丹东星展燃气工程项目可行性研究报告

辽宁省丹东星展燃气工程可行性研究报告页码：PAGE452010年2月辽宁省丹东星展燃气工程可行性研究报告目录1总论 11.1编制依据、原则与编制应遵循的规模、标准 11.2编制依据 11.3编制原则 11.4编制应遵循的规范、标准 21.5项目背景与工程建设必要性 51.5.1工程建设背景 51.5.2工程建设必要性 61.6工程概况及工程主要技术经济指标 72城市概况 92.1城市现状及城市性质 92.2自然条件 93气源选择 103.1气源选择 103.2气源概况 123.2.1气源保证 123.2.2天然气组份 123.2.3天然气参数 123.2.4供气压力 134工程项目范围与供气规模 134.1工程范围及工程内容 134.2供气原则及供气范围 144.2.1供气原则 144.2.2供气范围 144.3气化人口与气化率的确定 144.3.1城镇人口与气化率 144.4各类用户耗热定额的确定 154.5各类用户高峰系数的确定 174.5.1居民及公建用户 174.5.2工业企业 184.6供气比例与供气规模 184.6.1居民生活用气量 184.6.2公建用气量 194.6.3工业用气量 194.7各类用户耗气量平衡与高峰流量计算 204.8供气规模 225储气与调峰 225.1储气调峰量确定 235.2储气设施的选择 245.2.1LNG储气设施的选择 245.2.2CNG储气设施的选择 246场、站设计 276.1场、站址选择 276.2总图布置原则与总图布置 286.3场、站竖向设计 286.4交通运输及道路 296.5储配站工艺设计与主要设备 296.6公用工程 346.6.1建筑及结构设计 346.6.2电气工程设计 366.6.3给排水工程设计 386.6.4暖通设计 386.6.5通讯 396.7总图主要技术经济指标 396.8调压站 407城市燃气输配管网 417.1城市燃气输配管网压力级制确定 417.2城市燃气输配管网布置原则 447.3管网布置 467.4管网水力计算 467.5管道管材、管道敷设 477.6阀门及管道敷设 477.6.1阀门 477.6.2管道的敷设 487.7管道穿跨越 488自控系统 498.1概述 498.2SCADA系统的特点 508.3SCADA系统的功能 508.4SCADA系统的构成 518.5SCADA系统规模和纳入系统的主要工艺参数 528.6系统信道 538.7对仪表的要求 539消防和安全 549.1消防 549.1.1生产过程中火灾危险性物质特征 549.1.2生产过程中火灾危险性类别 549.1.3消防措施 549.1.4消防设计 559.2劳动保护与安全卫生 579.2.1生产过程中的职业危害因素 579.2.2设计采取的防范措施 5810环保与节能 5910.1环境保护 5910.2环境保护措施 6010.3环境效益 6110.4施工期间的环保 6210.5节能 6211组织机构及劳动定员 6211.1组织机构 6211.2劳动定员 6311.3机构职能 6312工程实施进度 6412.12010-2012年前实施进度 6412.22012-2022年实施进度 6413工程投资估算及经济评价 6513.1工程概况 6513.2编制依据 6513.3投资估算 6514经济评价 6614.1编制依据 6614.2基础数据 6614.3成本分析 6614.4损益分析 6714.5清偿能力分析 6814.6不确定性分析 6814.7财务评价结论 6815结论和建议 6915.1结论 6915.2建议 69附图天然气储配站总平面布置图城区管网水力计算图2010年2月1总论1.1编制依据、原则与编制应遵循的规模、标准1.1工程项目名称、建设单位及设计单位工程名称：辽宁省丹东星展燃气工程可行性研究报告建设单位：中国奥德集团实业有限公司设计单位：建设部沈阳煤气热力研究设计院项目建设单位：东港星展奥德燃气有限公司1.2编制依据《辽宁省丹东星展城区管道燃气工程项目建议书》《丹东星展城市整体规划》（2009～2020）3、《市政公用工程设计文件编制深度规定》（中华人民共和国建设部2004年3月）4、建设单位提供的相关资料5、建设工程设计合同1.3编制原则可行性研究报告在《丹东星展城市整体规划》的指导下进行，把大星展经济开发区建设成为经济繁荣、社会稳定、环境优美、空间布局合理和设施完善的现代化城市（区）为战略目标，以提高人民生活水平、减少环境污染、改善投资环境和促进社会经济发展为目的。贯彻远近结合，以近期为主的方针，并考虑适应气源的变化和发展的可能。符合统筹兼顾、因地制宜、保护环境的要求。本项目立足于高起步、高标准、高水平；引进技术先进、价格合理的关键设备，配套选用技术成熟、安全可靠的国内设备。本项目力求技术先进、经济合理、切实可行、方便实用、造福于民。本项目LNG储配站及输配干管拟一次设计、建设达到设计规模，用户则逐步开发，最终达到设计规模。本项目设计及建设严格遵守有关的城市燃气设计及安全规范。确定合理的用气指标以及供气比例，使项目的实施按市场规律运作。充分利用现有设施，以减少投资，加快建设速度；积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料；贯彻城市燃气为人民服务，为各行各业生产服务的方针确定合理的燃气价格，既考虑各类用户的承受能力，又要保证燃气经营者的合理利润，以保证燃气事业的健康发展；充分发挥天然气的优势，改变城市能源结构，合理确定供气比，大力发展各类燃气用户，改善城市大气环境，力求获得较好的经济效益、社会效益和环境效益；管网建设尽量做到与城市建设同步进行；合理利用土地，尽量节约耕地；重视安全、消防、环保和节能。1.4编制应遵循的规范、标准主要燃气规范：《城镇燃气设计规范》GB50028-2006《输气管道工程设计规范》GB50251-2003；《城市工程管线综合规划规范》GB50289-1998《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑设计防火规范》GB50016-2006施工及验收规范：《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998《建筑给水、排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002建筑：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑结构荷载规范》GB50009-2000《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《建筑抗震设计规范》GB50011-2001消防：《建筑设计防火规范》GB50016-2006《原油和天然气工程设计防火规范》GB50183-1993《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005管材：《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999《燃气用埋地聚乙烯管材》GB15558.1-2003计量：《天然气计量系统技术要求》GB/T18603-2001燃气性质《城市燃气分类》GB/T3611-1992《天然气的组成分析》GB/T13610-1992燃气设备：《管道阀门》APISpec6D-2002《城镇燃气调压器》GB16802-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592-20635-1997《钢制压力容器》GB150-1998腐蚀与防护：《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T4013-1995无损检测《钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果的分级》GB/T15830-1995；《钢熔化焊对接接头射线照相及质量分级》GB3323-1987《射线照相探伤方法》JB/T9217-1999运行管理：《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》CJJ51-2001《天然气输送管道运行管理规范》SY/T5922-1994《输油气管道通用阀门操作、维护、检修规程》SY/T6470-2000安全：《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992《可燃气体报警控制器技术要求和试验方法》GB16808-1997《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005《室外给排水和煤气热力工程抗震设计规范》GB50032-2003《火灾报警器系统设计规范》GBJ116-1988《石油化工企业可燃气体检测报警设计规范》SH3063-1994《化工企业静电接地装置设计规程》HGJ28-1990环境保护《环境空气质量标准》GB3095-1996《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996《污水综合排放标准》GB8978-1996《工业企业厂界噪声标准》GB12348-19901.5项目背景与工程建设必要性1.5.1工程建设背景国家在建城（1998）237号《关于开展全国城市天然气利用规划的通知》中指出：天然气的开发利用是今后一个时期我国能源发展的重要领域，这项规划将纳入我国“十五”能源发展规划以及国民经济和社会发展计划。加快开发和利用天然气的步伐，提高天然气在能源消费中的比重，是坚持可持续发展战略、优化能源结构，保护环境的重要措施。是提高人民生活水平，保护环境的需要。在这种前提下，发展天然气不仅是大势所趋，也是能源选择中的最优。天然气与其他燃气相比，是最安全、最可靠、最清洁的城镇燃气气源。天然气的主要优点有：天然气比空气轻，利于扩散而不聚集；爆炸下限，比液化石油气高2倍多，达到危险程度的时间要慢，而易于发现和处理；生产和供应无二次污染；无腐蚀性，燃烧烟气中除CO2外无酸性气体且热值高，天然气属无毒燃气，储量高、来源广泛，价格低。因此天然气必定是城市燃气中的首选气源。1.5.2工程建设必要性经济发展的需要：近年来经济发展较快，随着辽宁沿海经济带上升为国家战略，丹东进入了加快发展新的重大机遇期，天然气这一高洁能源的引入，不仅其本身将会形成新的产业，也将带动一批新的利用天然气作为原（燃）料的企业或产业的建立和发展，这大星展经济开发区的产业结构得到优化调整，起到减少投资，保护环境的效果，对经济的发展产生相当的积极作用。提高人民生活质量的需要：城市天然气的使用是现代城市居民生活质量提高的重要标志之一，将一改燃煤和罐装液化气燃料的使用弊端，使居民家居生活变得轻松便捷，使城市燃料运输量大大减少，同时也为城市集中供热、供冷等的发展创造了良好条件，因此，发展天然气将大大加快城市现代化的进程。改善环境的需要：城市目前公建用户的能源以煤为主，产生了大量的烟尘和有害气体。利用天然气这一高效清洁能源，解决了城区大量茶水炉、食堂灶、餐饮煤炉等居民生活及市场消费污染源造成的局部环境严重污染又缺少有效治理措施的矛盾，同时推广天然气能源，对实现辽宁（丹东）环保产业园的建设目标将起到重要作用。总之，东港大星展经济开发区管道燃气工程项目的实施对提高大星展经济开发区的城市品位、改善城市功能将起到非常重要的作用，是实现丹东-东港同城化跨跃式发展的重要举措。1.6工程概况及工程主要技术经济指标大星展经济开发区管道燃气工程主要工程内容包括LNG储配站及城区中压管网，工程主要技术经济指标如下：序号项目单位数量备注1供气规模：年供气量计算月计算日近期万米3/年1892万米3/日5.18远期万米3/年6816万米3/日18.42高峰小时流量近期米3/时3597.8远期米3/时12683.33气化居民人口近期万人9.0远期万人20.04气化率近期%47远期%775储气容积米32160006储配站座1含CNG减压站7柜式箱式调压器近期座10中低压调压站远期座168市区中压管道De250x28.6近期公里19.7远期公里14.0de200x18.2近期公里10.5de160x14.6近期公里3de110x10.0近期公里5.0远期公里4.19劳动定员人2010总投资万元11803.29耗电量万度/年15耗水量万吨/年0.111LNG进价元/米33.0到站价格12天然气售价元/米34.0工业用户4.1居民用户4.2公建用户13投资回收期税前年5.8（含建设期）税后年7.1414盈亏平衡点%45.7615内部收益率税前%17.17税后%12.08储配站占地米2133202城市概况2.1城市现状及城市性质前阳镇位于中国东北地区南部，辽宁省东南部，地理坐标东经123º22´～124º22´,北纬39º45´～40º15´。前阳镇是丹东东港市的工业重镇，位于鸭绿江口，黄海之滨，东距丹东市25公里、西距东港市内11公里。以行政辖区为界，全镇面积122平方公里，其中，城镇现状建设用地24.6平方公里，现状人口8万人；到2020年城区建设用地31.2平方公里，规划人口规模20万人。丹东市前阳镇的城市性质：在沿海经济带发展的大背景下，丹东、东港提出了同城化发展的新思路。前阳镇恰位于丹东——东港同城带的地理中心位置。未来无论是从空间上还是产业结构上，前阳都将发挥重要的纽带作用。位于丹东新城区西北部的辽宁（丹东）环保产业园为省级园区与前阳镇咫尺相望，相距不足4公里，规划面积15.86平方公里，人口15万人。园区定位为“和谐、科技、生态、唯美”，大力发展环保型产业和建设生态家园，对于丹东建设生态型旅游城市、建设最美的边境城市目标，具有十分重大的意义。2.2自然条件丹东市前阳镇属北温带季风型大陆性气候，属温带湿润地区季风气候区，同时具有海洋性气候特点，表现为春寒、夏凉、秋暖、冬温。昼夜温差小，无霜期长，降水充足，终年湿润等特点。前阳镇地处北半球中纬度地区，受海洋影响较大，温度比较适中，累计年均气温8.9℃，极端最高气温33.8℃，极端最低气温－26.7℃，一年之中，一月的气温最低，8月份气温最高。土壤冻结时间一般在11月中旬至次年4月上旬。土壤最大冻结深度为全市年均降水量为845.5毫米，年最大降水量为1320.7毫米；降水多集中在6～8月，占全年62.3％；日降水量≥25mm的年平均日数为9.8天。积雪最大厚度33cm。年常风向为X，频率为11％；次常风向为XE，频率为9％。强风向为SSE，夏季主导风向为SEE；冬季主导风向为XXM；长年主导风向X。年常平均风速为3.2米/秒，年平均最大风速为12.0～18.0m/s，风力＞6级的年平均日数约为11.8天。从地质构造看，前阳镇处在华北断块区辽东隆起的东部边缘，辽东隆起与黄海拗陷两构造单元的交接部位，第四纪断陷地—东沟盆地的南部。自第四纪更新世以来，一直持续沉降，积累了厚达30—50米左右的第四纪松散堆积物，自上而下为：填土层，粉质粘土层，淤泥层，粉细砂，粉质粘土，中砂，卵石层，以下为大理层、拓石，上部地基承载力为60－100KPa。地震烈度为7度。3气源选择3.1气源选择根据我国能源发展方针及地区的不同，目前能作为城镇燃气气源选择的主要有：天然气——随着我国经济发展、国力增强以及天然气利用的认识加深，我国已经确定在21世纪内把天然气开发利用作为能源发展的战略重点。CNG——在远离“天然气输气主干线或输气支线，若运距小于200Km或最大不超过300Km的中小城镇，可考虑已使用上天然气、且建有CNG(压缩天然气)加气母站的城市，采用CNG高压气体运输半挂车，从CNG加气母站充气，通过公路运送至城镇CNG供气站；LNG——液化天然气，我国始于2000年上海浦东LNG工厂,供气量10×104m3/d，主要用作城市调峰及备用气源。现在河南璞阳、新疆广汇、鄂尔多斯、松源油田、山西晋城等地均建有LNG工厂，其中新疆广汇规模最大，日供气量达150LPG——液化石油气经气化或混空作为城镇燃气，在我国已有10余年历史，但因近几年国际油价的飚升，加上我国每年需进口原油1亿多吨，又考虑到LPG供应的稳定性和价格的不定性，所以如何合理的选择LPG作为城镇燃气气源应充分研究，但能保证LPG供气的城镇还是可以考虑，或作为过渡气源。煤制气——可根据当地可供煤源、煤质及供应价进行制气工艺选择，三废处理应列为重点研究。煤制气虽可作为城市燃气气源考虑，但真正实施要严加慎重。对城市燃气气源的选择，必须贯彻多种气源、多种途径、因地制宜、合理利用能源的发展方针，优先使用天然气，合理利用液化石油气，慎重发展煤制气。所以在选择气源时要对当地或周边可供能源，在工艺技术上、在工程投资上、在环境保护方面、在气源供应稳定性和燃气售价等方面，需经环境效益、社会效益、经济效益的综合性分析和比较后确定。根据前阳镇实际情况，本工程拟定丹东前阳管道燃气远期气源以LNG液化天然气和长输管道天然气为主导气源，以压缩的天然气为辅助气源；近期根据市场开发情况以LNG液化天然气为主气源，以CNG压缩天然气为辅助气源。由于远期气源不确定因素较多，本次报告只对近期气源CNG和LNG做为主要的研究对象。3.2气源概况3.2.1气源保证本工程近期气源为压缩天然气和LNG液化天然气，在前阳镇城西，201国道北侧疏港铁路与江山路交叉点东南地块兴建天然气储配站。3.2.2天然气组份表3.2-2天然气组份一览表组份C1C2C3iC4nC4iC5nC5C6C7C8N2mol%86.894.734.830.931.240.290.210.100.050.020.593.2.3天然气参数爆炸极限： 4.91％～15.77％低发热值： 39.67MJ/m3气相密度： 0.772㎏/m3运动粘度：12.072×105/s华白数：54.23MJ/m3天然气质量：符合国家标准《GB17820-1999》二类气的技术标准。3.2.4供气压力近期气源CNG经减压至0.4MPa后送入城市中压管网；LNG液化天然气经气化调压至0.4MPa后送入城市中压管网。4工程项目范围与供气规模4.1工程范围及工程内容1、大星展经济开发区天然气储配站（含LNG储气设施、CNG减压站）站内设有LNG储罐，空温气化器、过滤、计量、调压、加臭等工艺设备；站内设有配电、消防、锅炉、维修、车库及综合办公楼等附属设施。2、城市中压管网，包括中压干管和调压设施在储配站天然气经调压后，以0.4MPa压力送入城市中压管网。中压管网合计：de250：33.7kmde200：10.5kmde160：3.0kmde110:9.1km中低压调压站：26座（近期10座，远期16座）3、自动控制系统；4、工程投资估算及技术经济分析。5、本工程不包括庭院管道及户内燃气管道的设计。6、本工程不包括远期气源设计。4.2供气原则及供气范围4.2.1供气原则1、主要解决居民用户、公建用户、工业用户的用气；2、对气化区内的居民及职工食堂优先供气；3、对于气化区内的托儿所、学校、医院、宾馆优先供气；4、对于以气代油、以气代煤的工业用户优先供气；5、对于能提高产品质量，降低劳动强度有显著经济效益并在工艺上适宜用的用户优先供气。4.2.2供气范围本可研报告供气范围包括前阳镇内及辽宁（丹东）环保产业园的居民、公建、工业等用户。供气分近、远期两个阶段：近期（2010年至2012年）；远期（2013年至2022年）。4.3气化人口与气化率的确定4.3.1城镇人口与气化率1、居民用户受城市基础设施发展状况、居民的居住条件、管网敷设状况以及经济技术等各方面的因素，城市居民管道燃气的气化率很难达到100%。居民的生活水平也是决定居民管道燃气气化率的一个不可忽视的因素。根据其它城市天然气利用的经验，天然气进入城市后可优先发展居民与公建用户，工业用户也可重点突击。一般情况下，居民生活的气化率有一个发展过程。前阳居民生活管道天然气气化率及气化人口表见表4.3－1：表4.3－1前阳天然气气化率及气化人口表年份2012年2022年城市人口（万人）920气化率（%）4777气化人口（万人）4.215.44.4各类用户耗热定额的确定居民生活用气耗热定额：居民生活的耗热定额是确定居民用气量的一个重要的基础数据，决定着城市居民用气量预测的准确性、可靠性，关系到整个工程的规模和投资。影响居民生活耗热定额的因素很多，主要有当地的气候条件、居民的生活水平和饮食习惯、住宅内用气设备的设置情况、公共生活服务网（食堂、熟食店、饮食店、浴室、洗衣房等）的发展程度以及社会副食的成品、半成品供应情况，热水供应情况，社会气化普及程度、燃气价格等。因此各城市和地区的居民耗热定额不尽相同，需具体情况具体考虑，根据城市的不同情况确定。结合大星展经济开发区居民生活水平及参照周边城市的耗热定额的数据，确定本工程居民生活耗热定额为折合2093MJ/人·年（50×104kcal/人·年）。公建用户：几种商业建筑用气量指标：类别单位用气量指标职工食堂MJ/人·年（1.0×104kca1/人·年）1884-2303（45-55）饮食业MJ/座·年（1.0×104kca1/人·年）7955-9211（190-220）托儿所幼儿园全托MJ/人·年（1.0×104kca1/人·年）1884-2512（45-60）半托MJ/人·年（1.0×104kca1/人·年）1256-1675（30-40）医院MJ/床位·年（1.0×104kca1/床位·年）2931-4187（70-100）旅馆招待所有餐厅MJ/床位·年（1.0×104kca1/床位·年）3350-5024（80-120）无餐厅MJ/床位·年（1.0×104kca1/床位·年）670-1047（16-25）高级宾馆MJ/床位·年（1.0×104kca1/床位·年）8374-1046（200-250）理发MJ/人·年（1.0×104kca1/人·年）3.35-4.1（0.08-0.1）又根据大星展经济开发区居民生活习惯和经济水平，考虑到气源的供气能力，并参照周边城市，本工程确定商业户耗气量占居民户用气量的比例如下表：年限20122013～2022占居民用气比例0.250.30工业用户：根据大星展经济开发区现有的工业发展状况及总体规划中关于工业的发展规划，工业用户用气量进行估算。4.5各类用户高峰系数的确定4.5.1居民及公建用户燃气用气量的不均匀性是居民生活与公建用气的一个显著特点，其用气量是逐月、逐日、逐时不断变化的，这种用气的不均匀性通常用三种不均匀系数来反映，即月不均匀系数、日不均匀系数、时不均匀系数，三种系数中的最大值分别为月高峰系数Km、日高峰系数Kd和时高峰系数Kh。Km、Kd、Kh的确定非常重要，不仅关系到燃气输配管网的管径、设备通过能力和储气能力，同时还直接影响到规划投资及以后的运行管理（如用气量预测和调度等）。按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中第6.2章的规定，居民生活和公建燃气小时计算流量按下式计算：Qh=(Km×Kd×Kh×Qa)/（365×24）式中：Qh燃气小时计算流量（m3／h）Qa年燃气用量（m3／a）参照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006推荐数据和类似规模城市的情况，确定城市的用气不均匀系数。1、月不均匀系数以及月高峰系数我国城市月不均匀系数一般在1.10～1.30之间，由于地理位置及气候原因，南北方城市用气月高峰系数偏差很大，但随着社会的发展，城市基础设施进一步完善，南北方城市月高峰系数偏差逐渐减小，近年来基本相近。根据前阳镇用气规律，确定前阳镇月高峰系数Km为1.2。2、日不均匀系数以及日高峰系数根据实测资料，城市用气在一周中，从星期一到星期五用气量变化小，而星期六、星期日用气量较多，节假日用气量更多，以春节前几天用气量最大。据调查本城市的日不均匀系数在1.05～1.2之间，因此确定前阳镇日高峰系数Kd为1.10。3、时不均匀系数以及时高峰系数城市居民和公建用户的用气不均匀性波动幅度很大，表现为傍晚最大，中午次之，早上再次之。一般城市小时不均匀系数在2.2～3.2之间，因此确定前阳镇时高峰系数Kh为3.0。即：月高峰系数：1.2日高峰系数：1.10时高峰系数：3.04.5.2工业企业工业用户的用气不均匀性，主要取决于生产工艺、气侯变化及轮休和节假日。就总体而言，工业用户的用气不均匀性主要有生产班制来决定，据调查本工程有用气需求的工业企业均为连续性三班制，因此其月、日、时不均匀系数为1.0。4.6供气比例与供气规模4.6.1居民生活用气量根据城市人口、气化率、耗气指标计确定居民生活用气量，居民用户用气量计算公式：V——居民用气量（m3/a）Q——居民耗热定额MJ/人·年M——规划人口（人）n——气化率Q低——天然气低热值39.67MJ/m3每人每年耗热2093MJ，天然气热值39.67MJ/m3，折天然气0.51m3/户·计算结果详见表4.7-1表4.6-1居民生活用气量表年份人口(万人)耗热定额(MJ/人.年)天然气气化率(%)气化人口(万人)耗气量(x104201292093474．2322320222020937715．48134.6.2公建用气量公建用户2012年按居民用气量的25％估算，2022年按居民用气量的30％估算。计算结果如下：表4.6-2公建用户用气量表年份占居民用气量比例耗气量(x10420122555．8202230243．94.6.3工业用气量预计大星展经济开发区工业用气量按15％左右逐年递增。估算结果如下：表4.6-3工业用气量表(x104年份工业耗气量20121518．620131725．120141959．720152226．2201625292017287320183263．720193707．620204211．820214784．620225418．34.7各类用户耗气量平衡与高峰流量计算大星展经济开发区天然气用户包括居民生活、公建、工业用户，总用气量除上述各类用户的用气量外，还包括其他不可预知的用气量，其用气量按全部用气量的5%计算。近期、远期年供气量平衡数据见表4.7-1。4.7-1大星展经济开发区用气量平衡表用户类型2012年2022年104（%）104（%）居民用气量2231281312商业用气量55．83243．94工业用气量1518．6805418．379其他用气量94．65340.85合计1892.01006816.0100近期、远期平均日天然气用气量见表4.7-2。4.7-2星展平均日天然气用气量用户类型2012年2022年104（%）104（%）居民用气量0．61122.212商业用气量0.1530.674工业用气量4．168014．679其他用气量0.265.00.935.0合计5.18100.018.4100近期、远期计算月平均日天然气用气量见表4.7-3。4.7-3星展计算月平均日天然气用气量用户类型2012年2022年104（%）104（%）居民用气量0．73132．6414商业用气量0．183．40．84工业用气量4．1678．614．677其他用气量0.225.00.565.0合计5.2910018．6100根据各类用户日、时不均匀系数，计算高峰小时流量见表4.7-4。表4.7-4各类用户高峰小时最大用气量表用户类型2012年2022年m3/h（%）m3/h（%）居民用气量1204．536435635商业用气量2979132012工业用气量1733．3506083．348其他用气量3635.09245.0合计3597．810012683.31004.8供气规模根据以上计算结果，本工程供气规模见下表4.8-1表4.8-1供气规模表年份2012年2022年年供气量（1041892.06816.0年平均日供气量（1045．1818.4计算月最大日供气量（1045．2918．6高峰小时最大用气量（m3/h）3597．812683.35储气与调峰城市燃气用气量是不断变化的，特别是居民和公建用户的用气量，每月、每日和每时都在变化，高峰低谷相差悬殊。但气源的供应，是不可能完全按照城市用气量的变化而随时调节。为确保用户连续供气，解决供气和用气的平衡问题，可供采纳的方法有如下三种：一是设置机动气源，建设生产能力足够大，调度调整非常灵活的气源厂，其最大生产能力要能满足最大月内最大用气日的最大小时用气量，同时又能方便灵活的将供气能力降低至最小用气量的负荷；二是利用缓冲用户，选择一些调峰用户，高峰时这些用户少用气或不用气，气源生产能力能保证正常用户最高用气量的需求；三是建设容量足够大的储气设备，气源设施按年用气量满负荷均匀生产（或上游供气），在用气低谷时，能将剩余的燃气全部存入储气设备，到用气高峰时，再从储气设备取出供给用户。5.1储气调峰量确定为解决城市燃气输配过程中的用气高、低峰，城市燃气供应一般由储气设施来解决，特别是对那些产气量或供气量恒定的城市燃气气源则需要建设一定规模的储气设施用来解决高峰时燃气供应量不足，而低峰时燃气又无处供应的情况，利用储气设施采用低峰时储气，高峰时供气的方法来平衡燃气的生产与供应的矛盾，一般情况下，储气设施可以解决时调峰问题。根据大星展经济开发区工业用户的情况，工业用户的特点为常年连续用气（检修期除外），用气量基本是均匀的，因此城市储气量主要考虑工业用户用气量以外的居民及公建的用气和CNG汽车的用气调峰。由于星展镇近期气源采用LNG和CNG双气源供气，远期气源拟采用长输管道天然气和LNG液化天然气，故天然气储配站储气量暂时解决2012年之前的储气量，确定储气调峰量为3205.8m35.2储气设施的选择对于星展镇来讲，近期采用LNG作为主要气源，CNG为补充气源。5.2.1LNG储气设施的选择LNG储气设施主要有卧式储罐和立式储罐两种，其主要参数如下：序号项目立式低温储罐卧式低温储罐1外形尺寸Φ3454mm×17000mmΦ3200mm×22030mm2设计压力0.80.83设计温度-196-196从上表可以看出立式低温储罐与卧式低温储罐相比，其占地面积小，价格便宜，而设计参数基本一致。所以本工程选用立式低温储罐。5.2.2CNG储气设施的选择CNG储气设施根据储气压力的不同，可分为低压储气和高压储气。由于来气压力较高，为充分利用其压力，设计采用高压储气。目前，国内外采用的天然气高压储气方式有高压球罐储气、高压管束储气、高压管道储气（长输管道末端储气和城市高压管道储气）、地下储气库储气等。根据前阳镇实际情况，该城市不具备地下储气库储气的条件。现就高压球罐储气、高压管束储气、高压管道储气和CNG高压气体半挂拖车储气进行比较选择。高压球罐储气：高压储罐又称定容储罐，是靠改变储罐中的压力来储存燃气的。由于定容储罐没有活动部分，因此结构比较简单。高压罐按其形状可分为圆筒形和球形两种。与圆筒形储罐相比，球形储罐具有受力好、省钢材、占地面积小、投资少等优点，在世界各国应用广泛。国内外较广泛采用的球罐容积为3000m3—10000m3，工作压力一般在1.0～1.6高压管束储气：高压管束储气是利用天然气压缩机等加压设备将天然气继续加压并储存至专门设置的高压管束中。高压管束储气是用若干钢管构成的管束埋设于地下，构成储气设备，利用其能承受高压的特性进行储气。管束所用的钢管直径一般为1.0m～1．高压管束的设置压力特别高，可以达到20Mpa以上，因此，很小的管径和长度就可以获得大量的天然气储存量。但由于高压管束储气压力非常高，需要设置专门的加压设备，同时对管束的要求也非常高，管束的价格比较贵，因此,管束储气早期在国外一些国家如美国、英国等采用过，但在我国还没有使用的先例。高压管束储气可以结合城市的加气站建设来考虑，利用加气站中压缩机进行压缩。高压管道储气：高压管道储气是利用本身需要建设的各种输气管线，在满足输气能力的同时，适当增加管径，使其具有一定的管道储气能力。高压管道储气包括长输管线末段储气和城市高压管道储气。长输管线末段储气是利用从最后一座压气站到终点配气站之间的长输管线进行储气；城市高压管道储气是利用敷设在城市的高压城市管道进行储气。城市高压管道储气目前在城市天然气利用工程中是最为广泛应用的调峰方式，在我国大型城市天然气供应系统中基本上都有采用。其主要是利用扩大城市高压输气管道管径，或沿城市外围建设专用高压管道，在高压管道满足完成输气任务的同时，储备城市调峰所需的天然气。高压管道储气，其储气能力主要取决于设计压力、管径和长度，同时高压管道所连接的高中压调压站流量大小也会对储气能力造成较大影响。为了获得较大的储气能力，采用该方式储气时一般管道设计压力应该在2.5Mpa以上，其最低压力可根据高中压调压站入口压力确定，一般不宜低于0.6Mpa。在确定高压管道流量和压力后，其储气能力主要就随管径和长度的变化而变化了。高压管道储气应具有下列三个条件:1）在储存和补充供气不足的过程中，管道能保证所连接用户的稳定流量。2）管道末端的最高工作压力不能高于门站压力，管道终点的最低压力不能低于高压管所连接用户所需最低工作压力。3）管道强度应能承受有最高压力和最低压力所决定的各点压力和平均压力城市高压管道储气的最大优点是，合理的利用了城市输气高压管，节约投资，运行维护管理方便。其最大缺点是，为了保证输气供应，存在提前建设储气设施，同时，设计压力要求较高，当高压管道靠近城市区域范围时，由于安全间距的要求，存在对城市建设的一定的影响。丹东前阳城市较小，不适合在城市周围建设高压管道储气。CNG高压气体半挂拖车储气：CNG高压气体半挂拖车储气的最大优点就是便捷，储气灵活性大，节约投资，减少储气用地。其最大的缺点就是储气能力有限，受天气状况和运输条件的影响比较大。星展镇主要采用CNG作为辅助气源，所需调峰的气量也很小，所以本工程采用CNG高压气体半挂拖车进行储气比较合适。6场、站设计本工程场站建设为天然气储配站的设计。6.1场、站址选择天然气储配站的选择应综合考虑诸多相关因素，应既有利于减少工程投资，也要确保安全，其场站站址的选择原则如下：必须遵循城市总体规划；必须满足国家有关安全间距的要求；应交通便利，有良好的水、电等外部条件；以节约土地资源的目标出发，要尽量少占耕地；合理利用气源，降低运行成本；减少对环境的影响，有利于“三废”的处理和排放。6.2总图布置原则与总图布置总图设计严格按规范进行，并满足工艺流程要求，平面布置按功能分区设置，确保生产安全、管理方便。总图由两部分组成：生产区，生产辅助区。生产区和生产辅助区用实体围墙隔开。（储配站总平面布置图见附图）生产区：生产区布置在储配站西侧，生产区包括调压加臭计量区、LNG储罐区、CNG卸气减压区组成。生产辅助区：生产辅助区布置在储配站东侧，在区内布置配电间、锅炉房及机修间、办公楼、仓库等。围墙、大门和道路：储配站周围设2米高的实体围墙，设两个对外出入口与站外道路连接；站内设环形消防通道，道路转弯半径不小于12米，道路宽不小于4.0米6.3场、站竖向设计应满足站区内外道路运输和装卸对高程的要求，同时还要满足物料输送对高程的要求，使站区有良好的运输及消防条件。应使站区不受洪水及内涝水的威胁，场地坡度既要有利于场地排水，又不受雨水冲刷。纵向排水，由北至南自然排出。场地平整应在满足各项工程技术要求的前提下，因地制宜，尽量减少土石方工程量。6.4交通运输及道路本项目天然气气源采用高压气体半挂拖车运送至储配站，尚需配备生产运输车辆，其中CNG半挂拖车三辆。为储配站配备办公用车和生产维修用工具车各一辆。6.5储配站工艺设计与主要设备储配站工艺主要由以下部分组成1、LNG装置区工艺流程：LNG为低温液体，常压下液态温度为-162℃液化天然气（LNG）由汽车槽车运至气化站。贮罐接收槽车内的LNG时压力保持在0.3MPa，槽车由站区内的自增压系统升压至0.6Mpa后，通过压力卸车口，将槽车内的LNG卸入LNG贮罐内储存备用。当向外供气时，打开贮罐的自增压系统，升压至0.5MPa，然后打开贮罐液相出口阀门，通过压力将贮罐内的LNG送至空温式气化器进行气化，再通过电加热水浴式气化器进一步气化为常温的NG，NG再经调压器调压、加臭后，进入城区中压管网。LNG气化采用空温式气化器（自然气化）与电加热水浴式气化器（强制气化）相结合的串联流程。空温式气化器为翅片管换热器，管内为LNG，管外为大气。LNG吸收大气显热后气化为NG。由于低温贮罐与低温槽车内的LNG的日蒸发率约为0.3％，这部分蒸发气体（温度较低）简称BOG（BoilOffGas），使贮罐气相空间的压力升高。为保证贮罐的安全及装卸车的需要，在设计中设置了贮罐安全减压阀，BOG加热器和BOG贮罐，可根据贮罐储存期间压力会自动排除BOG。白天居民用气高峰时，产生的BOG气体通过放空阀至空温式气化器和电加热式水浴气化器加热、调压后进入管网，当夜晚用气低峰时，通过手动放空阀送至BOG贮罐内储存。主要设备：1)低温立式贮罐根据供气规模、气源情况、运输方式和运距等因素，按本工程设计规模5.51×104m3/d的气化量计算，则需气化天然气（液态）量为91.83m3/d。本项目选用三台100m3LNG储罐参数：储罐为双层绝热结构，夹层内填充珠光砂并抽真空绝热，设计压力为0.67MPa。2)气化器本项目达到设计规模时，高峰小时流量为5540.18m3选定空温气化器三台，气化量为3000m3水浴式气化器三台，气化量为3000m33)增压器储罐增压气化器（空温式）三台，200m3卸车用增压气化器（空温式）三台，200m34)加热器BOG空温加热器一台，800m3EAG空温加热器一台，400m35)BOG储罐选择100m36)调压装置调压器的选择应能满足进口天然气的最高、最低压力要求；压力差应该按调压器前天然气管道的最低设计压力与调压器后天然气管道的设计压力之差值确定；调压器的计算流量，应按调压器所承担的管网小时最大输送量的1.2倍确定。7)热水炉及配套热水循环泵热水炉是用于水浴式气化器加热，热水循环使用。根据LNG气化时所需热量，经计算本工程选用热功率10×104kcal/h热水炉二台，每台热水炉的循环水量为4m3/h。耗天然气12.8m2、CNG卸气减压压缩天然气调压设备的技术参数:设计压力：25Mpa（高压段）设计温度：-10～80℃调压器进口压力：20Mpa调压器出口压力：0.4Mpa换热器水温：一级换热器进口85～90℃，出口78～80℃加热器功率：由设备性能决定。安全连锁：天然气出口压力超限，一级调压后温度、压力超限，换热器水温超限、水流超限。工艺流程：压缩天然气就是一种把净化后的天然气进行多级压缩至20～25Mpa，以高压气体半挂车运输至调压接收站，经调压后再分送至用户。其工艺组成包括：高压气体运输半挂车：一个橇装车可带多个高压钢瓶，每个钢瓶公称容积为2.25m3，一辆半挂车一次可运3000～4500Nm卸气柱：包括连接管道，如快装接头，高压胶管、控制阀门和管路等。减压系统：将钢瓶中20MPa的高压天然气减至用户需要的或城市管网压力级制后送出。其设备包括一级调压器，二级调压器或三级调压器。伴热装置：在天然气降压过程中，气体温度下降，为防止管路出现冰冻现象，减压装置需设置气体加热器，对减压的压缩天然气进行加热处理。安全控制、保护装置：为保证设备的安全有效的运行和输出压力的稳定，需设置安全控制和保护系统如紧急切断阀、超压放散阀、过滤器、控制阀门、燃气泄漏报警器等。自动切换和中央控制系统：在供气过程中，钢瓶压力变化范围很大，为保证输出气量持续、稳定以及保证系统正常工作，需要设置自动切换装置。包括控制台、温度、压力流量传感器、控制阀门等。显示仪表：压力、温度等。工艺流程简述：根据我国天然气市场的发展和压缩天然气输送技术情况，目前，国内常用的压缩天然气减压装置为500Nm3/h～5000Nm3/h，本工程选用单路流量5000Nm3/h减压系统，调压形式选用两级调压。高压钢瓶一般充装压力20Mpa，经一级调压后压力为1.6Mpa，一路进入储罐，一路继续调压至0.4MPa经计量加臭后进入中压管网。计量加臭系统CNG减压后气体经计量、加臭后送入中压干管。过滤器：本工程输送的天然气虽经净化，气体在正常输送过程中虽无凝液析出，但有些颗粒粉状机械杂质，并考虑近远期用户发展，过滤器选用MCC1215滤芯过滤器，该过滤器绝对过滤精度为<50μ，悬浮固体颗粒及液滴的去除率达到99%。设备本体采用快开盲板卧式结构。本工程选择的过滤器安装在流量计前。流量计：选择的涡轮流量计有流量指示、记录和累计功能。加臭装置：供给城镇的燃气，应具有可以察觉的臭味，本工程在前阳天然气储配站设有自动加臭装置一台，其燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：无毒燃气泄漏到空气中，在达到爆炸下限的20%时，应能察觉；有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；本工程选择的加臭装置可露天设置、安装方便，并能根据燃气流量的大小而自动调节加入加臭剂，也可人工设定加入量，并可定时，即时显示、打印累计加臭装置运作情况。本工程加臭剂选用四氢噻吩，加臭剂用量为每立方米天然气20mg。阀门：本工程主要截断阀采用手动球阀，放空及排污均采用双阀串联。管材选择及防腐：站内LNG装置区内的使用温度低于－20℃6.6公用工程6.6.1建筑及结构设计建筑及结构设计原则：依据设计规范的规定要求，综合储配站生产特点，对厂区内的建筑要首先做到结构安全可靠，同时注意经济效益及环境效果，力求使建筑物的造型美观大方，色调协调统一，建筑物的平面布置在满足工艺要求的前提下，尽量采用建筑统一标准化和模数化。储配站内建、构筑物按永久性建、构筑物进行设计；建、构筑物耐火等级为二级；建构筑物均按《建筑设计防火规范》和《城镇燃气设计规范》的要求进行设计，建筑设计应在满足工艺要求的前提下，从平面布局到立面造型，要做到既简洁明快，又富有特色；要体现实用、经济、美观、节能；建筑装修应注重选材，合理搭配，使站内建筑装修和谐统一。建筑设计说明：屋面做法—砼结构层，找平层；防水层；保温隔热层；商曲瓦；排水形式—所有建筑采用有组织排水；墙体—砖混结构均采用普通机制MU7.5红砖，砂浆M5，墙厚240mm；装修—内墙面均为普通纸筋灰抹面，外墙面均为彩色涂料罩面，门为自动卷帘门。地面—普通水泥地面，对有防火、防爆要求的房间及区域的地面做不发火水泥地面。结构部分设计说明：建筑物结构形式均为砖混结构；基础确定在设计时，根据工程地质勘察资料确定。建构筑物综合一览表序号名称面积层数1综合办公楼1100m2三层2锅炉房54m一层3消防泵房27m一层4消防水池1600m露天5配电间、机修间等180m一层6.6.2电气工程设计本设计包括储配站(供气车间、综合楼)以及储配站的界区内动力配电、照明。用电负荷及负荷等级：本工程的储配站的用电负荷为一级负荷，其它用电负荷则属三级负荷。供电电源：由东港供电局引入10KV（容量为100KVA）至站区之间，设100KVA变压器一台，经10KV/0.4KV变压及相应配电之后供站区内使用，另设一台柴油发电机，输出功率50KW，准备为储配站主要设备使用，构成一级负荷供电。所有电气设备均要满足dⅡBT4防爆电气设备的要求。用电功率本工程用电负荷均为380/220V用电设备，用电分配表用电地点用电功率（KW）办公楼12自控及仪表8CNG减压系统20LNG气化系统10消防泵房56厂区照明10合计116年用电量：15万度。照明：已设计的照明标准均依据《工业企业照明设计规范》GB50034—92确定。在建筑物设置正常工作照明外，在主控室、及变配电室发电机房均设置局部应急照明；生产用照明采用金属卤化物灯或高压钠灯。办公用照明主要采用荧光灯。另外少量采用白炽灯；防雷：对具有爆炸危险的天然气储配站建、构筑物的防雷等级应符合现行的国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057—94（1997年版）防爆场所按二类防雷建、构筑物进行设计，并采取防直击雷、雷电感应、雷电波侵入的措施。电力设备做大气过电压及内电压保护。接地：配电装置的设计应采取保护接地。变压器中性点为工作接地。低压配电系统的接地型式采用TN—S系统。有防雷接地和防静电接地，在工艺装置区等需要防爆环境的接地电阻应不大于10欧姆，其他接地电阻值满足相应规范要求。同一地点出现上面两个及以上接地时，采用同一个接地网接地。防静电：金属工艺管道及设备均需做静电接地。敷设方式：储配站内电缆均采用直埋或穿钢管埋地敷设，厂房内的线路设计应采取电缆或导线穿钢管明或暗敷设。6.6.3给排水工程设计给水：本站用水量很小，且用水不连续，外接市政水供生产、生活使用，生活用水按0.4m3/人.日、浇洒道路及绿化用水按3m站内生活供水管采用焊接钢管，室内给水采用铝塑复合管，室内排水管采用UPVC管。排水：本工程天然气是采用密闭输送，天然气在管输中不产生任何污水，储配站的污水主要来自不定期设备清洗和场地冲水，其污染物主要为泥沙类机械杂质及生活污水。污水外排视当地具体情况将按《污水综合排放标准》GB8928—1996执行。站区内采用污水分流，生活粪便污水经化粪池处理后和生产废水经沉淀隔油处理后，排入站外排水系统。雨水利用占地坡度通过经流排出站外。站内污水管采用混凝土管。6.6.4暖通设计采暖：站内设燃气锅炉对办公及辅助用房进行采暖。通风：站内设备均为露天设置，不需要强制通风；办公用房通风采用自然通风即可。6.6.5通讯设计范围：本设计范围为储配站装置区内的电信，包括：行政电话、无线对讲电话、火灾报警系统及装置区内的通信线路。行政电话：为满足公司、城区收费站等部门的行政管理和对外通信的需要，在上述部门设置直通市电信局的直拨电话，数量为8门。无线对讲电话：根据生产需要，对联系频繁的储配站、城区收费站等部门设置无线对讲电话，数量有约10对。自控仪表设计详见8章节自控仪表SCADA系统及IC卡售气管理系统6.7总图主要技术经济指标序号名称单位指标备注1储配站占地面积m2133202生产厂区占地面积m27244.623建筑物占地面积m2813.24道路广场占地面积m218875建筑系数%16.446绿化系数%15.07围墙长度m536.406.8调压站前阳镇内建设的调压站为区域调压站和橇装站，站址选择根据用户发展情况确定。调压设施的作用是：将输气管网的压力调节到下一级管网或用户所需压力；保持调节后管网压力的稳定。调压设施的选择应根据具体情况、压力而定。对于大型的工业用户，采用专用调压柜的调压方式；公建用户视用气量的大小采用调压柜、调压箱；居民生活的调压设施为调压柜、调压箱、用户调压器。调压箱（柜）的选型可根据居民小区的规划、住宅型式而定，单台调压器额定流量为25～50m3/h，可供应50～100个居民用户；单台调压器额定流量为500～1000m3/h，可供应1000～2000个居民用户。调压箱（柜）带有保护箱壳，可不设房子。按《城镇燃气设计规范》的要求可设置在小区绿化带地面上，小型的可以挂在楼栋外墙壁上，但不得设在楼内。调压设施的设置应符合《城镇燃气设计规范》5.6.3所规定的调压站（含调压柜）与其他建筑物、构筑物的水平净距。详见表6.8－1。调压柜和调压箱均采用国产优质设备，设置过滤器和旁通，具有超压自动截断和超压安全放散功能，专用调压柜设计量仪表，流量计。调压站（含调压柜）与其他建筑物、构筑物水平净距（m）表6.8-1设置形式调压装置人口燃气压力级制建筑物外墙面重要公共建筑物铁路中心线城镇道路公共电力变配电柜地上单独建筑高压(A)18.030.025.05.06.0高压(B)13.025.020.04.06.0次高压(A)9.018.015.03.04.0次高压(B)6.012.010.03.04.0中压(A)6.012.010.02.04.0中压(B)6.012.010.02.04.0调压柜次高压(A)7.014.012.02.04.0次高压(B)4.08.08.02.04.0中压(A)4.08.08.01.04.0中压(B)4.08.08.01.04.0地下单独建筑中压(A)3.06.06.0－3.0中压(B)3.06.06.0－3.0地下调压箱中压(A)3.06.06.0－3.0中压(B)3.06.06.0－3.0调压设施数量中低压调压箱（柜）近期10个远期16个7城市燃气输配管网7.1城市燃气输配管网压力级制确定根据现行《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）对输送燃气的压力（表压）分级见表7.1-1.表7.1-1城镇燃气设计压力（表压）分级表名称压力（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≤0.20低压燃气管道p＜0.01在确定压力级制时，要综合考虑城市规模及道路地下管线设施布置和安全间距等因素。中压管道的功能主要是输气配气，中压管道的管径大小直接影响输配系统的投资，管网投资在输配系统中约占40%左右。在天然气输配系统中，中压管道压力越高，管径越小，投资越省。因此，确定管网压力级制的基本原则是：在充分满足各类用户用气压力和中压管网投资增加不多的前提下，尽量降低中压管网的起点压力；符合当地有关规划，特别是能源发展规划和燃气工程规划；应充分利用来气压力，以减少工程投资；要根据用户对用气压力的要求，确定压力级别，保证供气；考虑长远发展的弹性要求；中小城市输配的输气管网系统压力级制，一般采用中压一级和中压／低压二级这两种压力级制。现将两种压力级制主要优缺点分析如下中压一级系统：减少管道长度。该系统可避免在同一条道路上敷设两条不同等级压力的管道，据几个城市设计方案统计，可减少管道长度10%—20%；节省投资。通过提高输送压力降低了管径，中压一级系统比中低压两级系统节省管道投资约20%；提高灶具燃烧效率，采用箱式调压装置供气，易保证所有用户在额定压力工作，从而提高燃烧效率约3%。由于避免了灶具在超负荷下工作，从而减少烟气中CO含量，改善了厨房的卫生条件；要求安装水平高，尤其是中压庭院管道在中压下运行，须保证安装质量，否则漏气量将比低压管道大的多，易发生事故；供气安全性较低压供气差，一旦发生庭院管道断裂、漏气，其危及范围较大；楼栋调压装置数量较多，不易管理；中低压两级系统：调压设施数量较少，易于运行管理；安全距离易保证。按照规范要求，低压管道比中压管道的安全距离要求小；由于增加了管道长度及管径，使投资增加；区域调压站与周围各建筑物有一定安全距离要求，因此在城市人口密集的地区选择调压站的位置十分困难。燃气输配系统的压力级制与其供气规模，气源特点，供应方式及管材的选择密切相关，而且受到现状输配系统压力级制及城市发展状况的制约。因此在确定输配系统压力级制时，不仅要满足近期供气要求，还要考虑远期城市不断发展的需要，同时应考虑到现有燃气管网的压力级制，在满足供气要求下，应尽量避免原有管网的大规模改造。考虑到丹东前阳城市的发展，供气的安全性并参照同等规模城市天然气管网压力级制，确定丹东前阳城区输配系统为中低压两级供气。压力级制为：中压管网起点压力0.4MPa，低压管网供气压力为3000Pa。7.2城市燃气输配管网布置原则根据确定的中压燃气管道A级，即0.2<P≤0.4MPa压力级制，其管网布置应按下列原则：中压管网的布置应按城市总体规划和燃气利用规划，并贯彻近远期结合，以近期为主布置街区主管网，并应考虑到分期建设；中压管道应尽量布置在用气负荷区，但应避免布置在交通干道和闹市区繁华街道，以减少施工难度和建成后运行管理、维修的麻烦；中压管道要布置成环网，以提高其输出气配气的安全可靠性；中压管道的布置，应考虑到用气大户的直接供气可能性，并应使管道通过这些地区时尽量靠近这类用户，以利于缩短连接支管的长度；中压管道的布置应考虑到调压箱的布点位置，使管线尽量靠近各调压箱，以缩短连接支管的长度；中压管道应尽量避免穿越铁路、河流和其他大型障碍物，以减少工程量和投资。项目地下燃气管道低压中压次高压BABA建筑物的基础0.71.01.5--外墙面（出地面处）4.56.5给水管0.50.50.51.01.5污水、雨水排水管1.01.21.21.52.0电力电缆（含电车电缆）直埋0.50.50.51.01.5在导管内1.01.01.01.01.5通信电缆直埋0.50.50.51.01.5在导管内1.01.01.01.01.5其它燃气管道DN≤300毫米0.40.40.40.40.4DN＞300毫米0.50.50.50.50.5热力管直埋1.01.01.01.52.0在管沟内（至外壁）1.01.51.52.04.0电杆（塔）的基础≤35千伏1.01.01.01.01.0＞35千伏2.02.02.05.05.0通讯照明电杆（至电杆中心）1.01.01.01.01.0铁路路堤坡脚5.05.05.05.05.0有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树（至树中心）0.750.750.751.21.2地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距（米）表7.2-2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0.15热力管的管沟底（或顶）0.15电缆直埋0.50在导管内0.15铁路轨底1.20有轨电车轨底1.007.3管网布置丹东前阳城区中压干管成环布置，详见丹东前阳城区中压干管平面布置图。7.4管网水力计算中压管道按2022年高峰小时用气量进行计算。中压燃气管道的单位长度摩擦阻力损失按下式计算。式中：P1——燃气管道起点压力（绝压kpa）P2——燃气管道终点压力（绝压kpa）Z——压缩因子L——燃气管道计算长度（km）Q——燃气管道计算流量（m3/h）d——管径（mm）ρ——燃气密度（kg/m3）T——设计中所采用的燃气温度（k）T0——273.16（k）λ——燃气管道的摩阻系数中压管网起点压力定为0.4兆帕时，管网最低点压力为0.39兆帕，为远期发展留有余量。计算结果见水力计算图。丹东前阳城区管网合计：近期远期de250×20.019.7km14.0kmde200×18.210.5kmde160×14.63.0kmde110×10.05.0km4.1km合计38.20km18.1km7.5管道管材、管道敷设适用于输送城市燃气的管材有：无缝钢管、聚乙烯塑料管，焊接钢管及球墨铸铁管。根据多年来城市中压燃气管道管材使用及施工情况，普遍采用焊接钢管和PE管。PE管与钢管比具有以下优点：管道内壁光滑，摩擦阻力小，一般而言其流通能力比钢管高30%；抗腐蚀性能好，使用寿命长约50年。钢管的耐腐蚀性能差，采用绝缘防腐后的钢管，估计年限约为30年；具有很好的柔韧性，小口径管可以盘管成卷，铺设时允许有一定的弯曲半径，便于施工。根据输送的介质和压力情况，以及近年来各种管径在城市中压管网施工中的经济性比较，本工程推荐埋地中压燃气管道采用SDR11系列聚乙烯塑料管（PE管）,即丹东前阳中压燃气干管全部采用PE管。7.6阀门及管道敷设7.6.1阀门阀门设置：为了保证城市管网稳定、连续供气，必须分段、分片供气，以保障在管道检修、扩建及事故处理时不影响整个管网的正常供气。本工程在以下各处设置阀门：储配站出站处；中压支管起点处；调压柜、站外10～100ｍ处的进、出口管线上；每2km管道的分段上；同时近期为远期预留的接口，也设置阀门。阀门选型：以上燃气管道阀门的选用应符合国家现行标准，应选择适用燃气介质的阀门。7.6.2管道的敷设本设计天然气管线采用埋地敷设，埋深为管顶距地面1.2m，个别特殊地段可视现场具体情况适当加大或减小埋设深度，但最小埋深不得小于下列规定：埋设在车行道下时，管顶覆土厚度不小于0.9m埋设在非车行道下时，管顶覆土厚度不小于0.6m埋设在铁路下时，管顶距路面不小于1.5m；埋设在庭院内时，管顶覆土厚度不小于0.3m埋设在水田下时，管顶覆土厚度不小于0.8m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盐类，应铺垫细沙或细土。可能引起管道不均匀沉降的地段，其地基应进行处理或采取其它防沉降措施。7.7管道穿跨越本工程的穿越工程包括公路、河渠。由于穿越段管道难于维护；发生事故影响大，维修困难；同时也易于受到外力损伤，因此穿越段设计应首先确保管道的安全运行。穿越现有公路时，对于不允许开挖的道路，应尽量采用顶管施工，管道加钢套管；当受地形限制，顶管施工确实无法实施时，可采用小型定向钻的方式。可开挖施工的道路，穿越段设钢套管。穿越规划公路时，采用开挖施工，预埋钢套管。套管穿越公路时，保护套管距路基底的间距不小于１.5m，距公路边沟底面不小于１m。套管端管端部伸出路基坡脚外不小于２m；当有路边沟时，套管端部伸出边沟外侧顶部不小于２穿越河渠根据现场情况，采用大开挖或定向钻穿越方式。穿越用钢套管的外防腐采用环氧煤沥青特加强级防腐。8自控系统8.1概述城市燃气系统是一项重要的基础设施,其运行质量好坏将直接关系到千家万户的正常生活，关系到工业企业的正常生产和社会生活的各个方面。随着计算机、信息网络技术的发展，先进的监控与数据采集系统（SCADA系统）在城市燃气管网自控系统中得到了广泛的应用。本项目拟采用SCADA监控与数据采集系统对整个输配气管网系统进行调度、管理、控制和监视，并将有关输配管网系统的数据和信息送至公司办公自动化计算机系统。8.2SCADA系统的特点应用于管网的SCADA系统可提供简单直观的拓扑组态结构和标准的ODBC数据访问接口，最大限度地满足了简单易用、数据资源共享的要求，作为基于网络结构的SCADA系统，具有以下特点：基于WindowsNT操作系统：实时性；开放性；通过标准的SQL语句访问数据资源（ODBC）：完全冗余；友好的图形界面。SCADA安装于WindowsNT操作系统之上，充分满足工控领域对SCADA系统安全性、可靠性的苛刻要求。SCADA系统据通讯协议与现场设备实时通讯，并利用动画、棒图等手段现场的工况实时、清晰地显示出来，以便操作人员动态监控。SCADA系统将历史数据以报表的形式通过EXCEL等工具打印出来，并提供标准ODBC接口，可利用标准的SQL语句来获取历史数据资料，并设计报表，将数据打印出来，通过TotalWsion图形编辑器，生成各种动画，生动形象地显示现场设备的运行工况。8.3SCADA系统的功能本SCADA系统具有以下功能：各站、场、点信息采集功能、过程控制功能、显示功能、报警功能、画面生成功能、趋势生成功能、故障检测及恢复功能、系统安全保护功能、网络通讯功能。8.4SCADA系统的构成1、SCADA系统构成SCADA系统采用分级结构，主一从模式和分布式的、简单直观的拓扑组态结构构成。根据工艺方案，本天然气输配管网系统：由一个调度中心，一个供气站，16个专用调压计量站和8个管网测压站组成（含部分楼栋调压箱）。采用一级压力级制系统。针对上述特点，管网SCADA系统由一个控制中心和一个控制站系统组成。控制中心设在调度中心，控制站系统设在储配站。该SCADA系统采用以站控为主，中心控制和站控相结合的方案。系统具备二级控制功能，即中心自动控制和站自动控制。具体方案见管网SCADA系统构成示意图。SCADA系统由专业公司另行设计制作。管网SCADA系统构成示意图丹东前阳天然气调度中心丹东前阳天然气调度中心储配站中心控制室管线所专用调压计量站10个区域调压计量站20个营业所2、控制中心控制中心负责城区统一配气与调度。负责采集、监视全线输气工艺的运行参数，主要设备运行状态，并实时显示、报警、记录、打印和存储。控制中心可根据输气工艺的要求完成对设备的远程控制。另外，它与公司管理层的办公自动化计算机系统联网，负责向该计算机系统报送数据。控制中心由一台服务器，一台PC机，一台打印机，一台通讯控制器和二台调制解调器组成。服务器为系统主机，PC机为操作站兼作控制站。控制中心的网络为无屏蔽双绞线冗余以太网，通讯协议为IEE802.3。预留与管理信息系统网络的接口和连接功能。控制中心与各控制站之间采用专用的ISDN或普通电话线通讯，通讯协议是MODBUS（主/从）。控制中心软件包括WindowsNT4.0操作系统软件，SCADA实时多功能软件，数据库管理软件，并具有VISUAL∽+5.0开发和编译环境。3、控制站系统完成现场工艺参数的巡回检、采集和数据处理，监控生产运行参数和主要设备运行状态，完成出站压力调节及安全联锁功能。控制站系统除具备自动控制功能外，同时向控制中心传送运行参数，并接受和执行控制中心发出的指令。4、场站系统专用调压计量站、区域调压计量站、楼栋式调压箱等系统与控制站系统间采用I/0BUS总线通讯，做为控制站系统PLC的远程I/0。8.5SCADA系统规模和纳入系统的主要工艺参数1、系统规模控制中心：1个；控制站：1个；站系统：10个；配置安排：2012年以前10个；2022年以前增加16个；管网测压点8个；2、纳入系统远程集中控制的参数（1）测量参数储气站：进口压力和流量、一级调压后压力、出口压力和流量、球罐压力；专用调压计量站：出、入口流量和压力；管网测压点：压力。（2）仅需就地测量、控制并集中显示的参数将在工程设计阶段确定。此外，各站均需设置燃气泄漏检测报警。8.6系统信道考虑到有线信道可靠性好，传输速率较高，但租用线路需租金，故只在控制中心与储气站各控制站之间采用专用的ISDN或普通电话线通讯。各控制站与各站之间采用I/OBUS总线通讯。8.7对仪表的要求现场仪表采用防爆型电子式或必要处通过安全栅智能式仪表，传输信号4—20MA，二线制，智能式仪表符合有关标准或协议，防爆场所选用的仪表为防爆型。9消防和安全9.1消防9.1.1生产过程中火灾危险性物质特征生产过程中具有火灾危险的主要物质为天然气，化学特性如下：自燃点：5500空气中的爆炸极限（%）：5%-15%火灾危险性类别：甲类。9.1.2生产过程中火灾危险性类别本项目单项工程分类及火灾危险性类别见下表：单项工程分类及火灾危险性类别表序号单项建筑名称生产类别1综合楼戌类2锅炉房丙类3停车位、罐区甲类4门卫等戌类9.1.3消防措施总平面布置中,根据生产特点,结合地形,风向等因素，按功能分区布置，各装置、设备间满足防火规范要求。工艺装置区设置环形消防车道，保证消防通道畅通。建筑设计中，根据生产的火灾爆炸危险性，确定各建、构筑物的结构形式，耐火等级和防火间距等。罐区露天化布置，有利于防火、防爆。对非敞开式建筑设置机械通风防止易燃物质的积累。各厂房均按规范合理设置安全出口，以利于发生火灾时人员的紧急疏散。工艺装置区属防爆区域，设计中严格按规范要求选用防爆电气设备及仪表。装置内消防照明采用带蓄电池的应急照明灯具。所有工艺生产装置的设备、罐及其管线，按工艺要求作防雷、防静电接地。罐区、调压计量间设有可燃气体浓度检测器，在仪表控制室设置可燃气体浓度检测监控仪表及火灾报警装置。在装置的工艺设计中，对主要物料、储存罐等重要设备的温度，压力、流量等参数进行遥测，使工艺生产在最佳状况下安全运行，一旦发生异常，立即自动报警，以便及时调整。9.1.4消防设计1、消防设计原则必须以“预防为主，防消结合”为方针，建立完整的消防保障体系，严格执行“三同时”的管理办法，即消防必须与主体工程同时设计，同时施工，同时验收。真正做到从全局出发，统筹兼顾，促进生产，保障安全，方便使用，经济合理。按照以上原则，本报告按现有消防用水量、水压以及附近消防站的配备能满足拟建工程的要求进行设计。2