输气管道工程可行性研究报告

.2.2用气需求预测分析表3.2-2湟源县天然气耗气量构成表（×104Nm3/a）时期类型近期(2015年)远期（2020年）用气量百分比用气量百分比居民用户208.24.2%446.54.5%公建商业用户121.32.5%255.52.6%采暖用气1659.033.8%3337.033.4%CNG站用户189.83.9%413.74.2%工业用户2486.050.6%5000.050.3%未可见用气量245.55.0%497.55.0%总计4909.8100%9950.2100%上述用气需求市场的预计用气量主要根据各区域的总体规划和相关的燃气专项规划及可研报告分析而得。3.2.3各类用户天然气价格承受能力预测分析1）价格承受能力分析目前湟源县周边地区民用天然气售价为：1.4元/Nm3。本工程中的天然气做为燃料使用时，采用能源热品值计价惯例，推算出天然气替代其他能源，理论上可承受的气价见表4.5-1。（天然气取低热值按7700千卡/立方米计算，热效率60%）表3.2-18天然替代燃料换算价格表燃料西宁地区现行价格等热值等价优质优价热值换算为天然气价格一般热效率换算为天然气价格原煤520元/t（当地煤批发价）5000千卡/千克0.77元18%3.42元焦碳1500元/t（批发价）6800千卡/千克1.7018%5.66元柴油7.4/kg（批发价）8571千卡/千克6.65元60%8.87元液化气6.20/kg（批发价）12000千卡/千克3.82元60%3.82元电工业（终端销售价格）：0.70元/kw.h居民0.50元/kw.h860千卡/千瓦时80%（1）居民和公福用户价格承受能力从上表可以看出天然气与燃料油、液化气相比，在价格和燃料品质方面具有明显优势，而煤虽在等热值换算中价格要优于天然气，但考虑到燃烧方式及利用效率，尤其是对直接燃煤或用量较少的居民和公福用户而言，折算出煤的可比价格要明显高出天然气,因此就湟源县居民和公福用户而言,对天然气具备较强的价格承受能力。另一方面,天然气通过管道直接供应给用户,可缓解能源运输给城市交通带来的压力，提高人民生活质量,节省了采购、调动、存放、管理燃料等成本，为提高湟源县基础服务设施条件带来一定的便利。（2）工业用户价格承受能力根据对天然气的用途和依赖程度可将工业用户分为三类：第一类工艺上必须使用气体燃料的工业，其所能承受气价主要取决于可替代燃气的价格或成本（主要为液化石油气、工业煤气）及环保政策。第二类工艺上可使用气体燃料的工业，其所能承受气价取决于单位产品利润与生产单位产品所消耗的燃料成本，以及引入天然气的建设投资或改选费用。第三类使用天然气作为原料的工业，其所能承受气价取决于生产工艺综合成本（装置投资＋运行成本）和生产成本。本项目中工业用气基本集中在大华工业园区，目前园区共落户企业13家，其中规模以上企业10家，生产门类涉及冶炼、建材、农畜产品加工等多个行业，主要产品有硅铁、硅铬、铬铁、水泥等，其中冶炼业占主导地位，硅系列产品产量达22万吨。根据对该类产业中大型企业用能特点可知，目前生产过程中主要以电能为主。这些企业广泛采用电能一方面是因为生产自动化程度较高或生产工艺要求，另一方面则取决于该地区较低的电价及相应优惠政策，因此未来这些企业生产过程中采用电力的可能性更高。从上述分析中预测，天然气未来在生产中取代原煤、燃料油做为煅烧环节的燃料是具有优势的，但不能完全替代电力。通过上表可以看出，天然气与原煤或燃料油相比，在价格、燃料品质和环保方面则更胜一筹。3.3目标市场敏感性分析及市场策略本项目主要是向湟源县区域内居民、公福、CNG汽车、采暖以及工业用气大户供气，主要以工业用户为主。目前青海中油投资已获得湟源县政府的承诺，在湟源县享有燃气经营特许权，如能保证有充足的气源指标和实施进度，项目所面临的市场风险较低。但考虑到主要的用气大户分布较为分散，为合理控制投资、提高输配系统的利用率。获得更好的经济效益，建议中油投资公司在进行本地市场开发和壮大的过程中采取“积极合作、密切关注、逐步发展和适时建设”的策略。1)尽快获得股份公司对用气指标的批复，充分掌握资源优势。中油投资公司可凭借中石油资源优势，尽快占领当地市场，并在供气价格上对工业用户实行一定的优惠，吸引区内工业用户与其进一步加强合作。2)充分利用区内燃气经营特许权，对经营区域内新建项目保持密切关注，及时发现潜在用户并进行积极有效地开发，扩大区域内天然气业务。3)优先开发靠近的用气大户，适时、灵活扩大市场范围，最终涵盖全县，对于目前用气意愿强烈、但距气源较远的大型用户应密切加强合作。4)利用天然气良好的经济效益和社会效益，通过多种渠道向政府争取利好政策，加大政府对该项地区天然气行业的支持力度。

供配气方案供配气原则从本项目可利用天然气资源特点和用气市场空间分布情况来看，各区间用气需求量差异较大，部分市场存在一定调峰任务，并且彼此之间存在一定距离，考虑目前各开发区社会经济都处于发展阶段，存在一定不确定因素，为提高工程经济效益，本项目拟采用以管道供气方式。供需平衡分析配气量目前“涩宁兰输气管道复线”通过F21#阀室分配给湟源的量暂时没有确定，根据中国石油天然气有限公司“油计函【2009】45号文《关于涩宁兰输气管道复线在青海省境内设置预留口问题的复函》”同意在21#阀室设置预留口并满足湟源等地区的用气需要。本项目实施后，根据目前预测的用气需求量和青海中油投资公司在当地的燃气供应量情况，向中石油申请用气指标。用气不均匀性分析由于居民和公福用户用气量每月、每日、每时都在变化，日小时用气的高峰与低谷相差悬殊，而天然气的供应却相对稳定，为了解决这一供需矛盾，需要一定容积的储气量，在用气低谷时储气，高峰时向用户供气。居民及公福用户的用气特性基本相同，是随月、随日、随时变化的。1)月不均匀系数及高峰系数本项目中居民和公建用户利用天然气主要进行采暖、炊事和制备热水，因此影响月用气工况的主要是气候条件，夏季用气量较小，冬天用气量较大。本可研结合目前西宁市区用气情况和规范推荐数据确定高峰系数湟源县各类用户月、日、小时高峰用气系数见表4.2-1：表4.2-1各类用户月、日、时高峰系数表本可研通过小时不均匀系数和各目标市场居民和公福用户用气量，可分别计算出2013年和2020年最大日储气量，见表4.2-2。表4.4-2湟源市场居民和公福用户2015、2020年最大日储气量计算表小时2015年最大日供气累计2015年最大日小时用气量储气量小时2020年最大日供气累计2020年最大日小时用气量储气量1840843234085117038881582232168164211828223407685831667832522540491264135111482522546443363240921695746815283493415354204041852118058519085474264465044844222516661022289042506407588561863614938711926637595300838672641579675508136304341211300097567216331-373915334232768-27301084080436036751017038089105398119248849327151111874181010012336121008965740981912204456118121756213109304147283499132214942962149791411771213355-14481423853226831-48141512612046602300152555709510271416134528429864101627260887781097417142936448410334172896469173188391815134451401360218306684105682530919159752195702440193237223945428902016816014564-37172034076029316-93852117656814067-93762135779827733-20080221849765172-61402237483610696-13738231933845048-27802339187410278-697824201792445811702440891210047132015年最大日储气量345422020年最大日储气量70720

管道线路工程线路走向方案线路走向方案选择原则结合本工程管道所经地区的地形、地貌、交通、人文、社会经济状况及工程地质条件，在满足《输气管道工程设计规范》GB50251和建设单位要求的同时，应尽可能使工程费用和运行费用最低。线路走向的选择主要依据以下原则：1）执行国家和地方的法律、法规及行业相关的技术标准、规范；2）根据天然气用户的分布情况，结合地方规划设计管道总体走向；3）线路尽量避开林地、蔬菜大棚、鱼塘等，减少赔偿费用；4）线路应尽量避免或减少同天然及人工障碍物的交叉；5）线路选择应考虑所经城市、土地、水利工程规划，充分利用现有公路，方便运输、施工和管理；6）穿（跨）越位置选择服从线路总走向，线路局部走向可服从大型穿（跨）越的需要；7）在考虑以上各种因素的情况下，管道线路走向以顺直、平缓为原则，节省线路投资。线路走向方案本工程输气干线起于倒淌河分输站（首站），至于湟源门站（末站），在湟源县日月乡附近设截断阀室一座。管道跨越共和、湟源两县，在共和县境内约10Km，在湟源境内约35Km。根据现场踏勘，沿线水网、地质条件，对本工程日月分输阀室～湟源门站段提出南北走向两种方案，倒淌河分输站～日月分输阀室段地势平缓，地广人稀，无施工难点所以不进行比选。东线方案：管线从共和县倒淌河镇以东约6Km处的倒淌河分输站出站后平行于G109国道北侧约1Km处向东敷设约10Km后翻过日月山口进入湟源县境内，管道在翻过日月山口约2Km后脱离日月山景区公路和G109国道折向东北方向敷设，经过上若约村、下若约村后到达日月藏族乡，并在日月藏族乡设置截断阀室（带分输功能），管道出日月分输阀室后东线方案继续与G109伴行，在G109国道西北侧约500m依次通过兔尔干村、克素尔村、尕庄村、到达山根村后管道脱离G109国道折向北敷设，翻过边麻坡，穿过曲涧口到达大高陵村，在大高陵村以东约1Km处翻过吊地岭管线折向东敷设经过望天梁从火焰坡下山与G109国道结合后折向北沿G109国道西侧敷设至董家庄，管线到达湟源门站（线路末站），该方案线路全长约45Km，详见：附图西线方案：西线方案在倒淌河分输站～日月分输阀室段与东线方案一致，管道出日月分输阀室后西线方案折向北经过尕恰毛多村、大石头村、在白石崖管道偏向东北方向敷设，经过加牙麻村，在大高陵村以西约1Km处翻过吊地岭和东线方案会和后沿G109到达湟源门站，该方案管线全长约43km线路走向方案比选1）方案比选线路走向东、西线方案优缺点对比具体见表5.1-1。表5.1-1东、西线方案优缺点对比表东线方案西线方案优点沿线社会经济条件和交通依托条件较好，利于今后运营维护；沿线地形地势平坦，线路比西线方案短1Km。沿线民宅分布较少，线路经过地区以草地为主，人类活动不频繁。缺点1）沿线以农田为主，局部地段有零星民宅分布在管线两侧，人类活动频繁，管线监管难度稍大；1）线路经过地区峡谷较窄，冲沟较多，水工保护工作量较大；2）对沿线草地环境有一定影响；3）沿线村庄较少，道路路况较差，巡线工作较难；4）该方案孙家沟-蛇弯梁-龙家脑-合克拉槽段约5Km为风化岩石方段，管沟开挖及成型困难。2）方案工程量对比南、北线方案主要工程量对比具体见表5.1-2。表5.1-2南、北线方案主要工程量对比表序号项目东线方案西线方案备注1管道长度446kmDN2002小型河渠10次14次3困难地段长度11大高陵翻山4土石方（×10m土方量3.94.0石方量2.63.25水工工程砌石保护500方800方6征地5005007施工便道238阴极保护站座19管道外壁三层PE防腐42438工程投资16640万元15800万元3）推荐方案经现场踏勘和与地方规划部门的初步结合，东、西线方案投资基本持平，但东线方案施工难度较低、对草地环境影响较小，因此综合考虑，本管道线路走向推荐采用东线方案。线路走向推荐方案推荐线路走向拟建管线从共和县倒淌河镇以东约6Km处的倒淌河分输站出站后平行于G109国道北侧约1Km处向东敷设约10Km后翻过日月山口进入湟源县境内，管道在翻过日月山口约2Km后脱离日月山景区公路和G109国道折向东北方向敷设，经过上若约村、下若约村后到达日月藏族乡，并在日月藏族乡设置分输阀室，管道出日月分输阀室后东线方案继续与G109伴行，在G109国道西北侧约500m依次通过兔尔干村、克素尔村、尕庄村、只到山根村后管道脱离G109国道折向北敷设，翻过边麻坡，穿过曲涧口到达大高陵村，在大高陵村以东约1Km处翻过吊地岭管线折向东敷设经过望天梁从火焰坡下山与G109国道结合后折向北沿G109国道西侧敷设至董家庄，管线到达湟源门站（线路末站），该方案线路全长约45Km，详见：附图4。管线经过地段由河谷阶地和侵蚀、剥蚀的中、低丘陵构成，高山环围，河流纵横，地形破碎，切割严重，沟壑呈树枝分布。海拔为2470—沿线自然条件及社会条件拟建管道跨越共和、湟源两县，经共和县倒淌河镇蒙古村、翻过日月山进入湟源县日月藏族乡上若约村、兔儿干村、山根村，以及湟源县和平乡大高陵村，最终到达湟源县城关镇董家庄村，沿途经过两县的两个镇两个乡。管线施工道路依托现有国道、省道及乡镇公路、机耕道与外界相通，管线基本和G109国道伴行，最远距离G109国道约4Km。另有县道，机耕道与G109连接，与管线相交，交通条件总体较好，但局部无公路依托（大高陵～望天梁段），需新修施工道路。工程区交通状况见图5.2－1。图5.2－1工程区交通位置图1）行政区划拟建管道跨越共和县、湟源县，经共和县蒙古村、翻过日月山进入湟源县日月藏族乡上若约村、兔儿干村、山根村，以及湟源县和平乡大高陵村，最终到达湟源县城关镇董家庄村，沿途经过两县的两个镇两个乡。行政区划统计见表5.2－1。表5.2－1行政区划统计表序号省名区、县名长度(km)1共和县倒淌河镇10102湟源县日月藏族乡24353和平乡84城关镇3合计452）地表用地情况根据《土地利用现状分类》(GB/T21010，第二次全国土地调查土地分类，新12类)的规定，拟建管线地表用地情况分为耕地、林地、园地、水域及水利设施用地、交通运输用地。本段管线敷设于由河谷阶地和侵蚀、剥蚀的中、低丘陵中，高山环围，河流纵横，地形破碎，切割严重，沟壑呈树枝分布。县境海拔为2470—4898米。具体统计见表5.2－2。表5.2－2用地情况统计表序号地表状况主要分布位置长度(km)1耕地旱地丘陵152草场丘陵103荒地丘陵15.254林地全线零星分布15园地全线零星分布0.56水域及水利设施用地河流0.157交通运输用地公路、铁路及机耕道0.1合计453）气象条件勘察区共和县段属高原亚寒带气候，1月均温度－14℃，7月均温18.3℃，极端最高气温34℃勘察区湟源县段位于青藏高原与黄土高原的交汇处，属高原大陆性气候，主要表现为：海拔高、气压低，降雨量小、蒸发量大、冰冻期长、无霜期短、紫外线强、年平均降水量439.5毫米，历年最大一次降水量为48.1毫米，年蒸发量1461.1毫米，年日照时数2610.8小时，年平均气温为4℃，历年最冷月平均气温19.2℃，最热月平均气温20.8℃，极端最低气温-30.9℃，极端最高气温22.6℃工程区沿线主要气象资料统计见表5.2－3。表5.2-3工程区主要气象资料统计表序号地区气温(℃)风速(m/s)降雨量(mm)地温(℃)(10cm)平均最高最低平均最大平均最大最小1共和县334-439.5614.4252.532湟源县422.6-439.5614.4252.534）水文条件工程区地表水系共和段属倒淌河水系，湟源县段属于湟水水系、以及小河、沟渠，主要河流水文特征如下。（1）倒淌河倒淌河发源于日月山西麓的察汗草原，海拔约3300米，全长约40多公里，自东向西，流入青海湖的仔湖-耳海（俗称小湖），故名倒淌河。（2）湟水河湟水是黄河上游最大的一个支流，发源于海晏县包呼图山。是黄河的一级支流。流经湟源、湟中、西宁、平安、互助、乐都、民和，湟源县境内长41.5公里，在兰州达川西古河嘴入黄河，全长370公里。年平均流量21.6亿立方米，年输沙量0.24亿吨。本次线路在共和县境内无河流穿越，在湟源县境内穿越南响河（倒淌河的支流）支流10处共计150m。5）线路沿线地区等级划分统计本工程线路大部分处于高原山区，少部分处于河谷平地，经现场调查，线路沿线地区等级划分统计见表5.2-4：表5.2-4线路沿线地区等级划分表序号地区等级长度（km）备注1一级41.0全线路大部分2二级3.0日月藏族乡、山根村3三级1.0董家庄村合计45管道敷设管道敷设的原则根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）等相关规范规定，综合分析管线所经地区的地理坏境和气候特征，并结合大多数已建输气管道经验，本工程管道全线采用沟上组装焊接埋地敷设。管道与周围建筑物安全距离执行《输气管道设计规范》(GB50251-2003)。一般地段管道敷设1）敷设方式管道以沟埋敷设为主，根据地形、地质条件的不同，采用弹性敷设、预制弯头以及冷弯弯管，以适应管道在平面和竖向上的变化。2）管沟挖深根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003），结合沿线地区冻土深度和农作物耕种深度，确定全线的管顶埋深不小于自然地坪下1.5m，河流、沟渠穿越段管沟挖深在满足上述要求的同时，还应保证管道在最大冲刷深度线以下0.5m（在有冲刷深度数据时），在无冲刷深度数据时，应保证管顶最小埋深不小于2.0m。3）管沟沟底宽度根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003），结合本工程实际情况和焊接方式，管沟底部宽度为0.5m4）管沟边坡管沟允许边坡坡度应根据试挖或土壤的内摩擦角、粘聚力、湿度和密度等物理力学特性确定，一般可按表5.3-1取值。表5.3-1沟深小于5m的管沟边坡最陡坡度表土壤类别边坡坡度（高：宽）坡顶无载荷坡顶有静载荷坡顶有动载荷中密砂土1：1.001：1.251：1.50中密的碎石类土（填充物为砂土）1：0.751：1.001：1.25硬塑性的轻粘土1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土（填充物为粘性土）1：0.501：0.671：0.75硬塑的压粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土（经井点降水后）1:1.00--硬质岩1:01:01:0在水文地质条件不良地段，管沟边坡应试挖确定；机械开挖时，管沟边坡土壤结构不得被搅动或破坏；在城区内，在保证埋深情况下，以上数据可视具体情况进行调整、变化。5）管沟回填（1）管沟回填时应先用细土回填至管顶以上0.3m，才允许用土、砂或粒径小于100mm的碎石回填并压实，管沟回填土高度应高出地面0.3m。（2）管道施工作业带宽度不超过8m6）管道转角埋地管道可通过弹性敷设、采用冷弯弯管和热煨弯头三种方式实现水平和纵向转转变。在地形条件允许的情况下要优先选用弹性敷设方式。管道平面或纵向发生变化，当水平转角（或竖向转角）小于4°时，优先采用弹性敷设（水平弹性敷设时，须考虑线路两侧建构筑物的影响）；当无条件采用弹性敷设（转角又小于17°）时，可采用冷弯弯管；在地形不允许的情况下，以及竖向或水平转角大于17°时，可以采用热煨弯头。应尽量避免采用竖向热煨弯头。弹性弯曲的曲率半径（Re）一般不宜小于钢管外径的1000倍（Re≥1000D），对于竖下向凹的弹性弯曲管段，曲率半径还应满足管道自重作业下的变形条件。现场冷弯弯管的最小曲率半径Rc=40DN，弯管采用与线路同壁厚、同材质的钢管。热煨弯头采用高等级壁厚的同材质钢管，曲率半径为Rh=5DN。特殊地段管道敷设1）当管线与其它各种地下管道交叉时，管线走其他管线的下方，并保证净距不小于0.3m，当受限制而小于0.3m时两管间设置坚固的绝缘隔离物。2）当管线与埋地电力、通讯电缆交叉时，管线走其它电缆的下方，并保证净距不小于0.5m，当受限制小于0.5m时，采取绝缘隔离保护措施，保护好电力、通信电缆。3）当管线与其它管线、电缆、或其它各种地下管道平行敷设时，其间距符合《钢制管道及储罐防腐蚀工程设计规范》，间距为不小于10m。当根据现场情况确实无法满足10m间距要求时，采取绝缘隔离保护措施。管线在经过江、河堤坝防洪设施时，应尽量减少对堤防设施的干扰，穿越堤防时，必须取得防洪主管部门的同意，施工完毕后应严格按照堤防设计要求恢复原状。管道穿越跨越穿跨越工程概况1）公路穿越本工程管线没有穿越国家高等级公路、国道、省道，只穿越乡村道路16处，共计105m；穿越时均采用钢筋混凝土套管保护，套管顶距路面埋深大于1.2m，套管两端伸出公路边沟外2m，采用大开挖敷设方式。2）河流穿越本工程管线穿越南响河的支流10处，共计150m，采用围堰大开挖加稳管方式穿越。线路附属设施线路截断阀室1）设置目的干线截断阀室：为方便管线的维护和抢修，缩短维修、抢修时间，减少天然气放空损失及事故危害程度，需沿干线每隔一定距离和特殊地段设置干线截断阀室，以便在检修和抢修时及时截断输气管道。2）设置原则结合沿线敏感区段，合理设置阀室，充分体现“安全第一，环保优先”；结合沿线的站场设置，合理安排阀室位置；阀室间距以四级地区为主一般不宜不大于8km，以三级地区为主不大于16km，以二级地区为主不大于24km，以一级地区为主不大于32km。3）设置位置根据根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）有关规定，按不同地区等级和特殊地段的需要，并与站场统一考虑，在管道沿线设置干线截断阀室共1座。阀室设置详见表5.5-1。表5.5-1干线阀室设置统计表序号阀室位置里程(km)间距(km)备注1倒淌河分输站（首站）02日月乡截断阀室18213湟源门站（末站）4224线路阀室设在主截断阀上、下游设有放空阀，可对阀室上、下游管段进行放空，并预留分输功能。4）阀室功能设置的线路截断阀室均能在管道发生意外事故大的泄漏时，依靠气-液联动驱动装置，关闭主球阀以截断输气管道。正常输气时，驱动装置的压降速率感测系统实时监测管线压力变化情况，当管线发生意外事故破裂，监测点压力急剧下降，压降变化速率达设定值后并保持超过设定时间时，自动启动气-液联动驱动头，利用管输天然气的压力，关闭阀门，截断输气管道，减少事故的损失和可能造成的次生灾害；该阀室在下游放空阀前预留给日月乡输气的分输阀，待条件成熟时适时向日月乡供气。管道标志桩（测试桩）、警示牌及特殊安全保护设施根据《管道干线标记设置技术规定》，沿线应设置以下标志桩：里程桩：管线每公里设置1个，一般与阴极保测试桩合用。转角桩：在管线水平方向改变位置，应设置转角桩，转角桩上标明管线里程、转角角度等。穿跨越桩：当管道穿（跨）越大中型河流、铁路、Ⅲ级以上公路、大型水渠时，应在两侧设置穿跨越桩，穿跨越桩应标明管线名称、铁路、公路或河流的名称，线路里程，穿跨越长度，有套管的应注明套管长度、规格和材质等。交叉桩：凡是与地下管道、电（光）缆交叉的位置，应设置交叉桩。交叉桩上注明线路里程、交叉物名称、与交叉物的关系等。设施桩：当管道上有特殊设施（如：固定墩）时应设置设施桩，桩上要标明管线里程、设施的名称及规格。水工保护和水土保持水工保护工程是保证管道附近地表或地基稳定的防护工程，防止由于洪水、重力作用、风蚀、地震及改变地貌的活动给管道造成的破坏。另外，水工保护工程也是一种环境治理措施。本工程基本均位于开阔的平原地段，高差较小，主要涉及到的水工保护主要是对小型河、沟渠开挖穿越后的护堤恢复。护堤恢复时应分层夯实，尽量恢复护堤的表面植被，最终须得到当地相关部门检查合格方可。警示带为防止人文活动对管道造成意外破坏，本工程全线敷设警示带。警示带采用黄色聚乙烯等不宜分解的材料。道路工程本工程管道全线交通及社会依托便利，能够很好的满足本管道施工及日后管理维护要求，只有局部少数地方需要另行修建施工便道。主要工程量.主要工程量详见表5.6－1。表5.6－1主要工程量表序号工程量名称规格参数单位数量备注1输气管道线路长度1.1干线D219.1Km45一级地区D219.1×5.6km41二、三级地区D219.1×6.4km42管道组装焊接2.1管道组装焊接Km452.2热煨弯管安装个3502.3冷弯管制作、安装个53管道穿越3.1小型河、渠穿越m/处105/16围堰开挖3.2非等级公路穿越m/处150/10开挖+套管4附属工程4.1道路工程1)施工道路新建Km2.04.2水工保护工程m310004.3线路截断阀室座14.4三桩用量个2105土石方5.1土方量m3390005.2石方量m3260006用地面积6.1分输站征地4418.47约6.627亩6.2阀室征地m2470约0.075亩6.3临时占地（施工作业带）m2336000宽8m7其它7.1林区长度m1000零星分布7.2园地m500零星分布8钢材用量8.1无缝钢管L245BD219.1×5.6t1120.58.2无缝钢管L245BD219.1×6.4t137.1

输气工艺工艺参数基础数据1）主要工艺参数气源组分及物性参数详见：“2.3天然气性质”章节。“涩宁兰输气管道复线”21号阀室节点最高压力按：6.0MPa，最低压力按：3.0MPa考虑。按市场预测和线路方案确定参数如下：（1）倒淌河分输站—湟源门站管道输量：2020年管道输量1.0×108Nm3（28.57×104Nm3/d）管道长度：4最大地势差：10122）基础参数选取标准状态：压力0.101325MPa、温度20℃年工作天数：350天。以管道埋深处（-1.8m）冬季地温作为设计地温：管道内壁粗糙度：30μm。工艺系统计算计算公式qv=1051[]0.5式中：qv一气体（0.101325MPa，T=293K）的流量（m3/d）；P1—输气管道计算段的起点压力（绝）（MPa）；P2—输气管计算段的终点压力（绝）（MPa）；d—输气管道内直径（cm）；λ—水力摩阻系数；Z—气体压缩系数；△—气体的相对密度;T—气体的平均温度（K）；L—输气管道计算段的长度（km）。输气工艺方案1）输气管径（1)倒淌河分输站（首站）—湟源门站（末站）（45最高起点压力按6.0MPa和4.0MPa考虑,经试算初步确定本管道管径采用D219.1、D168.3，计算结果见表6.2-1：表6.2-1输气管线水力计算表管径项目D141.3D168.3D219.1起点压力（MPa表）6.03.06.03.06.03.0距离（km）424242424242输量(×10428.5728.5728.5728.5728.5728.57流速5.12-3.0511.11.633.5日月阀室压力（MPa表）5.391.305.762.465.842.87终点压力（MPa表）4.64-5.421.435.862.68根据水力计算结果显示D141.3管径方案在低工况时不能满足输气需要，D168.3和D219.1管径方案均可以满足该段管输气的需要。管道适应分析管道末段储气能力天然气的日调峰储气方式一般有长输管线末段储气、高压管道储气、管束储气、储气罐储气及液化天然气，其中高压管道或球罐储气技术目前较为成熟。本工程中大华工业园区工业用气占主要部分，调峰储气要求较小，而且离气源管道较近，考虑以气源管道为调峰方式。倒淌河分输站～湟源门站管道采用D219.1管径方案在3.0MPa和6.0MPa两种工况下的储气能力见表6.3-1表6.3-1管道储气量结果一览表管线储气能力压力远期（2020年）管道长度42最大日储气量要求70720D219.1管道储气量（Nm3）6.0MPa689003.0MPa25437D168.3管道储气量（Nm3）6.0MPa303243.0MPa3872从计算结果可知，D219.1管道在高工况下的储气量基本能满足日调峰的需要，无需另建其他储气设施，在低工况下的储气量不能满足日调峰的需要，将来发展到一定规模时另外建设储气设施。管道适应性分析在选取管径时应为将来发展新用户留出一定的富余能力，因此本可研就起点压力值3.0MPa情况下，对输气管道上述各管径方案的最大输气能力经行了计算，计算结果见表6.3-2。表6.3-2最大输气能力计算表（单位：×108Nm3/a）倒淌河分输站—湟源门站管径方案年最大输气能力×108Nm3D219.12.345D168.31.155通过对输气管道输气能力、储气能力和今后发展得适应性分析，结合经济角度考虑，本可研推荐的管径方案如下：倒淌河分输站—湟源门站输气管道采用D219.1管径；总工艺原理流程图见附图1：

线路用管材质等级选择设计条件及计算参数1）设计管径：经过工艺计算，本工程输气管道推荐管径为D219.12)设计压力：6.3MPa；3)输送介质：天然气。钢管壁厚及钢管用量计算1）直管段壁厚选择根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）的规定，钢管壁厚与设计压力、钢管外径、钢管的强度等级、强度设计系数及温度折减系数有关，钢管壁厚按下式计算：δ=式中：φ—焊缝系数，取1.0；δ—钢管计算壁厚，mm；P—设计压力，MPa；σs—钢管的最小屈服强度，MPa；D—钢管外径，mm；F—强度设计系数，本管道所经区域三级地区强度设计系数取0.5，二级地区取0.6，一级地区取0.72。2）弯头、弯管壁厚计算公式δb=δ*mm=式中：δb—弯头或弯管计算壁厚,mmδ—弯头或弯管所连接的直线管段计算壁厚，mm；m—弯头或弯管壁厚增大系数；R—弯头或弯管的曲率半径，mm；D—弯头或弯管外直径，mm。计算结果结合沿线地区实际情况和设计压力，综合考虑管材强度、韧性、可焊性等指标；本工程将选用L245和L290两种材质进行比较，管道壁厚比较见表7.5-1。表7.5-1两种管材壁厚计算比较表管径管材地区等级一般段壁厚（mm）弯管壁厚（mm）计算值选取值计算值选取值219L245一6.4219L290一6.4219L245二6.4219L290二4.0219L245三6.4219L290三6.4按《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）规定，DN200输气管道最小公称壁厚不小于3.5mm，在此壁厚要求下，L245和L290耗钢量相同，但L245管材的钢管费用较低，因此综合考虑管材价格、钢管性能，本工程推荐采用D219.1×5.6mm的L245钢管作为一级地区用管，D219.1×6.4mm的L245钢管作为管型选择钢管类型简介目前输送天然气管道采用的钢管类型有无缝钢管、螺旋缝埋弧焊钢管、直缝埋弧焊钢管和电阻焊（ERW）钢管，简介如下：1）无缝钢管天然气输送用无缝钢管采用镇静钢热轧成型，由于无焊缝，其品质均匀度高，理化性能、力学性能较均匀，国产热轧无缝钢管管径至DN400，热扩后最大直径可达DN700。但无缝钢管因管壁均匀度、负公差和管端椭圆度精度不易控制，一般管壁较厚且价格较贵。2）电阻焊钢管（ERW）电阻焊钢管采用镇静钢热轧（控轧）钢板（带）以轧辊连续滚轧成型，焊接热量由电阻或电感应产生，加热后通过机械力压合而成；无熔敷填充金属，焊缝强度不如埋弧焊。随着高纯净优质钢材出现、焊接技术成熟、许多新技术的采用和严格的质量控制与检测体系完善，国产ERW管质量已有很大提高，承压等级和使用场合都不断扩大，且己使用于≤4.0MPa输气管道。国产电阻焊钢管直径DN100～600，价格较无缝钢管低。钢管类型选择根据本工程管道输气压力较高，管径较小等特点，同时考虑国内制管厂的生产能力、制管质量，以及综合经济效益等因素，本着在保证管道安全运行的基础上节约工程投资的原则，本工程输气管道推荐选用无缝钢管。钢管制造应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》GB/T9711.2-1999标准。线路用管方案和用钢量线路用管选用结果管线用管选用结果见表7.3-1。表7.3-1管子选用表管径×壁厚(mm×mm)单位长度材质重量吨管型干线D219.1×5.6km41L2451208.26无缝钢管干线D219.1×6.4km4L245137.32无缝钢管合计km451346管道强度及稳定性校核强度校核对于埋地管道必须进行当量应力校核。埋地直管段轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于管子的最小屈服强度的90%。对于埋地管道，受约束热胀直管段，按最大剪切应力强度理论计算的当量应力必须满足下式要求：σe＝σh-σa≤0.9σs式中，σe—当量应力，MPa；σs—钢管的最低屈服强度，MPa；σa—内压和温度引起的轴向应力；σh—管内压引起的环向应力，MPa；σh=其中，P—设计压力，MPa；d—管子内径，m；δ—管子的公称壁厚，m；σ1—内压和温度引起的轴向应力，σ1=μσh+Eα(t1-t2)，MPa；其中，μ—泊桑比，μ=0.3；E—钢材弹性模量，E=2.05×105MPa；α—钢材线膨胀系数，α=1.2×10-5m/(m·℃t1—管道连头时温度，-10℃t2—管道的工作温度，即管内输送介质的温度20℃经过计算校核，管道的最大当量应力值σemax＜0.9σs，满足强度要求。具体计算结果见表7.6-1表7.6-1管道强度校核计算结果一览表管径D（mm）壁厚δ(mm)管材钢级设计压力（MPa）环向应力σh轴向应力σι当量应力σe比较0.9σs219.17.0L2456.392.3-53.5145.55＜220.5219.16.4L2456.3101.5-24.1125.6＜220.5219.15.6L2456.3116.91.38115.52＜220.5管道稳定性校核管子需要有一定的刚性，否则在装卸、运输、堆放、下沟、回填等过程中会使管子严重变形或压瘪，一旦发生这种情形，管段即报废。管子的刚度与材料强度无关，而与材料的弹性模量、直径与壁厚比（D/δ）有关。因各种等级钢号的弹性模量都是一样的，故只考虑直径与壁厚比（D/δ）即可。同直径的管子壁厚越厚，D/δ就越小，管子刚性越好。根据规范要求，钢管的外直径与壁厚比（D/δ）值不应大于140时，侧管道的刚度能够满足要求。本过程采用钢管的外径与壁厚比D/δ=219/5.6＝39.11＜140，所以刚度均能满足要求。管道抗震校核安装中华人民共和国石油天然气行业标准《输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范》的规定，应对位于设计地震动峰值加速度大于或等于0.2g地区的管道进行抗震校核。根据《中国地震动参数区划图》，本段线路经过地区地震动峰值加速度为0.1g，故不在进行抗震校核。线路用管主要工程量线路用管主要工程量见表7.5-1表7.5-1线路钢管用量统计表管子类型钢管外径×壁厚mm钢级长度Km焊管用量t管材用量合计t无缝钢管D219.1×5.6L245411208.261346无缝钢管D219.1×6.4L2454137.32

输气站场站场设置根据输气管道线路走向和输气工艺，结合天然气用户市场发展情况及当地规划、本着尽量依托周边现有交通、电、水、信、暖、热等设施，设置了1座输气首站、1座末站和1座线路截断阀室，其中：1）倒淌河分输站（首站）：位于海南州共和县倒淌河镇以西约6Km，“涩宁兰输气管道复线”21号阀室旁。2）湟源门站（末站）：位于西宁市湟源县城关镇董家庄村，距离湟源县城约1.2Km。投资另计。3）日月阀室：位于西宁市湟源县日月藏族乡。各类站场统计如下：表8.1-1站场设置统计一览表序号站场名称站址站场里程站间距备注1倒淌河分输站（首站）倒淌河镇蒙古村（“涩宁兰输气管道复线”21号阀室旁）0212日月阀室湟源县日月藏族乡西北角21243湟源门站（末站）湟源县城关镇董家庄村42站场工艺首站本工程首站为倒淌河分输站，该站上游气源为中石油“涩宁兰输气管道复线”21＃阀室。1）建设规模：75×1042）设计参数：（1）进、出站气量：进站：75×104出站：35×104m3/d（去40×104m3/d（去倒淌河CNG母站、（2）出站压力：3.0～6.0MPa（3）进站压力：＜6.0MPa（4）设计压力：调压阀前6.3MPa，调压阀后4.0MPa（5）地区等级：一级，强度设计系数0.72。3）设计功能：（1）接收“涩宁兰输气管道复线”来气；（2）进站超压报警；（3）上游或下游管线破裂时进、出站天然气紧急截断；（4）进站天然气分离；（5）天然气的计量；（6）向下游场站发送清管器/球；（7）给用户配气；（8）站内及下游干线天然气的放空。4）主要设备a、DN600过滤分离器2台（1用1备）；b、DN250超声波流量计2套（1用1备）；c、DN200清管器发送装置1套d、DN200涡轮流量计2套（1用1备）；e、DN500汇气管一台。“涩宁兰输气管道复线”来气进站后，经过滤分离器除去可能带入的粉尘、杂质后用超声波流量计进行计量后进入汇-1，天然气一路经计量后进入高压管道输往湟源；预留一路经计量、调压后输往共和县、倒淌河CNG站；。站内设有清管器发送装置一套，根据本工程的自控水平，清管作业均为半自动操作。站内另设有一套用于职工生活用气的燃料气系统，经分离后的天然气由汇-1引出，经计量、调压至3kPa后去生活用气。倒淌河分输站工艺流程图见附图2。末站本工程倒淌河分输站～湟源门站输气管道设置末站1座（湟源门站）（根据委托书要求，该站投资计入湟源县天然气利用工程）。湟源门站（末站）1）建设规模：35×1042）设计参数：（1）进、出站气量：进站：35×104出站：35×104m3（2）进站压力：2.68～6.3MPa（3）出站压力：0.3～0.8MPa（4）设计压力：调压阀前6.3MPa，一级调压阀后4.0MPa,二级调压后1.6MPa。（5）地区等级：三级，强度设计系数0.5。3）设计功能：（1）接倒淌河分输站来气；（2）进站超压报警；（3）上游或下游管线破裂时进、出站天然气紧急截断；（4）进站天然气分离；（5）天然气的计量；（6）给用户配气；（7）站内及干线天然气的放空。上游来气进站后，经过滤分离器除去可能带入的粉尘、杂质后进入汇-1，天然气经计量、调压后供城区用户使用。站内设有清管器收球装置一套，根据本工程的自控水平，清管作业均为半自动操作。站内另设有一套用于职工生活用气的燃料气系统，经分离后的天然气由汇-1引出，经计量、调压至3kPa后去生活用气。湟源门站工艺流程图见附图3。主要工艺设备选型清管收发装置为今后能检测输气管道的腐蚀等情况，本工程站场采用能通过智能清管器的清管器收、发装置。分离设备本管道所输送气体为净化天然气，选用对颗粒状、粉状杂质机械分离效果好、噪音小，使用寿命长的过滤分离器，以除去气体中的小粒径粉尘和可能携带的少量液体。为了方便操作、维护，过滤分离器设手动排污阀，阀门采用双阀结构（即球阀加排污阀结构）。阀门为确保安全，方便操作管理，进、出站和站内关键截断阀门拟采用电动球阀，一般截断阀门采用密封性能好的平板闸阀。排污阀和放空阀拟分别采用密封性能好、使用寿命长、噪音小、耐冲刷的阀套式排污阀和节流截止放空阀。安全阀拟选用起跳回座精确度高的先导式安全阀。倒淌河分输站及湟源门站采用超声波/涡轮流量计计量和工控机监控。（见自控部分）站场用管DN250以上管道采用直缝埋弧焊钢管,管道材质为L245，DN250及以下管道采用无缝钢管，材质L245，钢管制造应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》GB/T9711.2-1999标准。主要工作量站场主要工作量见表8.5-1～3。倒淌河分输站表8.5-1倒淌河分输站主要工程量表一工艺设备单位数量备注1PN6.3MPaDN200清管器发送装置套12PN6.3MPaDN600过滤分离器台23PN6.3MPaDN500x8000汇气管台14PN6.4MPaDN250超声波流量计台25PN6.4MPaDN200涡轮流量计台2二阀门1球阀1）电动球阀PN6.3MPaDN250只1PN6.3MPaDN200只22）手动球阀PN6.3MPaDN50只10PN6.3MPaDN200只12平板闸阀PN6.3MPaDN250只6PN6.3MPaDN200只8PN6.3MPaDN150只3PN6.3MPaDN50只1PN6.3MPaDN25只23双作用式节流截止阀PN6.3MPaDN50只24节流截止放空阀PN6.3MPaDN50只56先导式安全阀PN6.3MPaDN50只17阀套式排污阀PN6.3MPaDN50只3湟源门站根据委托书要求湟源门站工作量纳入“青海省西宁市湟源县城天然气利用工程”，本工程不计该部分工作量及投资。

防腐基础资料现场资料根据《区域水文地质普查报告》(1:20万盐城幅，1980年)及青海省地质环境总站相关资料，地表水对钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水情况下无腐蚀性，在干湿交替情况下无腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水情况下无腐蚀性，在干湿交替情况下无腐蚀性。拟建管道沿线经过的平原区土壤视电阻率为5～20Ω·m，全线均对钢质管道的腐蚀性强。防腐层的选择线路管道外防腐层的选择1)直管段防腐层选择长输管道外防腐层选择是否合理，直接关系到管道的使用寿命，因此在管道防腐层的筛选时应着眼于长远的经济效益，根据管线沿线的自然条件和土壤地质等情况，选用防腐性能较好、最适应当地地质条件的防腐层。管道外防腐涂层的选择原则，按照有关规范要求，长输埋地管道外防腐层一般应具备下列特性：●有良好的绝缘性；●有良好的稳定性；●有足够的机械强度；●与管道有良好的粘接性；●易于现场补口补伤；●抗植物根系穿透；●外观光滑平整与土壤摩擦系数小，可减少外部阻力；●能机械化连续生产，满足工程建设需要。（1）主要防腐涂层介绍目前国内外用于长输管道外防腐涂层主要有：聚乙烯二层及三层结构涂层（3PE）、熔结环氧粉末（FBE）涂层和煤焦油瓷漆涂层以及无溶剂液体环氧树脂涂料。实践证明这几种涂层各有其优缺点和适用条件。这几种防腐材料主要优缺点、国内外应用状况及评价见表8.2-1。表8.2-1管道常用防腐涂层性能综合比较项目无溶剂液体环氧涂料环氧粉末煤焦油瓷漆聚乙烯二层结构聚乙烯三层结构推荐标准SY/T0315-2005SY/T0379-98SY/T0413-2002SY/T0413-2002结构单层薄膜单层多层厚涂增强缠绕二层厚涂三层厚涂材料无溶剂液体环氧树脂环氧树脂粉末底漆+瓷漆+内外包扎带胶粘剂+聚乙烯环氧粉末+共聚物+聚乙烯涂敷工艺常温下喷涂静电喷涂热涂缠绕挤出包覆或缠绕静电喷涂+挤出或缠绕国外应用约30年约35年>80年>40年约20年国内应用约15年10年>20年10年适用温度-30～110-30～100-20～80-30～70-30～70除锈要求Sa2.5Sa2.5Sa2.0Sa2.5Sa2.5涂层厚度0.6～2mm0.3～0.5mm3.0～5.0mm1.8～3.7mm1.8～3.7mm环境污染很小很小较大很小很小补口工艺喷涂喷涂或热收缩套热烤缠带或热收缩套热收缩套热收缩套主要优点高强度和抗耐磨损性，极好的附着力、低固化收缩率，极好的抗冲击和耐阴极剥离性，无溶剂挥发，无环境危害；涂装工艺简单；使用寿命长粘结力强,使用温度范围宽,涂敷管可冷弯,具有极好的耐土壤应力和耐阴极剥离性能。耐石油产品植物根系、微生物，国内原料充足,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FBE的强粘结,良好的耐阴极剥离和防腐性能，又有PE良好的机械性能,抗透湿性和高度绝缘性。缺点柔韧性稍差，固化时间较长易为尖锐物冲击破坏,对吸水敏感,涂装过程要求十分严格,耐光老化性能差高温软化，低温发脆，机械强度较低,施工条件恶劣，污染环境,涂敷厂的烟气处理要求高。粘结力较差,失去粘结后易造成阴保屏蔽,与焊缝较高的钢管结合较差,阳光下易老化,严重损伤修复困难初期投资成本高，涂敷工艺复杂；现场补口困难；对阴极保护电流可能有屏蔽作用待解决的问题材料国产化国产材料的质量及防腐涂敷线水平有待提高。涂敷厂的烟气处理，减少环境污染。胶粘剂质量有待提高。国产环氧粉末质量有待提高。参考价格(元/m2)80～90进口：65～75国产：60～7060～7060～7075～85（2）外防腐方案的选择本管道管径219.1mm，管线在运输及管线组装过程中涂层受力大，这对管道外防腐涂层的机械强度提出了较高的要求。因此，在进行管道防腐层选择时，除考虑防腐层的绝缘防腐性能以及易于施工、补口、价格等因素外，还应着重考虑外防腐层的机械性能，选择抗冲击性能和耐磨性能较好的管道外防腐材料。煤焦油瓷漆具有较长的应用历史，价格比较便宜，可满足一般防腐要求，但对于长距离、大口径的管线，其防腐性、粘结性能等综合性能指标很难达到工程要求。无溶剂液体环氧涂层具有极好的附着力、低固化收缩率，极好的抗冲击和耐阴极剥离性，无溶剂挥发，无环境危害等优点，但固化时间长，材料和施工设备需进口且费用较高。由于喷涂作业方便，更加适用于管道管件的防腐。环氧粉末具有与金属表面粘结力强，绝缘性能好，机械强度高，耐化学腐蚀性能优异等特点，但单层环氧粉末的耐划伤、抗磕碰的抗冲击性能较差，防腐层在施工过程中易出现破损现象，双层环氧粉末较单层环氧粉末虽在抗冲击方面已有较大改进，但目前该防腐层的材料价格达95元/m2以上；三层PE的综合性能与双层环氧粉末相似，尤其它的耐划伤、抗磕碰等抗冲击性能远优于环氧粉末涂层，而它的价格仅为85元/m2左右。考虑到管道敷设条件较差等自然条件和工程地质状况，以及防腐层的综合性能与涂敷作业的简便性、经济性等因素，经综合比较，初步确定本工程管道外防腐层全线采用三层PE防腐涂层。选用三层PE为本管道工程外防腐层，主要是因为它具有环氧粉末和聚乙烯防腐层的双重优点，各项综合性能比较优异，而且其抗冲击性能尤为突出，防腐层绝缘电阻很高，防腐层质量较好，因而管道所需要的阴极保护电流较小，可增大阴极保护的作用半径，降低投产运行后的维护和修理费用。目前国内已有多家三层PE防腐层的生产加工厂家，生产能力和材料来源比较稳定，防腐层价格适中，并且该防腐层的补口方式操作比较简单，技术成熟，易于实施。防腐层补口材料将采用辐射交联聚乙烯热收缩套（带）（三层）；补伤采用聚乙烯补伤片。此外对于采用三层PE地段热弯弯管的防腐层，由于三层PE生产工艺所限，该防腐层难以满足弯管管段的防腐要求。2)热煨弯头防腐层方案由于其形状的特殊性，外防腐层的自动连续预制较困难，往往成为整条管线外防腐层的薄弱环节。目前管道研究院有国内唯一一条弯管环氧粉末外防腐生产线,虽然该作业线为涩宁兰,进、出川管线,西气东输管线的部分弯管进行了预制,但还存在不少问题。首先，预制速度缓慢，通常情况预制速度为250mm-350mm/min,冬季还要缓慢；其次，大口径弯管的运输保护,由于环氧粉末为硬而脆的防腐层，保护不好防腐层运到现场的损伤量会较多；第三，双层粉末的原材料还需进口；第四，本工程与长输管道工程有所不同，管道建设周期较长，弯管不能集中预制与运输，其成本将会是较高的。因此，本工程自动连续预制的可行性较小。现场手工作业所能选用的防腐层只有聚乙烯胶粘带，无溶剂液体环氧，聚乙烯热收缩套。通过对三种材料的技术、经济对比，推荐采用聚乙烯热收缩套3)补口方案SY/T0413-2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》中规定：补口采用辐射交联聚乙烯热收缩套（带），也可采用环氧树脂/辐射交联聚乙烯热收缩套(带)三层结构。环氧树脂是一种与金属有极强粘接力的材料，防腐阻氧性较好，但吸水率较高，机械强度低，抵抗施工机具的碰撞能力差，需要一层外保护层，因此，热收缩套三层结构与三层结构聚乙烯防腐层相似，既有较好的防腐性能，又有较好的施工性能，是一种比较理想的补口防腐方式。当然，在施工中应注意对管道表面的除锈处理，必须达到GB/T8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的Sa21/2。站内防腐1）埋地管道防腐由于站内埋地管道长度短，且有防雷、防静电装置、所以仅采用防腐层保护。鉴于站内埋地管道规格多、长度短，不便于在预制作业线上生产，所以推荐外防腐层除与干管和用户支线中已采用的管道规格相同可以在预制厂一起预制外，采用挤出聚乙烯三层结构普通级防腐涂层，其余规格管道采聚乙烯胶粘带加强级防腐。2）露空管道、设备防腐考虑气候特点及大气污染状况，应考虑选择耐候性好，现场施工方便的涂料，涂刷颜色设备为灰色、输气管道亮黄色，放空管道红色，排污管道黑色。阴极保护管道阴极保护1）方案对比埋地管道外防腐层难免在施工、运行过程中不产生损伤，必须施加阴极保护防止防腐层损伤处的管道被土壤腐蚀。对管道施加阴极保护可由强制电流阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法来实施，两种方式优劣对比见下表：表6.11-2阴极保护方式性能对比表方式牺牲阳极强制电流优点1适合于短距离、小口径的管道。2不需外部电源。3对邻近地下金属构筑物无干扰。1输出电流连续可调，维护管理简单方便。2保护范围大，效果可靠。3不受沿线土壤环境限制。4系统寿命长。5可进行真实保护电位测量，与自控配套，可实现阴极保护参数远传、远控。6对邻近地下金属构筑物基本无干扰。缺点1对埋设环境要求苛刻，必须埋设在土壤电阻率低、地下水丰富、透气性好的土壤环境中。否则寿命很短。2维护工作量大，为监测阳极工作状况，应定期沿管道测试牺牲阳极各项参数。3阳极实际（不是设计）寿命短。经常更换阳极极不方便。4为测量管道真实保护电位，应采用断电法测保护电位，沿线布置的牺牲阳极给这一方法的实施带来困难。1、需要外部电源。（与优质涂层配套使用，耗电量很低）。2、对城市内分散、分段施工的管道保护不便。推荐本工程输气管道采用强制电流阴极保护法。2）保护范围计算（1）计算依据：GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》的公式。（2）计算参数最大保护电位：-1.15V(相对Cu/CuSO4电极)最小保护电位：-0.85V(相对Cu/CuSO4电极)钢材电阻率：L245取0.135Ω·mm2/m管径、壁厚：D219.1×5.6电流密度：5μA/m2（3）计算结果：单个阴极保护站的保护半径：69根据本工程输气管道长度和站场分布情况，阴极保护站设置在倒淌河分输站。该阴保站可对进出倒淌河分输站两边输气管道及倒淌河-共和输气管道进行阴极保护。3）阴极保护辅助设施（1）阴极保护测试桩高压管道每1km设一个电位测试桩；每5km设一个既能测电位又能测电流的电流测试桩；大型河流穿越两岸各设一个电流测试桩，绝缘接头处设绝缘接头测试桩。（2）电绝缘装置首、末站进出站，调压站进出站，各用户支线末端等所有施加阴极保护的管道起末端均应安装一个相应规格的绝缘接头。（3）电连续性在楚州输配站和盐城西配气站分别设置通电点，向各条管道通电，通过跨条电缆通电实现保护。干扰防护与110kv以上高压输电线平行时，根据平行长度，其安全距离及安全措施应符合SY/T0032-2000《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》的相关规定。本管道涂层保护系统由于采用了先进的三层结构聚乙烯，将不会对邻近地下金属构筑物造成影响。主要工程量防腐和阴极保护主要工程量详见表9.5－1。表9.5-1主要工程量表序号工程项目单位工程量备注1三层结构聚乙烯普通级防腐层预制km44D129.12三层结构聚乙烯加强级防腐层预制km1D219.13环焊缝补口个4900加热收缩套4热煨弯头防腐m2350加热收缩套5阴极保护站安装座1倒淌河分输站合建6绝缘接头安装套4各型7测试桩安装个458站内设备管道防腐m22009阴极保护调试km45

自动控制自动控制水平本工程为湟源县输气管道沿线上输配站生产过程中的自动控制，生产介质为易燃易爆的天然气，自动控制对安全生产起着至关重要的作用，同时也对自控控制提出更高的要求，为保证生产安全、平稳运行，因此有必要建设一套国内天然气行业成熟可靠且控制水平先进适宜的自动控制系统。根据目前天然气各分输站以及门站生产过程特点，对建设的自控系统要达到计量精准、性能可靠、实时性强、响应快、扩展性强以及调度管理方便等站控系统要求。随工业自动化的飞速发展，自控水平也在不断提高，其控制系统需采用目前先进的控制系统设备以及新型材料等。自动控制系统方案自控系统方案根据委托书要求，湟源门站工作量纳入“青海省西宁市湟源县城天然气利用工程”，本工程不计该部分工作量及投资。因此本自控方案着重介绍倒淌河分输站站控系统。湟源天然气输配调度控制系统采用三级结构的监控与数据采集系统（SCADA），一级为中油燃气投资有限公司SCADA控制管理中心，二级为站控系统SCS，三级为现场测控仪表。各级之间采用有线或无线通信方式进行相互联络，实现整个系统全网的在线数据采集、传输、处理、分析和控制，从而达到合理调度、优化运行管理和安全稳定地将天然气输送给终端用户。在正常情况下，倒淌河分输站站控系统（SCS）在中油燃气投资有限公司SCADA控制管理中心的统一指挥下完成监控工作。该站的控制权限由SCADA调控中心确定，经调控中心授权后，允许该站的现场操作人员通过站控系统对该站进行授权范围内的操作。当该站的通信系统发生故障或系统检修时，由站控系统独立完成对该站的监视与控制。当进行设备检修或紧急切断时，可采用就地控制方式。日月乡切断阀室采用自动气液联动切断阀确保输气管线运行的安全可靠。切断阀控制信号通过无线数传电台远传至SCADA调控中心，无线数传电台电源采用太阳能发电系统提供电源保障。控制系统配置及功能1）SCADA控制中心（DCC）SCADA系统的核心计算机网络系统设置在中油燃气投资有限公司SCADA控制管理中心。它通过可靠的数据通信系统实现对整个管网各站的集中监控和管理。调度控制中心对各个站控系统的运行状态进行监控，同时通过站控系统与管网各终端RTU/PLC的信息联系，对整个管网进行监控，下达生产调度指令，协调管网内部的生产运行，对管网系统生产进行调度。（1）调度中心SCADA计算机系统构成调度中心计算机系统是由高性能计算机工作站、高速数据网络及相应的系统软件和应用软件等组成的高可靠性的实时控制管理系统，可随着城市天然气管网的发展而不断扩充。（2）调度中心SCADA计算机系统主要包括：冗余网络接口设备；通信接口及处理设备；冗余的主计算机服务器；两个相对独立的操作员工作站；工程师工作站；管道模拟软件工作站；培训工作站；后投影动态模拟屏；演示模拟系统；各类不同功能的打印设备；生产管理MIS系统。（3）调度中心SCADA系统主要功能调度中心计算机系统运行实时SCADA系统软件及管道模拟等应用软件，达到对管网的实时监视和调度控制。其主要功能如下：通过数据通信系统采集各站主要或全部工艺参数及运行状态；工艺参数、运行状态显示，工艺参数实时趋势和历史趋势显示、动态模拟流程图显示；历史资料存储；工艺参数、运行状态报表生成打印；数据处理及数据库建立；安全有效的数据保护功能；紧急安全事故的处理；在实时模拟基础上完成管道储气分析、预测、检漏等应用功能；运行事件、资料存储记录；运行报表打印、事故状态报告打印；培训；系统故障自诊断；管网优化运行和管网扩展研究；与输气管网调度中心和控制系统进行相关的信息交换。2）站控系统（倒淌河分输站）站控系统（SCS）是SCADA系统的基础和远程终端，是保证SCADA系统正常运行的基础。SCS不但能独立完成对所在工艺站场的数据采集和控制，将有关信息远传至SCADA调控中心，并能接受和执行调控中心下达的指令。（1）倒淌河分输站站控系统主要功能该站站控系统（SCS）主要对该站的工艺设备、辅助系统和公共设施进行检测和控制，为输气管道全线优化管理提供检测和控制信息，主要功能如下：对现场的工艺变量进行数据采集和处理；经过通信接口与第三方的监控系统或智能设备交换信息；监控各种工艺设备的运行状态；控制各种电动或气动阀门开度；监控各种电动或气动阀门的运行状态；对电力设备及其相关变量的监控；对阴极保护站的相关变量的检测；站场可燃气体的监视和报警；建筑物火灾监视和报警；显示动态工艺流程；提供人机对话的窗口；显示各种工艺参数和其它有关参数；显示报警一览表；数据存储及处理；显示实时趋势曲线和历史曲线；压力、流量的调节与控制；逻辑控制，联锁保护；紧急停车（ESD）；打印报警和事件报告；打印生产报表；数据通信管理；为调控中心提供有关数据；接受并执行调控中心下达的指令；预留交接计量通讯接口（涩宁兰输气管道复线工程）。（2）硬件配置站控系统（SCS）主要由过程控制单元、操作员工作站、计算机网络系统及进行数据传输的通信设备组成。过程控制单元采用可编程序逻辑控制器（PLC或RTU），操作员工作站采用微型计算机。可编程序逻辑控制器（PLC或RTU）PLC或RTU所选用的的模板应是可带电插拔型模板，且每块模板都应有自诊断功能。主要包括：处理器模件（处理机、存储器）、I/O模件（模拟输入模件、模拟输出模件、热电阻输入模件、开关量输入模件、开关量输出模件、通信模件、网络）、安装附件（PLC或RTU机柜、布线）、电源、便携式编程器等。（3）软件配置为完成本站的控制任务，最少应配下列软件：实时多任务操作系统软件；PLC或RTU程序编程软件；DCS组态软件；用户应用软件；HMI用户应用软件。3）现场测控仪表（1）仪表选型现场测控仪表是站内进行数据采集和执行系统控制命令的关键环节，直接关系到整个SCADA系统运行的可靠性和准确性。仪表选型应符合技术先进、运行可靠、安全耐用、有较好的动态特性、高精度、复现性好、操作方便、易于维护、经济合理等要求。远传信号的检测仪表一般选用电动仪表。温度、压力、差压变送器均选用防爆电动型，其输出信号为4～20mADC。流量变送器为自带温度、压力补偿型，取代流量计算机，其输出信号为4～20mADC及RS485。开关型仪表的输出触点为无源触点，容量最小为24VDC，1A。控制室仪表：为单元组合仪表，完成指示、累计、记录及报警功能。（2）防爆与防护要求现场仪表的防爆与防护要求应符合《爆炸性气体环境用电气设备通用要求》GB3836.1-2000。处于爆炸危险性场所的电动仪表及电气设备一般按照隔爆型设计，安装在露天的电气设备和电气连接一般按照爆炸危险性区域2区选型设计。所选用的电气设备必须具有防爆合格证书。防爆/防护等级要求：室内ExdⅡBT3/IP55（最低）；室外ExdⅡBT3/IP65（最低）。安全仪表系统1）紧急停车（ESD）系统该站设置进出站电动切断球阀，如遇到事故可通过SCS进行自动切断或现场ESD进行紧急切断。2）火灾及可燃气体检测报警系统为了保证操作人员、管道与工艺站场生产安全，避免发生火灾，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2008中相关要求，并结合倒淌河分输站的实际情况，在该站的站控室、变压器室、低压配电间、厨房和宿舍等处设置点型感烟、感温探测器等火灾报警系统。在倒淌河分输站，根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2009设置可燃气体泄漏检测报警系统。可燃气体泄漏检测报警系统包括可燃气体探测器、可燃气体报警控制器。现场可燃气体探测器远传至控制室的可燃气体报警控制器内进行集中显示报警。流量计量与压力监控流量计量系统天然气流量检测与计量系统是本工程中最重要的测量系统。它是企业进行贸易交接、经济分析、成本核算的主要依据，将直接影响本工程的经济效益与用户利益。本工程流量检测与计量的特点是高压、流量变化范围大。为了保证流量检测与计量的准确度，根据目前国内外天然气长输管道流量计量的现状，本工程中贸易交接智能流量计选用5%Qmax～Qmax之间（Qmax为流量计固有最大流量范围）保证测量精度为0.5%的气体超声流量计或选用20%Qmax～Qmax之间（Qmax为流量计固有最大流量范围）保证测量精度为0.5%的气体涡轮流量计。计量系统比对/校核（1）贸易交接流量计性能比对技术要求到目前为止，在国内外天然气输气管道用于贸易交接的流量计量仪表主要有孔板流量计、气体涡轮流量计、气体超声流量计等。孔板流量计有结构简单、技术成熟的优点，但其有精确度较低，量程比小；直管段较长，占地面积大；在直接对用户进行分输计量时，因流量波动大，测量精确度随之降低；对气体清洁度要求高，需定期检查、维护、更换；压力损失大，噪声大等缺点。气体涡轮流量计的特点是精确度较高（≤±0.5%），稳定性较好，量程比较宽，所需的直管段较短。此外，气体涡轮流量对被测介质的清洁度要求较高，流量计前要求安装过滤器。气体超声波流量计的特点是精确度高（≤±0.5%），满足天然气贸易计量的要求；适用的流量范围大；无压力损失，节省能源；直管段较短，节省占地面积；无运动部件，维护量小。根据本工程高压、流量变化范围大等特点，流量计量系统应采用准确度较高的流量计量仪表，以保证贸易双方的经济利益。采用高准确度、高性能的流量检测与计量系统，从管道今后运行管理来说，有着显著的经济效益。贸易交接流量计口径和类型的主要选型依据是流量范围、准确度等级、使用条件、价格、输量递增台阶等因素。同时，鉴于目前国内对气体流量计的标定能力的要求，本工程贸易交接流量计的口径选择不宜大于DN300。根据要求倒淌河分输站计量装置按1用1备的方式配置，以便在其中1套流量计发生故障或进行标定时，不影响天然气流量的正常计量。该站流量计量系统根据具体情况采用多声道气体超声流量计或气体涡轮流量计。本站进站交接计量与上游（涩宁兰输气管道复线工程）交接计量系统及技术要求保持一致。（2）流量信号传输每台流量计设置有将所测到的流量检测信号转换为标准电子信号，如高频脉冲、4～20mADC以及基于如RS-485等标准接口的通用数字传输协议的数字信号。这些信号传送至站控室内的RTU/PLC，同时RTU/PLC预留交接计量通讯接口，以便实现与上游（涩宁兰输气管道复线工程）交接计量系统通讯。（3）RTU/PLC控制器RTU/PLC检测或计算现场每台流量计量装置的相关信号，以及检测来自仪表的压力、温度以及气体组份等信号，根据有关标准进行计算，将工况流量转换为标准状态下的体积流量，并由站控系统（SCS）完成流量的指示、累计、存储等功能，把相关信息通过数据通信通过SCS上传至SCADA调控中心，同时预留与上游（涩宁兰输气管道复线工程）通讯接口。（4）流量仪表的标定为保证天然气计量的准确性和计量仪表的精度，必须对流量