天然气公司员工培训教材

XXXX天然气开发员工培训教材XXXX天燃气开发2023年1月1日第一局部根底知识第一篇天然气根底知识……………………第一章我国天然气分布情况………………第二章我国天然气开展现状………………第三章天然气性质及分类…………………第四章天然气输送、储存和输配…………第一节我国天然气输气管道的现状及开展……………第二节天然气输送………第三节天然气储存………第四节天然气输配………第五节天然气计量与检测仪表…………第二篇天然气输配工程施工…………………第一章燃气管道及其附属设备……………第一节管材及其连接方式………………第二节管道标准…………第三节本工程管道主要工程量…………第四节燃气管道的附属设备及安装……第二章管道防腐……………第一节防腐的方法………第二节阴极保护…………第三章土方工程……………第一节沟槽断面形式……………………第二节沟槽支撑…………第三节开挖沟槽…………第四节土方回填…………第四章埋地燃气管道的施工………………第一节钢管安装…………第二节聚乙烯燃气管道安装……………第五章燃气调压站及机械设备的安装………第一节燃气调压站的安装…………………第二节机泵安装概述………第六章穿越工程施工……………第七章室内燃气系统的施工……………………第一节室内燃气系统…………第二节室内燃气管道的安装………第三节室内燃气管道的防腐蚀………第四节燃气表和燃气灶具的安装……………………第五节室内燃气系统试压与通气……………………第八章工程全部连通后的清管、吹扫和置换……………第九章燃气管道的带气接线…………第一节带气接线方法…………………第二节带气接线方案…………………第十章工程竣工验收……………………前言能源是人类生存和社会开展的根本条件之一。当今世界各国政府都十分重视能源的开发、利用以及对环境的影响。就某种意义上来讲，能源的构成、开发利用和人均消费量，实际上标志着一个国家的技术水平、生活水平和文明程度。我国是开发和使用能源最早的国家之一。早在两千多年前，我们的祖先就已经开始采煤炼铁，开发天然气熬盐，当时的钻井采气技术已经到达了相当高的水平。中华民族在开发利用能源、促进人类社会的进步和开展方面，做出了卓越的奉献。煤、石油和天然气仍然是21世纪世界能源供给的三大支柱。天然气不但是优质燃料，而且是化学工业的重要原料。天然气工业在世界经济格局中占据着特别重要的地位。随着世界经济开展，推动了世界能源市场的开展，但是大气环境质量的严格要求又制约着煤和石油的开展，这必然要引起能源结构的改变。世界朝着清洁能源的方向开展，如天然气、电力和可再生能源等，这给我国天然气工业的开展提供了极好的开展机遇。从广义来说，天然气是指自然界中的一切天然生成的各种气体的混合物，但是从能源的角度来说，通常所称的天然气只指贮存地层的可燃性气体，即气态化石燃料，而与石油共生的天然气常称为油田伴生气。天然气的主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，尚含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、硫化物等非烃类；有的气田中还含有氦气。天然气作为能源利用有以下优越性：利用天然气使环境效益优越。天然气是优质能源。天然气是高效能源。天然气是平安能源。天然气资源丰富。勘探开发本钱低。使用方便。长期以来，我国主要在四川省和重庆市以及一些大油田，生产和利用天然气及伴生气；现在天然气的生产和利用范围已日益扩大。今后随着我国气田的加速开发和天然气管道的迅速建设，天然气将大量输往全国各省市，形成新的天然气市场并涌现大批天然气新用户，因此急需加强天然气的利用工作。编者第一篇天然气根底知识第一章我国天然气分布情况第一节我国天然气资源我国有较为丰富的天然气资源，据全国油气资源评估和预测，我国天然气资源量为43万亿立方米，见表1，其中陆上30万亿立方米，海上13万亿立方米，另外还有约30万亿立方米-35万亿立方米的煤层气资源。1998年底已探明天然气储量为2.97万亿立方米，资源探明程度很低，仅为7%左右，煤层气的勘探刚刚开始，天然气的资源潜力很大。天然气资源的探明程度虽然很低，但在最近15年探明储量递增速度较快，“七五〞期间探明0.3万亿立方米，“八五〞期间探明0.7万亿立方米，“九五〞期间超过1.1万亿立方米，到2000年累计探明储量到达3.7万亿立方米，“十五〞期间预计新探明储量2.2万亿立方米。这样，在“十五〞末期累计探明储量可达5.9万亿立方米，为“十五〞期间天然气利用提供了可靠的资源根底。1999年天然气产量已超过260亿立方米，据有关部门的预测，2005年-2023年我国天然气的需求和产量大致情况见表2。2000年前需求根本平衡，2005年出现缺口，2023年，由于天然气勘探，开发与天然气需求的增长速度存在差距，约有缺口300亿立方米/年，方案通过进口国外天然气途径来补充解决。表1我国天然气资源量表地区资源量〔万亿m3〕备注陆上天然气东部2.99为中国石油天然气集团掌握的天然气资源量，1997年数据陕甘宁4.08川渝7.36青海1.05新疆9.98其它4.34合计29.90地区资源量〔万亿m3〕备注近海天然气13.83为中国海洋石油总公司掌握的天然气资源主要有：莺歌海盆地，琼东南盆地，东海盆地，珠江口盆地和渤海湾盆地等。西南、西北及华东和东北0.13为中国新星石油公司掌握的天然气资源量，主要有：川西、北，塔里木北，华东东海及东北的松辽煤层气32.64为中联煤层公司掌握的资源量，主要分布在华北地区及西北和南方地区合计76.5表2我国天然气产量和需求预测表时间〔年〕天然气需求量〔亿m³/a〕国内天然气产量〔亿m3〕20076355002023100070020231500850202320001000第二节我国天然气探明储量分布各公司情况以1998年为例：中国石油天然气集团公司〔CNPC〕探明储量为1476.06×108m3，占全国总额的75.44％。到2000年底已增至2.62×1012m3。中国石油化工集团公司〔SINOPC〕探明储量为865.11×108m3，占全国总额的4.45％。中国海洋石油总公司〔CNOOC〕探明储量为2778.07×108m3，占全国总额的14.28％，到2000年底天然气探明储量增至3500×108m3以上。中国新星石油公司〔CNSPC〕探明天然气储量为1146.16×108m3，占全国总额的5.9％。第二章我国天然气开展现状第一节天然气开展现状随着世界经济迅速开展，人口急剧增加，能源消费不断增加，温室气体和各种有害物质排放激增，人类的生存环境受到了极大的挑战。天然气的热值高，其主要成份是CH4，燃烧后生成CO2和H2O，产生的温室气体只有煤炭的1/2，石油的2/3，对环境造成的污染远小于石油和煤炭，因而高效清洁的天然气能源日益受到重视，天然气在发电、工业、民用燃料和化工原料等领域的使用已占相当高的比重。开展天然气工业已成为世界各国改善环境和维持经济可持续开展的最正确选择。我国利用天然气的历史已相当悠久，但天然气工业起步较晚，1953年天然气消费量仅占全国能源消费总量的0.02%；改革开放以来，我国天然气开发和利用有了很大开展，尤其在东北、西北、四川和沿海地区。1996年产量首次突破200亿立方米大关，开始进入产量快速增长期。“九五〞期间天然气产量年均增幅到达10%，2001年天然气产量到达303亿立方米，是1995年的1.6倍。近年来，北京、天津、重庆、成都等大中型城市先后把天然气作为清洁燃料用于工业和居民生活，并已开始使用天然气汽车，这也在一定程度上遏制了城市大气环境的恶化。目前，我国已建成天然气输送管道约3.3万多公里，天然气管网已具一定规模，为天然气工业的快速开展奠定了一定的根底。总的来说，我国天然气的开发利用尚处于初级阶段，与世界兴旺国家或地区相比还有较大差距，目前我国天然气年产量仅300多亿立方米，仅占能源消费结构的3%，远低于世界平均水平和亚洲平均水平，即使到2005年，天然气产量到达预测的500-600亿立方米，仍低于亚洲及世界平均水平。有关专家筛选的中国能源消费结构变化趋势预测说明，由于工业结构调整力度进一步加大和国家对环保要求的提高，使天然气在整个能源消费结构中所占比例明显提高。未来20年，中国能源消费构成中，天然气的消费增长速度最快，预计平均每年增长速度可达9%-10%，水电等一次能源增长率为3.7%-4%，石油的消费增长率为4%-5%，煤炭的消费增长速度仍然高于兴旺国家的平均增长速度，约为1.6%。为提高天然气在一次能源中的消费比重，我国政府在“十五〞方案中明确，到2005年，中国的天然气消费要到达600-700亿立方米，天然气在一次能源消费中的比重要逐步增加到5%；天然气产量要到达500亿立方米以上；建设油气管道总长度约1.45万公里。未来几年内，天然气市场将在全国范围内得到较快开展，预计2023年，天然气在能源总需求构成中的比重约为6%，需求量将到达900亿立方米。2023年，需求量将到达2000亿立方米，占整个能源结构的10%，这意味着今后10年中国天然气工业将会迎来一个大开展，特别是“西气东输〞工程的启动，将在中国形成一个天然气供给与需求同步快速增长的市场环境。第二节我国目前油气生产机构的现状1998年3月以后，我国天然气生产公司有中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司、中国新星石油公司、地方市、县的少数天然气公司拥有的浅层气生产井等。2000年3月31日中国新星石油公司已整体合并到中国石油化工集团公司。2001年2月撤消石油和化工局。第三章天然气分类及性质第一节天然气分类天然气一般可分为四种：从气井开采出来的气田气或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。纯天然气(简称天然气)的组分以甲烷为主，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。我国四川天然气中甲烷含量一般不少于90%。我国大港地区的天然气为石油伴生气，甲烷含量约为80%，乙烷、丙烷和丁烷含量约为15%。凝析气田气除含有大量甲烷外，还含有2%～5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。矿井气的主要可燃组分是甲烷，其含量随采气方式而变化。第二节天然气的性质〔一〕天然气主要的物理化学性质：1)热值单位体积天然气完全燃烧所放出的热量，称作天然气热值〔也称天然气发热量〕，单位MJ/m3(体积均系标准状态下的体积)，也可用MJ/kg表示。热值有高热值和低热值之分。高热值〔高发热量〕，指单位体积天然气完全燃烧后，烟气被冷却到原来的天然气温度，燃烧生成的水蒸气完全冷凝出来所释放的热量，称作高热值。低热值〔低发热量〕，指单位体积天然气完全燃烧后，烟气被冷却到原来的天然气温度，燃烧生成的水蒸气不冷凝出来所释放的热量，称作低热值。来自不同气田的天然气组分有差异，热值也有差异。2)着火温度和爆炸极限着火温度：可燃气体与空气混合物在没有火源作用下被加热而引起自燃的最低温度称为着火温度〔又称自燃点〕。甲烷性质稳定，以甲烷为主要成分的天然气着火温度较高。爆炸极限：在可燃气体与空气混合物中，如燃气浓度低于某一限度，氧化反响产生的热量缺乏以弥补散失的热量，无法维持燃烧爆炸；当燃气浓度超过某一限度时，由于缺氧也无法弥补燃烧爆炸。前一浓度限度称为着火下限，后一浓度称为着火上限。着火上、下限又称爆炸上、下限，上、下限之间的温度范围称为爆炸范围。〔二〕天然气主要成分的物理化学性质〔见附表1〕天然气的主要成分为甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢及微量氢、氦、氩等非烃类气体，一般气藏天然气的甲烷含量在90％以上。油田伴生气中甲烷含量占65％～80％，此外还含有相当数量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体。〔三〕天然气中有机硫化合物的主要性质天然气中除含有硫化氢外，还含有数量不等的硫醇、硫醚以及微量的二硫化碳、硫化羰。有机硫化物多数具有特殊的臭味，只要有很少量存在就能凭嗅觉感觉到。因此甲硫醇和噻吩被用作天然气加臭剂，当输配气管道发生泄漏时能够及时发觉。第四章天然气输送、储存和输配天然气输送、储存和输配是天然气工业的重要组成局部，是实现天然气利用的重要根底设施。由于大量用气的中心城市和工业企业距气源较远，需要通过长输管道将商品天然气平安、平稳、源源不断的送给用户。因此，天然气输送、储存和输配系统便成为天然气工业完整体系中不可缺少的重要环节。陆上及近海天然气的输送一般采用管道输送，对于跨洋长距离天然气输送，当铺设管道难以实施时多采用液化天然气〔LNG〕方式进行输送。第一节我国天然气输气管道的现状及开展〔一〕我国输气管道的现状我国输气管道建设经过30余年的建设有了很大的开展，至1997年底全国输气管道总长为12000km以上，输气能力到达160×108m³/a。目前，我国输气管道正处于开展阶段，还未形成覆盖全国的输气管网。输气管道存在的主要问题：管道少、分布不均，难以覆盖成网。管道技术装备水平低。管道老化、能耗大、用人多、利用率低、经济效益差。大多数输气管道未设地下储气库，供气可靠性差。〔二〕输气管道技术的开展水平我国天然气管输技术随着在冶金、制管、通信和自控仪表等方面的技术进步，其水平有了很大的提高。目前，我国制定了从管材生产、设备制造到勘察设计、施工安装、生产管理等一整套技术标准和标准，能解决输气管道建设中的一般问题，具备了建造高压、大口径、现代输气管线的能力。已有一整套管输设计、施工的标准和标准经过了几十年天然气输气管道建设的实践，总结了成功与失败的经验和教训，并参照国外输气管道设计标准和标准，编制出我国自己的输气管道设计标准，标志着我国输气管道技术走向成熟和进步。2.在勘察设计中高新技术得到推广应用目前我国在勘察选线中，除仍采用人工选线外，局部采用遥感图片、卫星定位技术，计算机现场数据采集等，新技术得到较普遍使用，提高了线路和站场位置的准确性。在设计时普遍采用计算机CAD辅助设计，并采用先进的TGNET〔国际通用的气体管网模拟软件〕分析。3.采用新材料、新设备目前我国已能按国际通用API5LS标准生产各种口径的双面埋弧焊螺旋钢管和直缝电阻焊钢管，并制定颁发了相关的国家标准。4.输气管道防腐技术接近世界先进水平已普遍使用阴极保护系统，单站保护距离可到达50～80km，在无法实施强制电流保护的地区，采用牺牲阳极保护。管线外防护方面普遍使用环氧树脂、聚乙烯多层防腐技术。5.输气管道已普遍应用SCADA监控系统能实现调度控制中心对全线各场站的数据采集和调度控制，通讯方面也普遍采用微波、光纤等先进通信方式实现数据的传输和日常调度管理。〔三〕陕京输气管道陕京输气管道工程由中国石油天然气集团公司和北京市政府合资兴建。管线全长918.42km，其中干线853.23km，管径660mm，设计压力6.4Mpa。西起长庆气田靖边首站，东至北京市石景山区衙门口末站。支线65.19km，西起北京市房山区琉璃河分输站，东至河北省永清分输站。陕京输气管道横跨陕西、山西、河北、北京三省一市，是目前我国陆上最长的输气管线。〔四〕川渝输气管道目前，四川气田已形成贯穿重庆、泸州、自贡、威远、成都、南充、渠县、长寿等县市的南北环形输气干线网和成都—江油，遂宁—射洪，付家庙—云南安边，合江—贵州赤水，威远—五通桥的输气干线。整个输气干线长约1800km。联结了5个气矿的几十个气田。〔五〕“西气东输〞工程“西气东输〞是我国实施西部大开发战略的重要工程工程之一。主要是把新疆塔里木、青海柴达木和陕甘宁等中西部丰富的天然气资源，通过新建一条自新疆塔里木到上海4176km的输气管道，将天然气输送到我国东部地区的安徽、江苏、上海等省市。“西气东输〞输气管道管径1016mm，年输气量200×108m3。途经9个省市，管道长度4000多公里，2004年全线贯穿。第二节天然气输送〔一〕长输管道的特点长输管道是天然气远距离输送的重要工具。它将经过净化处理后的符合管输气质标准的天然气输送至城镇及工业企业。长距离输气管道与压缩机站组成一个复杂的动力系统，由于输送的气量大、输距长，通常采用高压力、大管径的输送系统，这是增加管道输送能力的有力措施。其主要特点是：1〕长输管道是天然气长距离连续输送系统，它不需要常规的输送设备和占用大量土地及建筑物，它靠自身的压力或加压后将天然气运送到目的地，输送量大，经济有效，平安。2〕天然气的产供销是由采气、净化、输气和销售等环节组成，是在一个全封闭的管道中完成的。因此，上下游紧密相连，互相制约，构成一个较复杂的系统，这使得它在设计和操作管理上比其他管道更复杂。3〕由于长输管道担负着向城镇和工业企业提供大量能源和原料，涉及国计民生，一旦供气中断，将影响城镇和企业的生产与人们的生活，造成巨大经济损失。因此，必须确保平安、连续可靠的供气。4〕由于天然气生产的均衡性和用户用气的波动性，使得长输管道系统的压力处于不断的变化之中。这就要求管道有一定的储气能力或增加储气设施，以适应用气量的变化。5〕由于长输天然气管道输送的连续性和重要性，要有与长输管道系统相配套的完善的附属设施，尤其是通信和自控系统，先进完善的调度操作系统，以保证长输管道平稳平安地输气。〔二〕输气工艺概述1〕输气管道系统的组成长输管道系统的构成一般包括输气干管、首站、中间气体分输站、干线截断阀室、中间气体接收站、清管站、障碍〔江河、铁路、水利工程等〕的穿跨越、末站〔或称城市门站〕、城市输配站及压气站，同时还包括与管道系统密不可分的通信系统和自控系统。输气干线的首站主要是对进入干线的气体质量进行检测和计量，同时具有别离、调压和清管器发送功能。中间分输〔或进气〕站的功能和首站差不多，主要是给沿线城镇供气〔或接收其他支线与气源来气〕。压气站是为提高输气压力而设的中间接力站，它由动力设备和辅助系统组成，它的设置比其他站场复杂。清管站通常和其他站场合建，其功能是通过收发球装置定期去除管道中的杂物，如水、机械杂质和铁锈等，并设有专门的别离器及排污装置。末站通常和城市门站合建，除具有一般站场的别离、调压和计量功能外，还要给各类用户配气。为了调峰的需要，将地下储气库和储配站与输气干线相连接，构成输气干线系统的一局部。输气管道的通信系统分有线〔架空明线、电缆、光纤〕和无线〔微波、卫星〕两大类，通常又作为自控的数据传输通道。它是输气管道系统进行日常管理、生产调度、事故抢修等必不可少的设施，是实现平安、平稳供气的保证措施。2〕输气工艺设计输气管道工艺设计是根据设计任务的要求和气源、气质条件及用户的特殊要求进行多方案比拟的过程。首先要考虑是否需要增压，在增压输送的情况下，管径、压比、输气压力等之间存在某种函数关系，选取最正确参数进行计算和比拟，最后确定工艺设计方案和参数〔管径、最高输气压力、站压比等〕。1.工艺设计内容通常包括：确定输气干线总流程和各站分流程；合理选择各站的进出口参数；确定各站场的数量和站间距；确定输气管道的管径和壁厚、材质。2.站场设置的原那么各类站场的工艺流程必须满足输气工艺要求，设有旁通、平安泄放、越站输送等功能；各类站场的位置应符合线路总走向，并与周围建〔构〕筑物保持应有的平安距离；站址应选在地质稳定、无不良工程地质情况、水电供给、交通方便的地方；应尽量使不同功能的站场合并建设，以便管理，节省投资。〔三〕压气站压气站是输气管道系统汇总一个重要组成局部，它和输气干线的所有参数互相关联，构成一个统一的整体，压气站工况变化将会引起整条管线系统的工况变化。压气站的主要功能是给管道增压，提高管道的输送能力。按压气站在输气管道中的位置可分为首站、中间站和末站。第三节天然气储存〔一〕天然气储存目的在天然气供给和需求之间始终存在着不均衡性。随着天然气消费量的增长，天然气的平均运距和运时都大大增加，更使得供需不均衡的矛盾加剧。引起天然气消费需求量不均衡的主要原因是季节性气温变化、人们生活方式造成的用气量变化，某些用气企业生产、停产检修及事故等引起用气量的不均衡性。为了能够平安、平稳、可靠地向用户供气就需要进行天然气储藏，即把用气低峰时输气系统中充裕的天然气储存在消费中心附近，在用气顶峰时用以补充供气量的缺乏和在输气系统发生故障时用以保证连续供气。〔二〕天然气储存方式分类天然气储存粗分可分为地面储存和地下储存；细分可分为容器储存和低温溶剂储存，天然气液化储存和天然气水合物储存〔固态储存〕，地下储气库储存。第四节天然气输配〔一〕天然气输配系统1〕天然气输配系统的组成及分类城镇天然气输配系统是一个综合设施，主要由天然气输配管网、储配站、调压计量站、控制设施和运行管理操作等局部组成。2〕天然气供给方式和管网系统压力级制1.天然气供给方式和管网系统压力级制分类天然气供给方式以气源压力区分，可分为低压供气、中压供气和高压供气三种方式。城镇天然气管网系统由天然气管道及其附属设施组成。由于低压、中压和高压等各种压力级别管道的不同组合，城镇天然气管网系统的压力级制可分为：①一级制系统。②二级制系统。③三级制系统。2.各供气方式的适用性燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。当管道内燃气压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。居民用户和小型公共建筑用户一般直接由低压管道供气。低压管道输送人工燃气时，压力不大于2kPa；输送天然气时，压力不大于3.5kPa；输送气态液化石油气时，压力不大于5kPa。中压B和中压A管道必须通过区域调压站或用户专用调压站才能给城市分配管网中的低压和中压管道供气，或给工厂企业、大型公共建筑用户以及锅炉供气。一般由城市高压B燃气管道构成大城市输配管网系统的外环网。高压B燃气管道也是给大城市供气的主动脉。高压燃气必须通过调压站才能送入中压管道、高压储气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂企业。高压A输气管道通常是贯穿省、地区或连接城市的长输管线，它有时也构成大型城市输配管网系统的外环网。城市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。城市、工厂区和居民点可由长距离输气管线供气，个别距离城市燃气管道较远的大型用户，经论证确系经济例题和平安可靠时，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。在确有充分必要的理由和平安措施可靠的情况下，并经上级有关部门批准之后，城市里采用高压的燃气管道也是可以的。同时，随着科学技术的开展，有可能改良管道和燃气专用设备的质量，提高施工管理的质量和运行管理的水平，在新建的城市燃气管网系统和改建旧有的系统时，燃气管道可采用较高的压力，这样能降低管网的总造价或提高管道的输气能力。3.方式和管网压力级制选择①采用不同压力级制的必要性城市燃气输配系统中管网采用不同的压力级制，其原因如下:a.管网采用不同压力级制是比拟经济的，因为大局部燃气由较高压力的管道输送，管道的管径可以选得小一些，管道单位长度的压力损失可以选得大一些，可以节省管材。如由城市的某一地区输送大量燃气到另一地区，那么采用较高的输气压力比拟经济例题，有时对城市里的大型工业企业用户，可敷设压力较高的专用输气管线。当然，管网内燃气的压力增高后，输送燃气所消耗的能量可能也随之增加。b.各类用户需要的燃气压力不同。如居民用户和小型公共建筑用户需要低压燃气，而大型工业企业那么需要中压或高压燃气。c.消防平安要求。在城市未改建的老区，建筑物比拟密集，街道和人行道都比拟狭窄，不宜敷设高压谨中压A管道。此外，由于人口密度较大，从平安运行和方便管理的观点看，也不宜敷设高压或中压A管道，而只能敷设中压B和低压管道。同时大城市的燃气输配系统的建造、扩建和改建过程要经过许多年，所以在城市的老区原先设计的燃气管道压力，大都比近期建造的管道压力低。②选择原那么天然气供给的平安可靠性是选择供给方式及管网压力级制的首要原那么，应加以充分的调查和论证，并以签约的形式予以保证。必须对供气方式及管网压力级制的建设投资、运行管理费用及技术的合理性，做出多种方案进行全面的综合分析比拟，选择最正确方案作为定案依据。③选择需要考虑的因素a.城镇特点、规模、人口密度及开展规划。b.气源种类、布局、供气量和供气压力、燃气的组成及性质。c.居民、工业和公共建筑用户的数量、分布及供气量、供气压力要求。d.储气、调压计量设备和管道材料等供给情况，运行、管理费用，动力供给的可靠性及费用。e.城市的地理、气候、地形等条件对输配方案的影响。f.对今后开展的需求。3〕天然气输配系统设置城镇天然气输配系统的设置应根据气源规模、用气量及其分布、城镇的地形地貌、城镇状况及开展、材料设备的供给条件、施工难易程度和运行条件等因素综合考虑，对管网、储配站和调压计量站作出具体的设置。(二)城市天然气需用量及供需平衡1〕城市天然气年需用量在进行天然气输配系统的设计时，首先要确定年用气量。年用气量是确定气源、管网和设备通过能力的依据。年用气量主要取决于用户的类型、数量及用气指标。城市天然气输配系统供气的对象主要有以下三个方面：①居民生活用气②公共建筑用气③工业生产用气2〕天然气输配系统的供需平衡城市天然气的需用工况是不均匀的，但一般气源供给的气量是均匀的，不可能完全按需用工况而变化。为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾，不间断地向用户供给天然气，保证各类用户有足够的气量和正常的压力，必须采取适当的方法使天然气输配系统供需到达平衡。1.利用输气管道的储气能力2.利用储气设备储存第五节天然气计量与检测仪表天然气作为一种社会流通的商品，以一定价格和数量进行交换。在经营、管理以及消费等活动中，都必须依据计量仪表测得的量值进行经济核算和结算。因此，计量是天然气生产、经营、管理中重要的根底工作，而检测仪表那么是提供准确可靠数据的技术手段。(一)流量仪表的选型原那么在天然气流量测量中，对流量仪表的选择原那么应从以下四方面去考虑：①流体特性②流量计性能③安装条件④投资费用。(二)天然气流量检测仪表1〕孔板流量计孔板流量计是指通过测量安装在管路中的同心孔板两侧的压差，用以计量流量的一种检测设备。孔板流量计由标准孔板节流装置、导压管、差压计、压力计和温度计组成。2〕涡轮流量计涡轮流量计按其测量对象与特性分为气体涡轮流量计和液体涡轮流量计，液体涡轮不适用于测量燃气。涡轮流量计按其检出元件的叶轮体类型通常分为：叶轮表：它的叶轮为径向平直叶片，叶轮轴与气流方向成垂直；涡轮表：它的叶轮为螺旋弯曲叶片，叶轮轴与气流方向成平行。3〕超声波流量计超声波流量计属于速度式流量计，90年代以来国外较广泛用于各种流量的测量。它的技术关键是，处理速度分布畸变及旋转流等不正常流动剖面的影响。由于采用多声道〔有单声、双声、三声、四声、五声道等〕测量技术，克服了不正常流动剖面的影响。其主要性能及特点是：①能实现双向流测量；②重复性好；③流量计量无压损，节能效果好；④可精确测量脉动流；⑤量程比很宽；⑥对压力变化及沉积物不敏感；⑦前、后直管段小，上游100mm，下游50mm，大口径减少占地面积；⑧传感器可实现不停气更换，操作维护方便。4〕容积式流量计容积式流量计类似于一种定量容器。一般户内天然气计量采用累积计量器。它的计量方法采用安装于仪表壳体计量室内的测量元件，在仪表进出口流体压力差动能的作用下产生不断地相互交替运动，把充满于计量室内的流体连续不断的分隔成单个的计量体积排向出口。并将测量元件分隔运动的次数，通过机械传动机构与积算器相连通，通过积算器指针，即可测得被测气体流量的总量。第二篇天然气输配工程施工第一章燃气管道及其附属设备管材及其连接方式〔一〕燃气管道按燃气设计压力分为名称压力(MPa)高压燃气管道A2.5＜P≤4.0B1.6＜P≤2.5次高压燃气管道A0.8＜P≤1.6B0.4＜P≤0.8中压燃气管道A0.2＜P≤0.4B0.01≤P≤0.2低压燃气管道P＜0.01〔二〕管材燃气管道常用钢管、铸铁管和塑料管。本工程主要用管材为钢管。1)钢管：本工程主要用钢管材质为：L290螺旋焊钢管、Q235B螺旋焊钢管、20#无缝钢管。钢管具有强度高、韧性好、抗冲击性和严密性好，能承受很大的压力，抗压、抗震的强度大，塑性好，便于焊接和热加工等优点，比铸铁节省金属，但耐腐蚀性较差，需要有妥善的防腐措施。按制造方法不同，钢管可分为：无缝钢管：用钢坯、冷拔或热扎成型，多用于压力等级高的管道。冷拔无缝钢管有外径5～200mm的各种规格。热扎管有外径32～630mm的各种规格。焊接钢管：又分为螺旋钢管和直缝钢管。用钢板卷制、焊接成型，多用于压力较高的管道。镀锌焊接钢管：用钢板卷制、焊接成型，多用于压力较低的管道如：配气支管、用气管。钢管出厂时要进行水压试验、机械试验等检验，还要进行外观检查，管子外表应平滑，没有斑疤、沙眼、夹皮及裂纹；钢管外径的偏差不得超过允许值；管子椭圆度公差不得超过外径允许偏差范围；管子端面与轴线应垂直。2)铸铁管：燃气用的铸铁管与钢管比金属消耗多，重量大，质脆，易断裂。在燃气开展初期，地下燃气管道多采用铸铁管，近来燃气管道多采用钢管和聚乙烯管。3)聚乙烯塑料管：适用于燃气管道的塑料管主要是聚乙烯管，具有质轻、耐腐蚀及良好的抗冲击性能，材质延伸率大，可弯曲使用，内壁光滑，管子长、接口少，运输施工方便，劳动强度低的优点，目前国内聚乙烯燃气管分为SDR11和SDR17.6两个系列。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化气，SDR17.6系列宜用于输送天然气。〔三〕连接方法1)钢管的连接：钢管可以用螺纹、焊接和法兰进行连接。室内管道管径较小、压力较低，一般用螺纹连接。室外输配管道以焊接连接为主。设备与管道的连接常用法兰连接。2)铸铁管的连接：低压燃气铸铁管道的连接，广泛采用机械接口的形式。3)塑料管的连接：聚乙烯管道的连接通常采用热熔连接、电熔连接。塑料管与金属管通常使用钢塑接头连接。第二节管道标准管道标准化的主要内容之一就是统一规定管子、管件、阀门和法兰的主要结构尺寸与性能参数，如公称直径和公称压力。凡有相同公称直径与公称压力的管子、管件、阀门和法兰，可以互相配套，倘假设材质相同，其结构尺寸也相同时，可以互换使用。1)公称直径是为了设计、制造、安装和检修方便而人为规定的一种标准直径，通常以DN表示。DN后附加以mm为单位的公称直径数字。对于钢管和塑料管及其同材质管件等，DN后的数值不一定是管子的内径，也不一定是管子的外径，而是与二者接近的整数。如本工程中次高压管线外径Φ406.4的管道其公称直径为DN400。2)公称压力和试验压力公称压力是为了设计、制造和使用方便而人为规定的一种标准压力，在数值上等于一级温度下(0-20℃)，介质的最大工作压力，通常用PN表示，其后附加以MPa为单位的公称压力数值。试验压力是为了保证平安使用对管道和工艺设备进行强度和严密性试验而规定的一种压力，通常以Ps表示，Ps后附加以MPa为单位的试验压力数值。一般情况下：强度试验时Ps=1.5PN，严密性试验时Ps=PN第三节管件管件又名异形管，是管道安装中的连接配件，用于管道变径，引出分支，改变管道走向，管道末端封堵等。有的管件那么是为了安装维修时拆卸方便，或为管道与设备的连接而设置。管件的种类和规格随着管子材质、管件用途和加工制作方法而变化。本节介绍低压流体输送用焊接钢管上用的螺纹连接管件、塑料管件。钢管焊接管件往往在施工现场制作。制作时利用计算的尺寸或展开样板在钢管上画出切割线，切割成需要的形状后，再拼装成各种类型的管件。螺纹连接管件室内燃气管道的管径不大于50mm时，一般均采用螺纹连接管件。钢制管件有镀锌与不镀锌之分，管件上均带有螺纹。钢制管件的管壁较薄，端部平整无加厚边。经常使用的螺纹连接管件有管箍、活接头、外螺纹接头、内外螺母、锁紧螺母、弯头、三通、四通和丝堵等。根据管件端部直径是否相等可分为等径管件和异径管件，异径管件可连接不同管径的管子。螺纹连接弯头有90º和45º两种规格。管件应该具有规那么的外形、平滑的内外外表，没有裂纹、砂眼等缺陷。管件端面应平整，并垂直于连接中心线。管件的内外螺纹应根据管件连接中心线精确加工，螺纹不应有偏扣或损伤。常见螺纹连接管件见图1：塑料管件塑料管件有注压管件和热熔焊接管件，两者均可用于塑料燃气管道的安装。注压管件分螺纹连接和承插连接两种，螺纹管件上带有内螺纹或外螺纹，是可拆卸接头，用于室内塑料燃气管道上。承插连接管件上带有承口或插口。承口内外表和插口外外表涂以粘接剂，插入干固后形成不可拆卸接头。不可拆卸接头一般用于室外埋地塑料燃气管道。对于聚乙烯管道的连接主要采用电热熔解焊接，接头管件有两种，一种是承口式，且承口内外表缠有电热丝，另一种是插口式。承口式和插口式都可制造成三通、弯头和大小头等形状，如图2第四节管道附属设备及安装〔一〕阀门：阀门是燃气管道中重要的控制设备，用以切断和接通管线，调节燃气的流量。由于阀门经常处于备而不用的状态，又无法停产检修，因此要求阀体的机械强度高，转动部件灵活，密封部件严密耐用，对输送介质的抗腐蚀性强，同时零部件的通用性好。燃气阀门必须进行定期检查和维修，以便掌握其腐蚀、堵塞、润滑、气密性等情况以及部件的损坏程度，防止不应有的事故发生。阀门的种类很多，燃气管道上常用的有闸阀、旋塞阀、截止阀、球阀和蝶阀等。1〕闸阀通过闸阀的流体是沿直线通过阀门的，所以阻力损失小，闸板升降所引起振动也很小，但当燃气中存在杂质或异物并积存在阀座上时，关闭会受到阻碍，使阀门不能完全关闭。闸阀有单板闸阀和双闸板闸阀之分，由于闸板形状不同，又有平行闸板与楔形闸板之分。此外还有阀杆随闸板升降和不升降的两种，分别称为明杆阀门和暗杆阀门如图3、4所示，明杆阀门可以从阀杆的高度判断阀门的启闭状态，多用于站房内。2〕旋塞阀旋塞是一种动作灵活的阀门，阀杆转90度即可到达启闭的要求。杂质沉积造成的影响比闸阀小，所以广泛用于燃气管道上。常用的旋塞有两种：一种是利用阀芯尾部螺母的作用，使阀芯与阀体紧密接触，不致漏气，这种旋塞只允许用于低压管道上，称无填料旋塞；另一种称为填料旋塞，利用填料以堵塞旋塞阀体与阀芯之间的间隙而防止漏气，这种旋塞体积较大，但较平安可靠。两种旋塞如图5、6所示。3〕截止阀如图7所示，截止阀依靠阀瓣的升降以到达开闭和节流的目的。这类阀门使用方便，平安可靠，但阻力较大。4〕球阀如图8所示，球阀体积小，完全开启时的流通断面与管径相等。这种阀门动作灵活，阻力损失小。5〕蝶阀如图9所示，蝶阀是关闭件—阀瓣绕阀体内固定轴旋转的阀门，一般作管道及设备的开启或关闭用，有的也可以作节流用。由于结构上的原因，闸阀、蝶阀只允许安装在水平管道上，而其他几类阀门那么不受这一限制。但如果是有驱动装置的截止阀或球阀，那么也必须安装在水平管段上。〔二〕阀门安装1)阀门检验1.外观检查：阀门在安装前应根据设计核对阀门的型号以及法兰、螺栓的规格和数量，复核产品合格证和试验记录。阀门各部件不得有裂纹、气孔、砂眼、浇注缺乏等缺陷。密封面不得有任何缺陷。阀门的操作机构和传动装置应进行必要的调整，使之动作灵活，指示准确。2.强度试验与严密性试验：燃气管道使用阀门均应逐个进行强度和严密性试验。试压在阀门试压检查台上进行。如图10所示：强度试验：阀门用水作强度试验时，用洁净水灌入阀腔内，由放气孔排出阀腔内的空气。应将空气排净，再拧紧检查台上的手柄将阀门法兰垫压紧，使其密封。试验球阀、闸阀、截止阀等，阀瓣应翻开，阀门一端封闭，另一端进水，逐步升压。压力为工作压力的1.5倍，试验时间不少于5分钟。壳体、填料无渗漏为合格。严密性试验：应使用清洁水进行。严密性试验一般应以公称压力进行，以阀瓣密封面不漏为合格。试验闸阀时，将闸板关闭，介质从通路一端引入，从另一端检查严密性。试验截止阀时，将阀瓣关闭，介质按阀体上箭头所指示的流体流向向供给，在另一端检查其严密性。〔三〕阀门井1〕地下燃气管道的阀门应安装在阀门井内，阀门井有方形与圆形，常用砖砌或用钢筋混凝土筑墙，底板常用钢筋混凝土，顶板用钢筋混凝土预制板。阀门井平面图见图112〕阀门安装时应使燃气流向与阀体所标示的箭头方向一致。法兰与螺纹连接的阀门应在关闭状态下安装。对焊阀门与管道连接焊缝底层宜采用氩弧焊施焊，保证内部清洁。焊接时阀门不宜关闭，防止受热变形。水平管道上的阀门，其阀杆一般应安装在上半周范围内。阀门在阀门井内的位置要便于操作。阀门吊装时绳子不能系在手轮或阀杆上，以免损坏。阀门必须有牢固的支墩或支架将阀门托住，不允许阀门悬空而使阀门受力。〔四〕补偿器补偿器作为消除因管段胀缩对管道所产生的应力的设备，常用于架空管道和需要进行蒸气吹扫的管道上。此外，补偿器安装在阀门的下侧〔按气流方向〕，利用其伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修。在埋地燃气管道上，多用钢制波形补偿器，如图12所示，其补偿量约为10mm。为防止其中存水锈蚀，由套管的注入孔灌入石油沥青，安装时注入孔应在下方。补偿器的安装长度，应是螺杆不受力时的补偿器的实际长度，否那么不但不能发挥其补偿作用，反使管道或管件受到不应有的应力。另外，还使用一种橡胶-卡普隆补偿器，如图13所示，它是带法兰的螺旋皱纹软管，软管是用卡普隆布作夹层的胶管，外层那么用粗卡普隆绳加强。其补偿能力在位伸时为150mm，压缩时为100mm。这种补偿器的优点是纵横方向均可变形，多用于通过山区、坑道和多地震区的中、低压燃气管道上。〔五〕法兰法兰是一种标准化的可拆卸连接形式，广泛用于燃气管道与工艺设备、机泵、燃气压缩机、调压器及阀门等的连接。1〕法兰类型依据法兰与管道的固定方式可分为平焊法兰、对焊法兰和螺纹法兰三类。a.平焊法兰将管子插入法兰内径一定深度后，法兰与管端采用焊接固定。法兰本身呈平盘状，采用普通碳素钢制造，本钱低刚度较差，一般用于压力小于1.6MPa，温度低于250摄氏度的条件下，是燃气工程应用最多的一种。法兰密封面有光滑面和凹凸面两种形式，如图14所示，光滑面安装简单，但密封性较差，为提高密封性，在密封面上一般车制2-3条密封线〔俗称水线〕。凹凸式密封面的优点在于凹面可使垫片定位并嵌住，具有较高的密封性。b.对焊法兰法兰与管端采用对口焊接，刚度较大，适用于较高压力和较高温度的要求。密封面也有光滑面和凹凸面两种形式。c.螺纹法兰法兰的内径外表加工成管螺纹，可用于DN≤50mm的低压燃气管道。2〕法兰的安装安装前应对法兰进行检查，外表不得有气孔、裂纹、毛刺和其他降低法兰强度，影响法兰密封性能的缺陷。应仔细去除法兰密封面上的油污和泥垢。认真检查法兰各部位尺寸是否与阀门或设备要求相符，法兰加工尺寸应在允许误差范围内。平焊法兰焊接时，管子插入法兰内，管子端面应与法兰密封面留有一定距离，以保证焊接时不损坏法兰密封面，如图15所示。平焊法兰应先焊内焊缝，后焊外焊缝。Dg≥150和Pg≤1.0的平焊法兰焊接前应装上相应的法兰或法兰盘，并将螺栓全部拧紧，以防止焊接变形。焊接法兰时，应在圆周上均匀地点焊四处。首先在上方点焊一处，用法兰弯尺沿左右方向校正法兰位置，合格以后再点焊左右的第三、四处，如图16所示。如钢管两端都焊接法兰时，要保证法兰螺栓孔的正确位置。将焊好一端法兰的钢管放置在平台上，用水平尺找正后，用吊线将已焊好的法兰位置找正，使上下孔在一条垂直线上，另一端的法兰用同样方法找正点焊，经过再次检查合格前方可焊接。两法兰密封面之间的垫片应按设计规定选用。垫片的外表应薄涂一层石墨粉与机油的调和物。放置垫片应与法兰保持同一中心，不得偏斜。凹凸式密封面的法兰，垫片应嵌入凹槽内，不应同时用两层垫片。工作温度高于100℃的管道，安装法兰时应将螺栓的丝扣局部涂一层机油，拧紧螺栓前即加上符合设计规定的垫片。管道吹扫和试压后还要拆卸的法兰，可加临时垫片，待最后紧固时更换正式垫片。拧紧螺栓时，应将间隙较大的一边先拧紧，再按对称顺序拧紧所有螺栓。法兰紧严后，螺栓应露出螺母2-3扣。螺栓头和螺母的支承面都应与法兰外表紧密贴合。法兰连接如发生偏斜，错位或间隙过大时，应切除重焊，不能强行紧固。〔六〕排水器为排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生气管道中的轻质油，管道敷设时应有一定坡度，以便在低处设排水器，将聚集的水或油排出。排水器的间距，视水量和油量多少而定。由于管道中燃气压力不同，排水器有不能自喷和自喷两种。如管道压力较低，水或油就要依靠抽水设备来排出。安装在高、中压及低压管道上的排水器如图17、18所示，由于管道内压力较高，积水〔油〕在排水管旋塞翻开以后自行喷出。为防止剩余的排水管内的水在冬季冻结，另设有循环管，使排水管内水柱上、下压力平衡，水柱依靠重力回到下部的集水器中。为防止燃气中焦油及萘等杂质堵塞，排水管与循环管的直径应适当加大。在管道上布置的排水器还可对其运行状况进行观测，并可作为消除管道堵塞的手段。〔七〕套管与检漏管燃气管道与铁路、公路干线、地沟及其他管道的阀井交叉，或必须通过居住建筑物和公共建筑物近旁以及埋深过浅时，均应敷设在套管内。可采用开挖施工，也可用顶管法使套管就位。套管直径应比燃气管道直径大100mm以上。套管常用钢管或钢筋混凝土管。检漏管：检查检漏管内有无燃气，即可鉴定套管内的燃气管道的严密程度。检漏管应按设计要求装在套管一端或在套管两端各装一个，一般是根据套管长度而定。如图19。〔八〕放散管当燃气管道投入运行时，要排掉管内的空气及燃气与空气的混合物。检修时，要放掉管内残留的燃气。因此，在燃气管中应设置放散管。放散管装在最高点和每个阀门之前(按燃气流动方向)。放散管上安装球阀，燃气管道正常运行中必须关闭。第五节站场、次高压管道局部主要工程量第一章燃气管道的防腐燃气管道腐蚀后会蚀穿、断裂，漏气后会着火、爆炸，破坏正常平稳供气，影响用户的生产和生活，不仅给国家造成很大经济损失，也严重威胁人民的生命平安。因此，燃气管道的防腐至关重要，必须做好。钢管防腐包括内防腐和外防腐，内防腐可延长管道的寿命，减少管道内阻，提高输气能力、节约能源。因本工程所输气体为净化的天然气，几乎不含水，含H2S极微，介质的腐蚀性很弱，故管道内壁不作内防腐，只作管道外防腐。外防腐层可以将管道与作为电解质的土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，到达防腐目的。钢管在防腐前应逐根进行外观质量检查和测量，并符合钢管质量要求。钢管的防腐绝缘涂层要有足够的机械强度及良好的电绝缘性和稳定性。防腐的方法目前国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，常用防腐材料有：聚乙烯三层复合结构防腐层(简称三层PE)、熔结环氧粉末、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、环氧煤沥青等。可根据土壤腐蚀性能决定防腐绝缘层等级，从沿线腐蚀环境、地质状况及施工条件考虑，结合涂层的性能和经济因素，本工程管道外防腐层推荐采用三层PE普通级防腐，穿越公路和河流的管段采用三层PE加强级防腐。〔一〕三层PE防腐及补口补伤：三层PE防腐的结构为：100～150μm熔结环氧粉末+170～250μm共聚物胶粘剂+高密度聚乙烯面层。其结构见图20。(2)补口及补伤：补口是针对焊接的接头而言，补口采用三层结构热收缩片补口，即先涂一层双组份无溶剂环氧底漆，然后包覆同一型号热收缩片的结构。补口前必须除锈。补伤是针对三层PE防腐层在运输、检验及施工过程中造成的损伤进行修复，现场补伤采用热收缩片补伤。聚乙烯防腐层结构：钢管直径(mm)环氧涂料涂层(um)胶粘剂厚度(um)防腐层最小厚度(mm)二层三层普通型加强型DN≤10060-80200-400170-2501.82.5100<DN≤2502.02.7250<DN≤5002.22.9500<DN≤8002.53.2环氧煤沥青防腐及补口、补伤：环氧煤沥青是以煤沥青和环氧树脂为主要基料，再适量参加其他颜料组分所构成的防腐涂料。涂料分底漆和面漆两种，充分搅拌均匀并熟化后即可涂刷。每次配料一般在8小时内用完，否那么影响涂层质量。补口采用双组份无溶剂液态环氧涂料。防腐涂层分普通级、加强和特加强三种等级，其构造如表：等级结构总厚度(mm)普通级底漆-面漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆≥0.40加强级底漆-两层面漆-玻璃布-两层面漆-玻璃布-两层面漆-≥0.60特加强级底漆-两层面漆-玻璃布-两层面漆-玻璃布-两层面漆-玻璃布-两层面漆≥0.80第二节管道的阴极保护〔一〕管道的外防腐层都会在其生产、运输、施工等过程中产生针孔，受到损坏，因此不可能将管道完全与腐蚀环境隔离，从而加速针孔和损伤处管体的腐蚀，引起管道的腐蚀穿孔。而阴极保护的作用就是保护针孔和损伤处的管体不受到腐蚀，是外防腐层的有效补充。对管道的阴极保护是一种电化学保护法，其原理是在金属外表通以足够的阴极电流，使金属外表阴极化，成为电化学电池中电位均一的阴极，从而防止其外表腐蚀。牺牲阳极阴极保护法是比拟常用的阴极保护法。常用的牺牲阳极有镁及镁合金、锌及锌合金及铝合金三大类。埋设埋设方式见图21。〔二〕工程阴极保护方案：(1)一般线路保护方案经过工艺计算：Ф406管道每500m设置一组，每组3支，每支22.5kg；Ф273管道每300m设置一组，每组2支，，每支14kg。阳极立式埋设，距离管道不小于3m。(2)套管保护管段采用钢套管穿越公路，由于套管的屏蔽作用，套管内的管道得不到保护，因此套管内的管道必须采取辅助保护措施，本工程采用镯状牺牲阳极保护套管内的管道，方案为每20m套管内的管段设置一组镯状牺牲阳极。(3)测试桩：为便于阴极保护的日常管理，在以下地点设置检测桩：每隔1000m设置一支阴极保护电位测试桩，设置在两组阳极的中间部位。以便在日常管理中，对全线阴极保护效果进行监测。在主管道的绝缘接头处设置一支电位测试桩，用于测试绝缘接头两侧的电位，监测绝缘接头的绝缘效果。公路使用套管穿越的一端设一支电位测试桩，监测管道的保护电位。第二章土方工程第一节沟槽断面形式根据开挖处的土壤性质、地下水情况、管径大小、管道数量、深度等来确定沟槽开挖断面形式。沟槽断面形式有直槽、梯形槽、混合槽和用以两根或两根以上的管道埋设在同一沟内的联合槽等。图22所示。第二节沟槽支撑沟槽支撑是防止沟壁土坍塌，保证平安施工的临时挡土结构，由木材或钢材制成。当沟槽土质较差、深度较大而又必须挖成直槽时，或地下水位高、土质为砂性土质并用外表排水措施时，均应设支撑。支撑的方法一般有以下三种见图23。第三节开挖沟槽在郊野与较宽的城镇道路下铺设燃气管道时，应尽可能采用施工机械，如挖土机、装载机、推土机、吊车以及其他机械。由于机械不可能准确地将沟底按设计标高整平，所以，设计沟底标高以上留20cm一层不挖，用人工清挖。城镇燃气管道施工区域内有碍施工的建筑物和构筑物、道路、沟渠、管线、电杆、树木与绿地等很多，情况复杂，在大多数情况下，要用人工开挖沟槽。挖出的土方，应设堆土位置，宜在沟槽一侧堆土。在下管的一侧的沟边，应根据管道预制下管操作的需要，不堆土或少堆土。第四节土方回填管道施工验收合格后，应尽早回填，回填施工包括填土、摊平、夯实检查等工作，根据不同条件采用机械与人工方法。沟槽填土必须确保管道及其接口、防腐绝缘层不受损伤。选用无腐蚀性、无砖瓦石块等硬物并且较枯燥的土覆盖于管道的两侧与上方。当沟边土不符合要求时，可过筛再用或换合格的土壤。管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填地。距离管顶0.5m以上的回填土内允许有少量直径不大于0.1m的石块。沟槽应分层回填，分层夯实，分段分层测定密实度。第三章埋地输气管道的施工第一节钢管施工燃气管道一般都很长，应采取分段流水作业，目的是确保工程质量、减少事故、加快工程进度、降低工程造价。由于本工程次高压管道大局部沿海滨观光大道及东海-南山一级路敷设，施工作业场地相对狭窄，为了减少拆迁量及赔偿费用，施工作业带宽为14m，大开挖穿越河渠时，可视河流水面宽度、土壤类型的具体情况将施工作业带加宽到14～16m，管线占地为施工临时占地。(一)管子的处理与堆放1.临时堆管场地由施工单位自行选定，临时征用、平整。2.管子装车、卸车应使用不损坏管口的专用吊具，绝对不允许直接使用钢丝绳、叉车等，在装车、卸车时要注意管子之间不能相互碰撞或划伤，防止对管口保护套圈的破坏。3.堆放管子的场地要尽量设置在非耕作区不阻碍交通且方便施工的地点。管子堆放不允许与地面接触，管子与地面的最小距离为0.3m。该距离要通过在管子下面铺垫枕木或装满软材料的编制袋来实现。垫枕木时，枕木上要有厚度不少于5mm的橡胶衬垫层。任何形式的支撑物与管子的接触宽度不应少于0.2m。管子要做到分类堆放。(二)验桩及核对对开挖管段的所有标志桩进行验收和核对，确认无误后，方可施工。还应对各类标志桩作出明显标志，以防止开挖弃土隐埋标志桩。(三)布管将管子布置在管沟堆土的另一侧，管沟边缘与钢管外壁间的平安距离不得小于500mm。布管时，应注意首尾衔接并应将管子垫起，以防损伤防腐层。(四)沟边组对焊接及焊缝检验沟边组对焊接就是将几根管子在沟旁的地面上组对焊接，焊成管段再下入地沟。管段长度由管径大小及下管方法而定，过长会造成下管时管段弯曲过大而损坏管道与防腐层。每一管段以30-40米为宜。逐根去除管子内壁泥土、杂物前方可在方木或对口支撑上组对，主要工作是对口、找中、点焊、焊接。点焊是根据管径大小，沿接口周向选取几个点并在该点处施焊，以固定管位，之后再全部施焊。本工程管道的焊接全部采用手工电弧焊下向焊的焊接方式，焊缝底层用氩弧焊施焊，对于材质为L290的钢管的焊接，用进口E6010Φ3.2mm、Φ4.0mm纤维素焊条，进行焊接。焊缝要进行外观检验和无损探伤检验，检验一次合格率为100%。焊接所产生的外观缺陷如：尺寸不合要求、焊瘤、外表裂纹及气孔是可以用眼睛和放大镜进行观察而发现的，但内部缺陷如：夹渣、气孔和裂纹那么必须借助特殊的方法才能发现，我们所采用的方法就是无损探伤，无损探伤顾名思义就是在不破坏焊接接头的前提下去发现内部缺陷。常用的无损探伤方法有射线法(X射线或r射线)、超声波法、液体渗透探伤和磁力探伤法。(1)X射线法：射线穿透各种材料时会被局部吸收，射线探伤是利用不同物质对射线的吸收能力不同这一特点而进行探伤的。具体操作是：透视时，将X射线源对准要照射的部位，在焊缝反面安置底片，假设焊缝内部有夹渣、气孔、裂纹、未焊透等缺陷，那么在底片上呈现圆点、窄条、细线等形状。原理如图24。(2)超声波法：频率高于20000Hz的声波称为超声波，超声波在各种介质中传播时，会在两种介质的界面产生反射和折射，而超声波由固体传向空气时，在界面上几乎全部被反射回来，如金属中有气孔、裂纹或分层等缺陷，因缺陷内有空气存在，超声波传到金属与缺陷边缘时就全部被反射回来。超声波的这种特性被用于探伤。由于超声波探伤灵敏度高，速度快，设备轻便灵巧，不用冲洗照片，对人体无害等优点，应用越来越广泛。(3)磁力探伤：钢管和储气罐等均为铁磁性体，磁力线将以平行直线均匀分布，假设遇有未焊透、夹碴或裂纹等缺陷时，因为缺陷处的导磁率低，就会发生磁力线弯曲，局部磁力线还可能泄漏到外部空间，形成局部泄漏磁通。由金属内部缺陷所引起的局部泄漏磁通将聚集在缺陷的上面，从而指出缺陷隐藏的位置。(4)液体渗透探伤：液体渗透探伤剂由渗透剂、清洗剂和显像剂配制而成，利用毛细作用将渗透剂渗入工件外表开口缺陷处，擦去外表多余的渗透剂后，再用显像剂将缺陷中的渗透剂吸附到工件外表，即可将外表缺陷显示出来。(五)管道防腐补口、补伤及检验管道组装焊接后进行补口、补伤工作，补口、补伤前要对管子进行喷砂除锈以提高收缩片的附着力和防腐效果。补口、补伤完毕后要严格地用电火花检漏仪进行检漏，发现漏点要认真地进行修补，修补后要再次进行检漏试验。直至合格。电火花检漏仪是利用高压火花放电原理检查燃气管道防腐绝缘层的露铁微孔和损伤。当检漏仪的探头贴近管道移动时，遇到防腐层有被损伤处，高压电将此处的气隙击穿产生电火花。同时扬声器发出报警声音。检漏仪检漏操作如图25。(六)开挖管沟：管道检漏合格后，按第四章所述方法进行管沟开挖，开挖管沟应符合设计要求。管沟的深度：(1)工程一般线路管顶的最小覆土厚度(路面至管顶)为1.0m。个别特殊地段可酌情加深和适当浅埋。(2)工程一般线路管沟挖深为1.4m以及1.3m。如果在施工过程中遇到砾石，该段管沟应在上述深度的根底上再加深不小于200mm，并用细土垫平至设计沟深。(3)当管线穿越排水沟、枯槁的河床、河流时，管线外防腐层顶距河流的稳定床层顶的最小距离为1.5m(并满足河流冲刷深度的要求)，且保持这个深度至河边缘外2m，同时满足水利主管部门的要求。(4)当管线带套管穿越等级公路时，管线套管顶部距路面的最小距离为1.2m，且保持这个深度至路边沟外2m。(七)下管管线下沟前必须对管沟进行认真的检查清理和复测，验收符合图纸及标准要求后，方可下沟，下沟过程中应采取特殊措施，以保证管子不会受损伤以及不至于过分受压、受拉。管道下沟的方法：可根据管子直径及种类、沟槽情况、施工场地周围环境与施工机具等情况而定。一般来说，应采用汽车式或履带式起重机下管，当沟旁道路狭窄，周围树木、电线杆较多，管径较小时，只得用人工下管。下管方法：起重机下管法和人工下管法(1)起重机下管法：下管时，起重机沿沟槽移动，必须用专用的尼龙吊具。起吊高度1米为宜。将管子起吊后，转动起重臂，使管子移至管沟上方，然后轻放至沟底。管两端栓绳子，由人拉住，随时调整方向并防止管子摆动。严禁损伤防腐层。管子外径大于或等于529mm的管道，下沟时，吊管机不应少于3台。直径小于529mm的管道下沟时，吊管机不应少于2台。如果仅是二、三根管子焊接在一起的管段，可用1台吊管机下管。见图26。2)人工下管法：如图27所示有压绳下管法和搭架下管法。压绳下管法操作时在管子两端各绕一根粗麻绳，以人力或工具滚动管子，当滚至沟边时，根据统一指挥，慢慢放松绳子将管子平稳放入沟中。搭架下管法先将管子滚至横搭在沟槽的方木或圆木上，然后用挂在搭架上的手拉葫芦将管子吊起，抽走方木，将管子缓缓放入沟槽中。(八)稳管及细土回填稳管是将管子按设计的标高与水平面位置稳定在地基或根底上，管道应放在管沟中心，其允许偏差不得大于100毫米。管道应稳贴地安放在管沟中，管下不得有悬空现象。经检查下沟的管子符合设计及标准要求后，才可进行回填工作，回填细土的颗粒不大于15mm。(九)清管、测径及试压燃气管道安装完后，均应分段进行强度与严密性试验。钢管道在试验前还应清管、测径，测径就是去除内壁的焊瘤、杂质等使管道内径符合要求，分段试压前的清管应设临时清管设施，可由施工单位制作临时收、发球筒。(1)清管：燃气管道施工中大气环境会使钢管内壁生锈，并难免有一些焊渣、泥土、石块、杂物等遗留在管道内，一些雨水或地下水也会流入管内。这样会引进管道内壁的腐蚀，增大管壁的粗糙度；大量水、泥土、砖石与腐蚀产物的聚积，还会局部堵塞或缩小管道的流通截面。清管的根本目的是：保护管道，使它免遭燃气中有害成份的腐蚀、延长使用寿命；改善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高管道输送效率；保证燃气的纯度。清管与测径是同时完成的。清管所用设备为清管器，与清管器配套的还有清管器收发装置，包括：发球筒、收球筒、工艺管线、阀门以及装卸工具和通过指示仪等备。说明：1、正常流程：管输物料由首站经主阀门〔9〕—输送管线—主阀门〔9’〕—末站。收发球筒与主线连接的阀门处于关闭状态。2、发球流程：检查阀门和压力表，翻开快开盲板推入清管器顶紧，关闭盲板。翻开进油、气阀门〔3〕，平衡发球阀门〔7〕两端的压力。翻开发球阀门〔7〕后关闭主阀〔9〕，发射清管器。翻开主阀门〔9〕，关闭进油、气阀〔3〕和发球阀〔7〕，对发球筒进行排污，放空为下次通球作准备。3、收球流程：检查收球筒阀门及压力表的完好率，在清管器到达前1小时按顺序翻开收球阀门〔7’〕、出油、气阀〔3’〕，将主阀门〔9’〕局部或全部关闭。清管器进入收球筒后，翻开主阀〔9’〕，关闭收球阀〔7’〕及出油、气阀〔3’〕。收球筒排污、放空，翻开盲板取出清管器。关闭盲板为下一闪通球作准备。除管网投产前要进行清管外，投产后也应根据生产需要定期进行清管，以提高管道的生产效果。(2)分段试压管道安装、吹扫完毕后进行强度试验与严密性试验，试验介质宜采用压缩空气。燃气管道的强度试验压力应为设计压力的1.5倍，但钢管不得低于0.3MPa。先将待检验的管段用钢堵板焊住，在进气的一端堵板上留一个孔，焊上直径为20-25毫米的带丝头的短管，短管长度为100-200毫米，接上压力表管。见以下图29强度试验具体步骤为：把空气压缩机的输气管接到充气压力表管上，开启阀门，启动空气压缩机，即可进行充气。当到达试验压力后，稳压一小时，然后进行检查。用小毛刷沾肥皂水刷每一个接口所有部位。对焊口处有缝钢管的管身纵焊缝也应检查，有漏气点时就会把肥皂水吹起泡来。当发现有漏气点时，要及时划出漏洞的准确位置，待全部接口检查完毕后，将管内的压缩空气放掉，方可进行补修。补修完后，再用同样方法进行试验，直至无漏气点为止。检查接口有无漏点必须在白天进行，否那么看不清楚就会漏检。同时，要注意观察压力表，如无压力降，就可以进行严密性试验了。严密性试验具体步骤为：严密性试验一般是紧接着强度试验进行，即当强度试验合格后，放掉试验管段中的局部空气，使管内空气压力降至严密性试验的试验压力，即可进行严密性试验。燃气管道的稳压时间宜为24小时。每一小时要记录一次。应有专人负责，不可错记、漏记。记录的数据经公式计算后，压力降小于允许压力降时为合格。(十)埋桩(1)标志桩：管线沿途设置永久性地面标志如：里程桩、转角桩及标志桩(交叉标志和警示标志)，以方便今后的巡线和生产管理。标志桩上应标明工程名称或工程代号、管径、埋深、里程、桩号、水平转角等参数。埋地管道通过公路、河流和地下构筑物交叉处两侧应设置标志桩(牌)，标志桩上标明管线名称，穿越物名称，线路里程、穿越长度。(2)里程桩、阴极保护桩、转角桩：从管道起点至终点，沿气流前进方向左侧，每公里设置连续的里程桩，阴极保护测试桩同里程桩一般结合设置；转角桩应设置在管道中心线的转角处。转角桩上应标明管线里程，转角角度，当转角桩与里程桩相距不到10m时，可与里程桩、阴极保护桩合并设置。(3)警示牌：对易于遭到车辆碰撞和人畜破坏的局部管段，应设置警示牌，并采取保护措施。聚乙烯燃气管道安装聚乙烯燃气管道只作埋地管道使用，严禁用作室内地上管道。〔一〕土方工程：聚乙烯燃气管道的土方工程包括开槽和回填，根本上与钢管相同。由于聚乙烯燃气管道柔软，当管道拐弯时，可使管道本身弯曲而不需另加弯管。但要符合允许弯曲半径。〔二〕管道敷设：聚乙烯管道的下管方法有拖管法、喂管法、人工法。拖管法的操作为：用机动车带动犁沟刀，车上装有掘进机，犁出沟槽，盘卷的聚乙烯管道或已焊接好的聚乙烯管道在掘进机后部被拖带进入沟中。拖管法一般用于支管或较短管段的聚乙烯燃气管道敷设。喂管法的操作为：将固定在掘进机上的盘卷的聚乙烯管道，通过装在掘进机上的犁刀后部的滑槽喂入管沟。人工法的操作类似于钢管，常用压绳法和人工抬放法。〔三〕聚乙烯管道敷设时应注意的几点:1.聚乙烯管道热胀冷缩比钢管大得多，可利用聚乙烯管道的柔性随地形弯曲敷设和横向蜿蜒状敷设，但弯曲半径应符合规定，2.宜随管道走向埋设金属示踪线;距管顶不小于300mm处应埋设警示带。示踪线的目的是方便管道测位，能精确地描绘出聚乙烯燃气管道的直线。警示带是为了提醒以后施工时注意，防止损坏燃气管道。3.聚乙烯燃气管道硬度较金属管道小，因此在搬运、下管时要防止划伤。还应防止对聚乙烯管道的扭曲或过大的拉伸与弯曲。第四章燃气调压站及机械设备的安装第一节燃气调压站的安装〔一〕燃气调压站概述燃气管网系统中的调压是用来调节和稳定管网燃气压力的设施。调压站的范围通常包括调压室外的进出站阀门、进出站管道和调压室。调压室外的进出站阀门通常安装在地下闸井内，阀门一侧或两侧安装放散阀和放散管。进出站阀门与调压室外墙的距离一般在6-100m范围内。假设调压室外的进出站燃气管道同沟敷设时，进出站阀门可以安装在同一座地下阀井内，但进出站阀门上应设置醒目的标志。调压室的进出站燃气管道通常是埋地敷设，管道上不设任何配件，坡向室外进出站阀门。管道穿过调压室外墙进入调压室，穿墙处应加设套管，套管内不准有接头。调压室一般为地上的独立建筑物，如受条件限制，也可以是半地下或地下构筑物，但是，应便于工作人员进入，能经常通风换气，并应具有防止雨水和地下水流入室内的措施。当自然条件和周围环境许可时，调压设备可以露天布置，但应设围墙或围栏。调压室内的工艺设备一般由调压器、阀门、过滤器、流量计、平安阀和测量仪表等组成。〔二〕燃气调压站的安装程序调压站的安装顺序一般为先室外，后室内；先地下，后地上；先管道，后设备。先、后安装均应以同一安装基准线为标准，以确保安装质量，例如，先、后安装的管道均以管道中心线的方位和标高为基准，调压器等设备均以轴线方位为基准线等。燃气调压站的安装在调压站建筑物竣工后进行。为此，安装人员在进入调压站安装前应对建筑物进行验收，一般地上燃气调压站应符合以下要求：1〕调压站为单层建筑物，符合Ⅳ级防火标准，采用不可燃材料建造，轻型屋顶，防爆屋顶面积不小于屋顶总面积的四分之一。2〕调压站建筑物与其它建筑物的距离不得小于10米，建筑物内部净高不小于3.0米，门的宽度不小于1.0米。3〕具有足够的采光面积，电器设备〔电灯、等〕应有防爆措施，电器开关安装在室外，遥控装置应安装在单独的房间内。4〕每小时自然通风不小于3次，为此，墙脚应设百叶窗，屋顶应设通风帽。室内应具有温度不低于5℃的非明火采暖设施。对于半地下或地下燃气调压站应具有防水设施，防止雨水或地下水进入站内。站内应有通风装置，站的入口应安装轻便易开的门〔或顶盖门用防火材料制作〕。建筑物验收后，可进入室内安装。由于室内较狭窄，因此，调压站内的管段或设备都是预先在预制工厂预制或室外预制后送到现场仔细核对数量，检查质量，并擦洗干净，然后按照安装图，准确地安装在规定的位置。调压室的安装1〕管道安装管道安装最好是密切配合建筑物施工进度进行。在开挖建筑物根底时，把室内地下管道预埋好，地下穿墙管在砌墙时预留出墙洞。室内地上管道可在室内装饰前或地面修筑前进行。为了减少现场安装工作量，应最大程度地预制，即把所需的弯头，带有分支管的管段以及法兰短管等预先制作。制作尺寸及重量应以方便现场装配为原那么。埋地管道的安装应严格控制各段管道的平面位置与标高；保证室内管道坡向室外管道。伸出地面的垂直管段，其高度应给地上管道的安装留有足够