐厅、学校、医院等，主要用气设备为大灶和热水锅炉。根据一般城市的统计数据，公建用户用气量约占居民用气量的20~30%。因此，本工程公建用户用气量按照居民用气量的25％考虑。（2）居民及商业用户用气不均匀系数由于贵溪市现管道供气规模较小，且为单位福利性质供气，根据实地调查资料及相关城市居民及商业用户的用气不均匀系数，确定贵溪市居民及公建用户有气高峰系数为：月高峰系数：日高峰系数：（3）居民及商业用户有气量居民用气量表气化人口（万人）气化户数（户）用气指标

MJ/人年居民年用气量(万NM3）日高峰用气量（NM3）小时高峰用气量（NM3）备注40821884人/户商业用气量表居民年用气量(万NM3）商业年用气量(万NM3）日高峰用气量（NM3）小时高峰用气量（NM3）3根据规范推荐值，未可预见量取总用气量的5%。年用气量

(万NM3）日高峰用气量（NM3）小时高峰用气量（NM3）3.3.3气量平衡根据以上数据计算，贵溪市管道天然气气量平衡见下表：贵溪冶炼厂管道天然气气量平衡表用户类型年用气量

(万NM3）比例日高峰用气量(NM3）小时高峰用气量(NM3）居民用户76.0%商业用户19.0%未预见量5.0%小计100.00%3工程供气规模：日供气4000Nm3（高峰用气量）。3.4工程分期根据以上供气规模，为满足贵溪市工业、居民及商业用户的生产、生活的需要，促进贵溪市的经济发展，本工程分期为：一期工程：LNG撬装站建设2座40NM3LNG低温贮罐，供气能力4000NM3/日；建设天然气输配管网81.3KM，天然气居民用户4000户；二期工程：居民区天然气管道与市政主干管相连接，建设中低压调压箱1座，调压能力500NM3/h。LNG撬装站的卸车系统、LNG贮罐、LNG气化器及调压计量等设备全部由生产厂家制造，集成度较高，具有建设周期短、占地面积小等特点，适于小规模供气。第四章输配系统4.1工艺流程本工程工艺流程框图如下：中低压调压箱中低压调压箱低压管网居民用户商业用户LNG撬装站液化天然气在LNG气化站经过气化、调压、计量、加臭以后被输送至输气管道，经调压箱将天然气压力调至用户所需压力，供给各类天然气用户。4.2LNG撬装站本工程建设LNG撬装站一座。4.3管网布置4根据《城镇燃气设计规范》GB50025－93(2002版)压力等级分级如下城镇燃气输送压力(表压)分级名称压力(MPa)高压燃气管道A2.5＜p≤B1.6＜p≤次高压燃气管道A0.8＜p≤B0.4＜p≤中压燃气管道A0.2＜p≤B0.01＜p≤低压燃气管道p≤本工程天然气管道全部为新建管道，确定天然气管道输配系统采用“低压级”一级供气系统，设计压力为5KPa。4本工程燃气管网设计供气范围贵溪冶炼厂居民区及铜材小区居民、商业用户。本工程天然气管网的用气负荷按远近期按4000NM3/d设计。4根据已确定的中压管网压力级制，中压管网敷设，遵循以下原则布置：根据贵溪冶炼厂实际发展情况进行总体布置；新敷设燃气管道尽量与居民发展建设同步，与其它基础设施统筹安排；在安全供气、布局合理的原则下，尽量减少穿跨越工程；管网采用支状管网敷设，在保证安全供气条件下，方便维修及发展新用户。4燃气管道经LNG撬装站调压后，沿黄河路向西敷设，敷设至江铜贵冶影剧院后，沿江铜贵冶影剧院东侧道路向南敷设，经建设银行大楼西侧，穿越淮海路，沿中区24#楼东侧向南敷设，经南区4#楼东侧至长江路，沿长江路向东敷设至黄山路，沿黄山路向南敷设至南区27#楼东侧。4.4管材与管件4根据《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2002版）用于输送城镇低压燃气的管材有：钢管，聚乙烯塑料管(PE管)，钢骨架PE管(SPE管)及铸铁管。综合考虑并结合本工程实际情况，本工程埋地天然气管道采用SDR17.6系列PE80燃气用聚乙烯管。44（1）阀门燃气管道上常用的有闸阀、截止阀、球阀和蝶阀。阀门的选用应立足国内市场，选择阀体机械强度高，转动部件灵活，密封部件耐用，关闭时气密性好，压力损失小，操作力矩小，可靠性高以及阀体较小等优点的阀门。结合本工程的特点，根据不同施工位置分别采用PE单、双放散直埋球阀。（2）弯头钢管：管道转折角为45°、90°时，采用无缝钢管冲压弯头连接；管道转折角≤3°时，可对待连接管道切坡口进行焊接连接；管道转折角>3°时的非45°、90°弯，则必须进行煨弯。冲压弯管椭圆度不大于3%。（4）凝水缸本工程输送介质天然气为干气，管道可随地形敷设，不再安装凝水缸。4.5水力计算4中压燃气管道水力计算公式：式中：P1—燃气管道起点的压力(绝压kPa)；P2—燃气管道终点的压力(绝压kPa)；Z—压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa(表压)时，Z取1；L—燃气管道的计算长度(Km)；λ—燃气管道摩擦阻力系数，宜按下式计算：式中：lg—常用对数；K—管壁内表面的当量绝对粗糙度(mn)；(PE管为0.01mm，钢管为0.2mm)Re—雷诺数(无量纲)。4经水力计算，贵溪冶炼厂生活区天然气管压力最不力点位于南区27#楼东侧，最不利点压力为0.257MPa（表压）。4.6管道敷设4本工程天然气气管道均埋地敷设。管道埋深按《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2007版）有关要求执行。最小埋深为：车行道下时≥0.9m，非车行道下时≥0.6m，水田下时≥0.8m。管道安全间距严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2007版）有关规定。安全间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见下表：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)项目地下燃气管道低压中压次高压BABA建建物的基础给水管污水、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DN≤300mmDN＞300mm热力管直埋电杆（塔）的基础≤35KV＞35KV道路照明电杆（至电杆中心）铁路路堤坡脚街树（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)项目地下燃气管道（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4管沟断面形状为倒梯形断面，管沟开挖表层耕植土应单独存放，最后回填。管沟基础处理：在一般软土地区，管沟底铲平夯实即可；在岩土和石砾地区，为防止岩石棱角扎坏防腐层，需垫土或细砂0.1米厚。如遇沟底为建筑垃圾等腐蚀性较强的回填土地段，沟底基础需换土夯实。管沟回填：严格执行《城镇燃气输配工程施工及验收规》CJJ33－2007第二章《土方工程》关于回填土的规定。4.7穿、跨越设计本工程穿、跨越工程主要为穿越黄河路、淮海路、长江路、黄山路等生活区主要道路。穿越工程采用PE管为主，钢管为辅。穿越道路时可采用定向钻或直埋开挖方式穿越，当直埋开挖穿越时，采用加大燃气管道敷设深度或加套管敷设，套管内径大于输气管外径100mm；穿越城市一般道路和街坊道路时，采用直埋开挖方式敷设。本工程天然气管道主要穿、跨越工程见下表：4.8探伤与检验PE管连接完成后，应进行100％外观检验，其中热熔连接还应做10％翻边切除检验。钢管需按照规定做焊缝检查。检查方法为射线照相，一般埋地钢管抽查比例为30%，以达到《石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级》规定的Ⅲ级标准为合格。对于穿越道路和跨越河流的钢管，需进行100%焊缝探伤。钢管埋地部分采用环氧煤沥青加强级防腐。4.9吹扫与试压管道安装完成后需按照规定吹扫，以达到《城镇燃气输配工程施工和验收规范》的规定为合格。吹扫完成后对管道做强度试验和气密性试验。强度试验压力为0.6MPa，试压时间1小时。气密性试验压力为0.46MPa，试压时间24小时，以满足规范要求为合格。4.10附属设施4为便于维修以及事故时切断燃气，在下列各处设置阀门：支管起点处；预留发展用户处调压器进口处4部分管道如遇陡坡、陡坎、河渠、冲沟、公路填方区等地方，视具体情况设置挡土墙、护坡、护壁、排水沟等保护措施。4燃气管道属于压力管道，燃气又是易燃易爆气体，为保证安全运行，防止非正常的破坏，管道敷设时，在燃气管道上方不小于0.3米处设置警示带，PE管上方敷设含示踪线的警示带。4为检修、维护方便及更好地保护燃气管道，需要标明燃气管道的走向、管径、埋深等，在管道转折点、预留接口和草地荒地处，需在燃气管道上方的地面上设置醒目的标志桩。4.11已建燃气管网的利用与改造贵溪冶炼厂生活区目前已实现管道集中供气，采用水煤气和液化石油气供气，管道输送压力为低压；埋地输送管道为钢管及部分膨胀水泥接口铸铁管；居民户内燃气管道为镀锌钢管，接口为丝接口。管道气用户总数约为3300户。因膨胀水泥接口铸铁管在改输天然气后在接口处因失水造成天然气泄漏，应对现存膨胀水泥接口铸铁管在天然气置换前全部更新为PE管。由于天然气与人工煤气组分、热值的差异，为确保计量的准确性，需对用户的燃气表进行校核或更换。因气源改变，一方面，天然气和人工煤气在燃烧上没有互换性；另一方面，民用天然气灶具的额定燃烧压力与人工煤气不同，故现有燃气具必须经改造或更换后，才能正常使用天然气。民用灶具采取更新为主,改造为辅的原则。第五章工程实施5.1工程实施原则本工程进行一次设计，分期实施，实施原则如下：积极发展各类用户；LNG撬装站、庭院户内管道同步建设；5.2工程实施计划本工程分二期建设，一期建设完过渡性小型LNG撬装气化站一座，天然气管道覆盖生活区，供气3300户居民；二期，待贵溪城市管网工程建设完成后，与城市管网连接。5.3工程招标本工程建设时建议设备材料供应、工程施工时监理、施工单位均采用招标形式确定，以保证工程质量及进度。第六章消防设计6.1火灾危险性分析6储配站内的主要火灾爆炸危险品有两种，分别为：液化天然气（LNG）液化天然气（LNG）属于液化烃，火灾危险性分类为甲A类液体。天然气（NG）常温下天然气比空气轻，在空气中可迅速扩散。低温天然气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。引燃温度组别： T3引燃温度： 482~632℃爆炸极限浓度（体积）：～％天然气火灾危险性分类为甲类气体，主要灭火方法为切断气源。天然气火灾的特点如下：1、爆炸危险性大：由于天然气中主要成分为甲烷，天然气与空气的混合物浓度达到爆炸极限范围内时，遇到明火或高温即可发生爆炸，一旦爆炸就会酿成事故。2、火焰温度高，辐射热强。3、易形成大面积火灾：LNG贮罐区发生火灾时，随着LNG贮罐破裂、泄漏，LNG流淌到地面，迅速气化，气体向外扩散，其扩散面积越大，形成火灾的面积也就越大。4、具有复燃、复爆炸性：LNG火灾灭火后，在未切断可燃气体的气源或易燃可燃液体源的情况下，遇到火源或高温将发生复燃、复爆。61、工艺装置火灾危险性分析本项目生产中使用的介质为LNG及CNG，操作不当或设备泄漏会使LNG或CNG泄漏出来，产生爆炸和火灾危险。根据现行《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》及《石油天然气工程设计防火规范》等有关规定，并参照现行《城镇燃气设计规范》中的设计规定，本项目可能出现的危险环境多为爆炸性气体环境，主要生产场所及装置的火灾爆炸危险性为1区，生产类别为甲类。生产场所及工艺装置的火灾危险等级如下表所示。生产场所及工艺装置的火灾危险等级一览表装置名称火灾危险性涉及物质类别贮槽区甲甲A类液体、甲类气体气化区甲甲A类液体、甲类气体灌瓶区甲甲A类液体、甲类气体缓冲罐甲甲2、辅助设施火灾危险性分析撬装站辅助设施主要包括综合办公用房及生产辅助用房。辅助设施火灾危险性等级如下。建、构筑物火灾危险性等级名称火灾危险性耐火等级变配电室、柴油发电机房丁二水泵房丁二综合办公室戊二6.2消防设计撬装站消防任务由城市消防系统和站内消防系统供同承担。站区消防设计任务是防火、防爆，扑灭储配站内零星火灾，控制工艺设备的初期火灾，保护着火部位及其邻近区域，以避免灾害、保证站区及周边安全，并最大限