输气管道初步设计

目录

1总论.........................................................................1

1.1前言...................................................................1

1.2项目背景和建设背景...................................................1

1.3设计依据..............................................................2

1.4遵循的法规、标准和规范...............................................2

1.5工程设计范围..........................................................5

1.6工程概述..............................................................6

2气源.........................................................................8

2.1供气指标..............................................................8

2.2气源物性..............................................................8

3市场........................................................................10

3.1市场调查.............................................................10

3.2市场简介.............................................................10

4输气线路....................................................................13

4.1线路走向方案.........................................................13

4.2线路自然条件........................................................15

4.3管道敷设.............................................................18

4.4管道穿跨越...........................................................19

5输气工艺....................................................................25

5.1输气规模.............................................................25

5.2设计参数.............................................................25

5.3输气工艺计算........................................................25

6线路用管....................................................................29

6.1钢管选择.............................................................29

6.2钢管材质比选........................................................30

6.3管道材质、管型比选..................................................31

6.4管道强度和稳定性校核................................................34

7管道防腐....................................................................37

7.1设计范围.............................................................37

7.2总体防腐方案.........................................................37

7.3管道外防腐层方案....................................................37

7.4阴极保护.............................................................42

8输气站场....................................................................46

8.1概述.................................................................46

8.2站址及工程地质条件..................................................46

8.3站场工艺............................................................47

8.4站内工艺计算........................................................48

8.5主要工艺设备选型.....................................................50

9公用设施....................................................................52

9.1供配电...............................................................52

9.2给排水及消防........................................................56

9.3供热与暖通...........................................................58

9.4总图运输.............................................................61

9.5建筑与结构...........................................................63

9.6自动控制.............................................................66

10节能.......................................................................71

10.1概述................................................................71

10.2工程主要能耗分析...................................................71

10.3节能措施...........................................................71

11环境保护..................................................................73

11.1环境影响评价........................................................73

11.2环境污染防治措施...................................................74

11.4加强施工过程的HSE管理............................................78

12职业安全卫生及维抢修......................................................82

12.1设计依据............................................................82

12.2工程危险、有害因素.................................................82

12.3职业安全卫生的主要对策与防护措施...................................88

12.4职业安全与机构......................................................92

12.5维修、抢修设施......................................................92

13组织机构及定员............................................................94

13.1组织机构............................................................94

13.2站场................................................................94

13.3定员...............................................................94

13.4培训...............................................................94

14项目实施进度安排..........................................................95

14.1实施阶段............................................................95

14.2实施进度...........................................................95

附件：

1、《中石油濮阳输气站至液化天然气工厂输气管道工程初步设计

委托书》

2、《中石油濮阳输气站至液化天然气工厂输气管道工程设计合同》

1总论

1.1前言

绿能高科天然气液化工厂输气管道工程是利用中石油-中沧天

然气管道的反输气资源，满足下游市场用气需要，发展市场经济的

一个重要措施。本段输气管道的建设将为绿能融创LNG调峰站和液

化天然气工厂提供天然气原料•，液化天然气对城市气化、化工、工

业用气、建材工业的能源结构和产业结构的调整和完善起到积极作

用。

1.2项目背景和建设背景

能源是人类文明社会发展的基础和动力。纵观人类社会的文明

史，其本身就是一部能源变迁和发展的历史。随着社会经济的不断

发展，能源消耗的不断增长，人们对生存环境的日益重视，天然气

作为一种洁净、高效的燃料，使用日趋广泛，目前已成为世界三大

支柱能源之一。

随着濮阳市城市燃气的快速发展，燃气的供应对城市的工业生

产和居民生活影响越来越大，确保城市安全正常供气非常重要。目

前濮阳市城市燃气主要由柳屯配气站至特修配气站之间的输气管道

来供应，高压天然气长输管道能够做到压力稳定、均衡的输气。但

是，当管道发生故障或者检修时，届时全濮阳市将面临全面停气的

局面，这将大大影响居民生活和工业生产，而且容易引发不安全事

故。因此需要大型储气调峰设施来确保城市供气。本管道为绿能融

创LNG调峰站输送原料天然气，解决城市管道供气不均匀性，确保

城市安全、稳定的供气。

1.3设计依据

1）《设计任务委托书》河南绿能融创燃气有限公司

2）绿能融创天然气有限公司与我公司签订的《绿能融创天然

气分输站设计合同》

1.4遵循的法规、标准和规范

1.4.1遵循的法规

1）《建设工程安全生产管理条例》中华人民共和国国务院令

第393号

2）《石油天然气管道保护条例》中华人民共和国国务院令第

313号

3）《中华人民共和国环境保护法》中华人民共和国主席令第

22号

4）《中华人民共和国安全生产法》中华人民共和国主席令第

70号

5）《中华人民共和国水土保持法》中华人民共和国主席令第

49号

6）《中华人民共和国节约能源法》中华人民共和国主席令第

90号

1.5.2遵循的标准规范

《输气管道工程设计规范》GB50251-2003

《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢

管》GB/T9711.1-1999

《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007

《汕气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007

《石油天然气工程总图设计规范》SY/T0048-2009

《石油地面工程设计文件编制规程》SY/T0009-2004

《石汕天然气工程设计防火规范》GB50183-2004

《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

《石汕化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

SH3063-1999

《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85

《钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术标准》SY/T

0315-2005

《钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002

《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》(SY/T0032-2000)

《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》(SY/T0414—98

《石油天然气钢质管道无损检测》(SY/T4109-2005)

《油气田工程测量规范》(SY/T0054-2002)

《供配电系统设计规范》GB50052-95

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《低压配电设计规范》GB50054-95

《石油设施电气装置场所分类》SY/T0025-95

《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83

《室外给水设计规范》GB50013-2006

《生活饮用水卫生标准》GB5749-1985

《污水综合排放标准》GB8978-1996

《工业金属管道设计规范》GB50316-2000

《室外排水设计规范》GB50014-2006

《油气田及管道岩土工程勘察规范》SY/T0053-2004

《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007-1999

《输油（气）钢质管道抗震设计规范》SY/T0450-2004

《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-93

《建筑设计防火规范》50016-2006

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）

《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《构筑物抗震设计规范》GB50191-93

《建筑照明设计标准》GB50034-2004

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《砌体结构设计规范》GB50003-2001（2002年局部修订）

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

《建筑桩基技术规范》JGJ94-94

《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》SY/T6276-1997

《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

《工业企业厂界噪声标准》GB12345-90

1.5工程设计范围

1.5.1线路

中石油濮阳输气站（中沧首站）至绿能融创天然气分输站输气

管道，管径为①406.4,长约0.2km,绿能融创天然气分输站至绿能

融创LNG调峰站输气管道，管径为①406.4,长约7.8km；绿能融创

LNG调峰站至液化天然气工厂输气管道，管径为①273.1,长约3.2

km。

1.5.2站场

全线共设置分输站1座。

1.5.3线路跨越河流、河堤及穿越道路等工程。

1.5.4线路、站场等相关配套的管道防腐、土建、供配电、总图运

输、给排水等公用工程。

1.6工程概述

1.6.1输气线路

1.6.2输气工艺

1）设计规模：100模04m3/d；

2）设计压力：2.5MPa；

3）管道管径：406.4mm、273.1mm；

4）输气站场：1座；

1.6.3穿、跨越

绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站输气管道共有1

次金堤河大堤跨越，跨越长度约8m,1次金堤河跨越，跨越长度

100m,城乡道路穿越1次，穿越宽度10m,量干渠穿越1次，穿越

宽度约6.0m,小型排水渠2次，乡村道路3次。

绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂输气管道共2次排水渠

穿越，穿越宽度约10m,城乡道路穿越2次，穿越宽度10m。

1.6.4管道线路用管

本工程管道设计压力为2.5MPa,钢管材质选用L290,管径为

①406.4mm和①273.1mm,全线采用国产螺旋缝埋弧焊钢管和直缝

埋弧焊钢管(GB/T9711.1-1999)。主管线直管段采用螺旋缝埋弧

焊钢管，热煨弯头和冷弯弯管采用直缝埋弧焊钢管制作。

根据线路沿线地区类型划分，钢管采用壁厚分为：①406.4mm

壁厚为5.2mm、5.6mm,6.4mm,弯头采用壁厚：①406.4mm壁厚

为5.6mm,6.4mm；①273.1壁厚为4.8mm、5.2mm,弯头采用壁厚:

①273.1壁厚为5.2mm。

管道敷设采用地下沟埋为主，以弹性敷设和热煨弯头来适应不

同地形的管道变向要求。

2气源

2.1供气指标

本工程的项目建设单位河南绿能融创燃气有限公司。根据该公

司与中石油中沧天然气管道公司达成的共识，预计3.5x108Nm3/a供

气指标，故供气是可靠的、稳妥的。

2.2气源物性

气体组分及气源物性表2.2-1

序号项目数值备注

一组分体积百分含量（%）

1CH492.3355

2C2H63.6000

3C3H80.8821

4IC4H100.1567

5NC4H100.1596

NeoC5H120.0097

6IC5H120.0688

7NC5H120.0295

8C6H140.1283

9C7H60.0329

10C8H180.0120

11C9H200.0010

12Mcyclopentan0.004

13Benzene0.0300

14Cyclohexane0.0060

15Mycclohexane0.0040

16Toluene0.0020

(校核值

17CO21.323)

18N21.15

19He0.0486

0.0152

20H2

21总硫20mg/m3

22汞152ng/m3

23总煌96.5729

24虢气0.0041

二性质数值

1高热值(MJ/Nm3)38.280293.15K

2低热值(MJ/Nn?)34.549293.15K

3平均密度(kg/Nm3)0.7332293.15K

4比重0.6092293.15K

3市场

3.1市场调查

3.1.1天然气市场概况

天然气是一种安全、洁净的一次性能源。与煤炭、燃油相比，

无论在开采、运输还是在使用过程中，对环境和生态带来的不利影

响都是很小的，因此有洁净能源之称。世界发达国家和发展中国家

都十分重视天然气的开发和利用，天然气在一次能源消费结构中的

比例不断上升，目前已成为世界三大支柱能源之一。同时中国天然

气价格与国际市场还没有接轨，还存在倒挂，中国作为一个发展中

国家，人口众多，经济处于高度发展中，对天然气的需求增长较快,

这几年已凸显严重的供需矛盾，虽然国家建成投产了西气东输、忠

武线、陕京一线、二线等几条大暑期管道，但据市场的需要还有很

大差距，目前在建的西气东输二线、榆济线、陕京三线等天然气输

气工程用气指标都已分割完成，而这些大的输气工程仅解决了沿线

地区的部分用气，对于很多的中小城镇、独立的工业项目、天然气

汽车等还有相当大的缺口，总体来说，天然气在中国有相当大的市

场空间，而且价格呈上升趋势。

3.2市场简介

3.2.1LNG应用领域

LNG作为一种清洁、环保廉价的新型能源，符合国家地方可持

续发展战略等特点，在诸多领域得到了迅速的推广和利用。

1）管道无法到达的中小城镇城市燃气

2）工业燃料

3）城市燃气调峰及事故应急

4）燃气汽车

3.2.2LNG市场供求情况

LNG在中国利用始于2001年底，绿能高科有限责任公司与2001

年在濮阳市投资建成了国内第一套LNG生产装置，同时在山东淄博

建成了国内第一套LNG应用于工业陶瓷的LNG卫星站和苏州、青岛

等城市的民用LNG卫星站及2002年在北京用于国内城市公交的国

内第一座LNG汽车加气站。

随着国内各个城市和区域LNG市场的开发和利用，虽然不断有

LNG项目投产，但需求量远远大于供应的增长，据不完全统计仅目

前建成的LNG利用项目LNG缺口量达300500万立方/天在建LNG

利用项目需求就更大。

1）濮阳市绿能融创LNG调峰站项目建成后，可以将中沧线的

返输天然气液化储存，当柳屯配气站至特修配气站之间输气管道发

生事故或维修时，通过本输气管道所供应的调峰站可以稳定给濮阳

市供气；也可作为调峰站在用气高峰时候做城市燃气调峰。

2）随着LNG利用技术的不断发展和完善，LNG的使用领域越

来越广，并且LNG在生产过程中经过预处理，甲烷含量超过90%,

作为发电厂、陶瓷、玻璃、耐火材料等工业燃料，其污染物的排放

量大为降低，显著的环保性，越来越受诸多企业的欢迎，市场需求

很大。

目前，绿能高科有限责任公司现有的30x100m3/d的LNG业化工

厂的天然气主要供应地区为中原油田周边区域，主要为周边北京、

郑州等周边城市的工业、民用和加气站用气。现有产量刚好满足当

前LNG市场需求，在供气淡季和用气高峰季，还需对部分用户进行

限脑供气。

绿能高科有限责任公司正在筹备今明两年在郑州、开封、长垣

等地建设L-CNG加气站，绿能融创LNG调峰站的建设为加气站市

场提供了有力的资源保障。目前，较小城镇由于管网敷设投资成本

较高，区域覆盖面较小，仅适合于大中型城市气化需要。对于中小

城镇的气化，L-CNG气化撬装设备，已经得以普遍应用，进行集中

居民生活用气。

本输气管道下游市场主要为居民、加气站和工业用户等，对项

目进行分析，周边市场用气空间和用气价格，及其消费比例，可以

看出项目前景乐观。

4输气线路

4.1线路走向方案

4.1.1线路走向方案选择原则

根据《输气管道工程设计规范》GB50251-2003中有关规定，

结合本工程管道所经地区的地形地貌、交通、人文、经济等条件，

在线路走向方案选择中主要遵循以下原则：

1）线路走向方案的选择主要考虑沿线及下游市场分布的前提

下，尽可能的力求顺直，缩短长度，以节约钢材和投资；

2）尽量利用现有公路，方便管道的运输、施工和生产维护管

理；

3）选择有利地形，尽可能避开施工困难地段和不良工程地质

地段，（如滑坡、活动断裂带、崩塌、泥石流、等危及管道安全等

地段）；

4）大、中型穿（跨）越位置应服从线路的总体走向，但线路

局部走向应服从大、中型穿（跨）越位置；

5）线路应尽量避开城镇、工矿区及规划区、国家级自然保护

区、军事禁区、文物保护区、旅游风景区、采矿区和采石场等，必

须通过时应征得有关主管部门同意或经过论证，并采取必要保护措

施才能通过；

6）尽量避开林地，经济作物区，如有困难，应尽量减少树木

损坏，减少赔偿数量;

7）尽可能选择开阔的河谷，充分利用河谷阶地，尽可能选择

稳定的缓坡地带，避免高陡边坡及陡崖（坎），尽可能减少顺河床

和水域敷设段长度；

8）尽可能减少与铁路、高速公路、省道、国道交叉次数，有

条件利用其桥涵通过，力求减少傍公路段长度，并应得到铁路、公

路主管部门的认可。

4.1.2线路走向方案

中石油濮阳输气站（中沧首站）至绿能融创天然气分输站段：

管线从中沧首站西墙接出，向南敷设，穿越小树林后至绿能融创天

然气分输站，线路长约0.2km；

绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站段：管线从分输

站出站后向东平行乡村道路敷设，穿越林地后向南敷设至218国道,

继续向西南方向敷设跨越金堤河大坝，通过已有管架跨越金堤河，

平行量干渠向东南方向敷设，穿越量干渠后敷设至绿能融创，线路

长约7.8Km。

绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂段：管线从绿能融创

LNG调峰站出站后向南穿越濮范路，平行勘探路敷设向北，敷设出

规划区后，向东穿越勘探路后沿农耕道敷设，向南穿越农耕道，穿

越排水渠后向南敷设，继续穿越排水渠后接至天然气液化工厂，线

路全长约3.2Km°

经过现场实地踏勘和调研，本管道总体上是依托现有道路，在

满足规范的要求下，沿道路敷设于田地里，故在线路走向上无大的

方案比较，只存在局部段的方案比较。

绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站段：其中分输站

向南敷设至金堤河大堤段局部比选，方案一为管线向南敷设，跨越

金堤后，采用定向钻穿越金堤河后，直接向南敷设至绿能融创LNG

调峰站，沿已有灌溉渠东侧敷设至绿能融创LNG调峰站。本段施工

难度主要在金堤跨越及金堤河穿越。方案二为为管线向南敷设至金

堤南侧后，继续向西敷设至以有管线跨越金堤段，利用已有管道施

工作业带，跨越金堤河大坝后埋地敷设至已有管架，通过已有管架

跨越金堤河，向东敷设至量干渠西侧，沿量干渠西侧敷设，穿越灌

溉渠后敷设至绿能融创LNG调峰站。本段跨越金地河需对已有管架

设计资料的承载能力进行结构核算，确保管道的安全性。

综合考虑投资和施工难度等因素，跨越金堤河大坝由河南濮阳

第二河务局负责设计和施工，管线跨越大坝后，利用已有管架跨越

金堤河，无论在安全性及经济性上方案二优势明显，因此推荐方案

--------O

绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂段：主要考虑当地城镇

规划，管线选线在遵循相关规范的条件下，敷设在城镇规划区外，

避开城镇规划区，为以后城市发展预留空间，设计采取相应保护措

施，确保管道的安全性不影响周边环境。

4.2线路自然条件

4.2.1线路沿线气象

管线所经过区域地处暖温带半湿润季风型大陆性气候，属于黄

河冲积平原的一部分。地势较为平坦，自西南向东北略有倾斜，常

年受东南季风环流的控制和影响。四季分明，春季干旱多风沙，夏

季炎热雨量大，秋季晴和日照长，冬季干旱少雨雪。年平均气温为

13℃左右，无霜期一般有200天。年平均降水量为500〜600毫

米，年平均日照时数2545h,年太阳辐射总量118kcal/cm2,常年主

导风向是南风，次主导风向为北风，夏季多南风，冬季多北风，其

次为东南风，年均风速为2.2m/s,年均相对湿度71%。区内最低

极端气温-20.7C,最高极端气温42.2℃；日最大降水量为183mm；

历年最大降雪深度22.0cm,最大冻土厚43.0cm。

本次勘察管线场地地面标高介于45.580m〜53.707m之间，

最大相对高差约8.00mo

濮阳气象站气象参数统计表表4.2-1

序号项目单位数值出现时间

1多年平均气温℃13.5-

2多年平均气压hPa1010.8-

3多年平均风速m/s2.2-

4多年平均降水量mm476.5-

5多年平均相对湿度%71-

6月平均H照时数h162.9-

7历年极端最高气温℃41.01986.07.14

8历年极端最低气温℃-20.71971.12.28

9历年定时最大风速m/s16.01972.06.11

10最大一日降水量mm1832000.07.05

11历年最大积雪深度cm22.01975.01.01

12历年最大冻土深度cm41.01967.01.06

4.2.2线路沿线水文地质

文留镇区域地形平坦，地貌为第四季黄河重堆积平原；地质结

构简单，第1层为粉质粘土，压缩性高，强度较低；第2层为粉

砂，强度较高，工程性能较好，地基属稳定地基。根据《濮阳市供

水水文地质报告》，在勘探深度500米范围内，揭穿了第四系底层

和部分第三系底层。第四系全新统底板埋深25.7-35.9米，上部亚

沙土，亚粘土和泥质粉沙，下部为细粉砂、少量亚粘土，局部含泥

质和机质。本区地下水主要为空隙潜水，主要含水层为地下6米的

细沙含卵石。地下水资源丰富，水质良好，对混凝土无侵蚀性。集

聚区不在滞洪区内。

勘察得知从管线出站口至金堤河的北岸，地下水位埋藏较深，

一般大于3.00m〜5.00m,勘探孔未见地下水；金堤河南岸至管线

的末端地下水位埋藏逐渐变浅，部分勘探孔在1.20m下出现渗水，

土壤呈饱和状态。管道埋设时应采用加快施工速度等相关措施。

金堤河最高水位为52.84m,20年一遇的洪水水位为50.95m。

几十年来，本区域流域内为发生过洪涝灾害。

结合水文资料和地区经验，初步判定：拟建管道沿线环境介质

对钢管的腐蚀性按轻度腐蚀考虑。

4.2.4工程地质

4.2.4.1地形地貌

文留镇地处黄河中下游冲积平原，位于内黄隆起和鲁西隆起的

东淮地堑带，系我国地貌第三阶梯的中后部，是中、新生代的沉积

盆地。地势南高北低，西高东低，地面海拔约20-58米。全镇地貌

相似，由于历史河水入海和黄河沉积、淤赛、改道等作用，形成了

文留镇平地、岗洼、沙丘、沟河相间的地貌特征。无不良地形地貌。

4.2.4.2地震

所在区域属东濮地芨，东有聊兰断裂，西有长垣断裂，黄河断

裂贯穿中间，属于邢台-河间地震带一部分；文留镇所在地区烈度

区划为6-8度，依据《建筑抗震设计规范》，本区建筑抗震设防烈

度为7度；根据现有资料，集聚区内没有活动断裂通过，不在潜在

震源区。近百年来，文留镇从未发生过严重的地震灾害现象。

4.3管道敷设

4.3.1管道埋深确定

按照规范规定，结合管线所在区域的气象条件、地质条件、冻

土深度等，管道采用直埋敷设。考虑到管道安全，便于维护，不影

响沿线交通和耕作，管道平均埋深为1.5m。

4.3.2敷设方式

管道以沟埋敷设为主，根据地形条件，采用弹性敷设

(R>1000D).现场冷弯管(R=40D)和预制热煨弯头(R=6D),

以适应管道在平面和竖向上的变化。

管道敷设时在水平和纵向转角处，优先采用弹性敷设来实现管

道方向改变，以减小沿途摩阻损失和增强管道的整体柔韧性；当在

弹性敷设受地形条件限制时，优先采用曲率半径不小于40D的现场

冷弯弯管，冷弯弯管无法实现管道转向时使用曲率半径6D的热煨

弯头。

4.3.2特殊地段的处理

本输气管道与已建管道、光缆相交叉时，应从其下方穿过且垂

直净距不得小于0.5m,并且从交叉点向两侧延伸10m以上的管段

做最高级绝缘防腐（绝缘橡胶隔垫）。

4.4管道穿跨越

4.4.1河流穿跨越

4.4.1.1概述

根据线路的总体走向及现场踏勘实际情况，本工程从北往南跨

越金堤河1次。结合线路工艺方案和用管选择，本工程跨越管子规

格为①406.4x6.4,设计压力为2.5MPa,材质为L290螺旋缝埋弧焊

钢管。

4.4.1.2穿、跨越河段选择原则：

1）穿、跨越河段位置应与线路总走向相结合。对于大、中型

河流，线路局部走向应服从穿跨越点位置。

2）穿、跨越管线应和已建或规划的水工构筑物保持足够的安

全距离。

3）穿、跨越河段两岸应有较好的施工场地和交通条件。

4）穿越河段宜选择水流平缓，河面较窄，主流线摆动不大的

顺直河段；同时尽量避开浅滩，深槽及冲淤变化较为剧烈的河段。

4.4.1.3穿（跨）越设计原则

1）遵循国家及本行业相关设计规范；

2）穿（跨）越位置应符合线路总走向；

3）穿（跨）越位置应符合城市、河道、航道等相关部门的法规及

规划；

4）穿（跨）越方案力求技术成熟、安全可靠、经济合理；

5）穿（跨）越位置应和已（拟）建的大型桥梁、码头等水工建（构）

筑物保持符合设计规范的安全距离；

6）沟埋穿越应尽量选择河道顺直，河床平坦、冲淤变化较小

的河段；

7）隧道穿越应选择河床基岩埋藏较浅，岩性单一完整致密且

无大的活动断裂和两岸出渣条件较好、河道较窄的河段；

8）定向钻穿越应选择两岸场地良好，地层条件适宜的位置。

9）跨越应尽量选择河床狭窄、两岸地势较高且基础承载力条

件良好的河段。

4.4.1.4穿跨越方案比选

天然气管道通过金堤河的方式有穿越和跨越两类。对于跨越方

式，结构型式为多跨桁架或悬索式。桁架单跨约60米，对于大型河

流跨越长度一般大于300米，河中设桥墩。悬索式跨越跨度较大，

单跨可达250米。

在穿（跨）越方案比选前，我们根据目前国内外大型河流施工能

力和成熟的技术，以及结合实际的水文地质条件，将可供比选的穿越

方式简述如下：

1）定向钻方式

定向钻作为非开挖的一种施工法，已在天然气管道穿越中得到

了广泛应用。定向钻一般施工工艺为：根据设计提出的入土位置、

出土位置和管线坐标，用定向钻钻出导向孔，并逐节加入套管；在

对岸出土后，在套管出土端连接扩孔器和穿越管段，扩孔器数量根

据穿越管段直径选择；同时管道在出土岸进行分段或整体组装，检

验、试压合格后。利用钻机拉动扩孔器和穿越管段同拖，直至使穿

越管道完全敷设于扩大的导向孔内到钻机入土处露出端头。

定向钻一般适宜的地层为黏土、粉土、细沙、软岩等，对于粒

径大于10cm,含量超过20%的砂卵石层和单轴抗压强度大60MPa

的硬岩层一般通过难度较大。从技术看，定向钻能否通过将取决于

岩层硬度、砂卵石层厚度与粒径含量、砂卵石层处理方式。此外，

定向钻施工需要足够的钻机安装场地和管道组焊回拖场地，其使用

受到穿越点地形条件的影响。

在主河床下地层满足定向钻通过条件的情况下，两岸厚砂卵石

层的处理是定向钻通过的一个难题。

2）大开挖沟埋穿越

大开挖沟埋穿越是利用挖泥船、长臂挖掘机、气举、结合水下

爆破等多种方式带水开挖水下管沟，或者采取围堰导流方式明挖管

沟，将管道置于冲淤变化稳定层下一定深度，是应用广泛、施工技

术成熟的一种过江方式。该方式可适用于几乎各种地层，但对河道、

航道影响较大，且在水深、流速大的情况下，将受到施工机具、交

通条件及场地的限制。对于开挖深度大的粉细砂质河床，水下成沟

的难度较大。

3）跨越方式

跨越工程是天然气管道在输送中为越过河流、冲沟、电气化铁

路和高速公路等障碍物所采用的常见形式之一。主要结构形式有梁

式直跨、桁架式管道跨越、悬索式管道跨越和斜拉索管道跨越等不

同类型。桁架式跨越是以钢结构桁架作为管道承重结构的敷设跨越

方式，单跨跨度一般不超过100米，河中设置钢筋混凝土桥墩；桁

架一般采用四边形和三角形，有足够的安装管道的空间。结构杆件

采用钢管，结构承载力大、刚度大、自重轻且抗腐蚀能力强。但投

资较穿越方式较高，施工周期较大开挖、定向钻长。

综上所述，河流穿越主要采取的方式有大开挖、定向钻和跨越

三种方式。在以上儿种穿越方式中，通常定向钻穿越投资较省，工

期最短，但使用容易受到地形和地质条件的限制；隧道方式适用条

件相对最为广泛但费用相对较高。大开挖方式可适用于几乎各种地

层，但对河道、航道影响较大，且在水深、流速大的情况下，将受

到施工机具、交通条件及场地的限制。

目前输气管道在跨越金堤河段，可利用已建管桥跨越金堤河，

管桥建设公司为中原油田，建议通过协商，利用管桥预留管位跨越

金堤河。

4.4.1.5存在的问题及建议

1）跨越位置应征的河道管理等部门的同意，并应得到书面批

复。

2）穿跨越方式应征得河道主管部门的同意。

3）下一步地质详勘中落实跨越处冲刷线路及最高水位等，为

设计提供依据。

4.4.2金堤河大堤穿（跨）越

金堤河大堤属河南省内重点防洪大堤，管道跨越大堤应征得河

南濮阳第二河务局同意，且设计和施工应按照黄河大堤穿跨越管理

条例执行。管道跨越大堤设计和施工由河南濮阳第二河务局负责，

确保跨越大堤管道的安全性不影响大堤的安全性和稳定性等。管材

选用、壁厚选择和防腐等应符合国家现行相关规范要求。

4.4.4小型水渠穿（跨）越

本工程管道穿越文留镇量干渠（宽约15m）1次，天然气液化工

厂外排水渠（宽约12~15m）2次。

目前穿越水渠、小型河流有定向钻、顶管、开挖、跨越等多种

方式。定向钻穿越比较适于平坦开阔地区，穿越段土质多为粘土、

砂等。普通顶管法施工是借助工作坑内千斤顶的推力并结合人工敷

设管道的方法。在地质方面，定向钻法使用范围较窄，一般适用于

粘土、粉细砂、中砂等地层，穿越卵砾石含量较大的地层时;施工

风险大，防腐层易受损，但其施工速度快。顶管法适用土质结构范

围广，管线防腐结构易保护，施工占地少等。根据本工程的特点，

穿越量干渠和排水渠均采用顶管法施工。

4.4.4公路穿越

本工程管道穿越县乡道路3次。

管道穿越位置，宜选在稳定的公路路基下，尽量避开石方区、

高填方区、路堑和道路两侧为半挖半填的同坡向陡坡地段。管道穿

越公路应垂直交叉通过。必须斜交时，斜交角度大于60。。路基下面

的管段不允许出现转角或进行平、竖面曲线敷设。

穿越县级公路时，可采用大开挖或顶管方式，均采用钢筋混凝

土套管保护，套管顶至路面埋深不小于1.2m。穿越县级以下公路及

机耕道时，视公路车流量、重车量及可能改造提高等级情况，采用

套管或裸管敷设，管顶距地面埋深不小于1.2m。

穿越公路的管道强度设计系数应符合GB50251-2003《输气管

道工程设计规范》要求。

公路穿越表表4.4-1

序号名称穿越宽度穿越位置穿越方式备注

1刘村公路10柳屯村顶管穿越路旁水渠

2濮范路6王明屯村开挖直埋穿越路旁水渠

3勘探路8王明屯村开挖直埋

5输气工艺

5.1输气规模

根据市场调研和市场分析，本管道下游用气市场的增长，确定

本段管道建设供气规模：主干线输送能力按100x104Nm3/d考虑联

络线输气能力按35x104Nm3/d考虑。

5.2设计参数

1）分输站出站压力LOMpa（表压）；

2）进绿能融创LNG调峰站末点压力：0.9Mpa（表压），进天

然气液化工厂末点压力：0.6Mpa（表压）；

3）设计地温：夏季地温取20℃,冬季地温取5℃

4）中石油濮阳输气站（中沧首站）至绿能融创天然气分输站

段管线长约0.2km；绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站

段管线长约7.8km；绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂段管线

长约3.2km。

5.3输气工艺计算

5.3.1工艺计算公式

根据《输气管道设计规范》（GB50251-2003）结合实际情况,

选用潘汉德B公式进行计算。

5.3.2工艺计算

1）绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站

根据甲方提供的设计委托书，确定管道输气能力为

100x104Nm3/d,绿能融创LNG调峰站接气压力0.9Mpa（表压）的

条件下进行工艺计算，输气管道选择①355.6、①406.4、①457.0三

种管径方案进行比较。

管径比较表表5.3-1

序

比较项目单位方案编号

号

方案一方案二方案三

1管径mm0)355.6O406.40)457.0

2分输站输气压力Mpa1.0460.9770.943

绿能融创LNG调峰站压

3Mpa0.90.90.9

力

分输站压力I.OMpa调峰站

4Nm3/d84.46115.24156.18

0.9Mpa管道最大输气量

方案一：管道从绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站

选择①355.6规格管线，当天然气输量为100x104Nm3/d,绿能融创

LNG调峰站压力为0.9Mpa时一，输气压力需为1.046Mpa；

方案二：管道从绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站

选择①406.4规格管线，当天然气输量为lOOxIO’NnRd,绿能融创

LNG调峰站压力为0.9Mpa时，输气压力需为0.977Mpa；

方案三：管道从绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站

选择①457.0规格管线，当天然气输量为lOOxIO,NnRd,绿能融创

LNG调峰站压力为0.9Mpa时一，输气压力需为0.943Mpa。

当①355.6管道贯通后，输气能力仅为84.46x1（/Nn?/d,不能

满足绿能融创LNG调峰站用气需求；①406.4、①457.0均能满足绿

能融创LNG调峰站用气需求，但从上表可以看出，方案二投资最省,

故从满足设计输量，节约投资，提高工程经济效益的角度出发，远

期可以通提高起点输气压力为下游市场提供充足的起源，管径

①406.4方案为推荐方案。

由于中石油濮阳输气站（中沧首站）至绿能融创天然气分输站

段和绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调峰站输气量相同，本

段管道亦选用①406.4。

2）绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂

根据设计委托书，确定管道输气能力35x104Nm3/d,天然气液

化工厂接气压力0.7Mpa（表压）的条件下进行工艺计算，输气管道

选择①168.3、①219.1、①273.1三种管径方案进行比较。

管径比较表表5.3-2

序

比较项目单位方案编号

号

方案一方案二方案三

1管径mm①168.30)219.10273.1

绿能融创LNG调峰站压

2Mpa0.9470.7290.647

力

3天然气液化工厂Mpa0.60.60.6

绿能融创LNG调峰站压力

40.9Mpa天然气液化工厂压力Nm3/d35.0161.57105.7

0.6Mpa管道最大输气量

方案一：管道从绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂选择

①168.3规格管线，当天然气输量为35x104Nm3/d,天然气液化工厂

压力为0.6Mpa时一，输气压力需为0.947Mpa；

方案二：管道从绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂选择

①406.4规格管线，当天然气输量为100x104Nm3/d,天然气液化工厂

为0.6Mpa时，输气压力需为0.729Mpa；

方案三：管道从绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂选择

①457.0规格管线，当天然气输量为100x104Nm3/d,天然气液化工厂

压力为0.6Mpa时一，输气压力需为0.647Mpa。

通过计算，三种管径均能满足输气量要求，当①168.3管道贯通

后，输气能力仅为35.01xIO,NmS/d,满足绿能融创LNG调峰站用气

需求，但由于压力不稳定，输气量波动范围较小；①219.1、0273.1

均能满足天然气液化工厂用气需求，从上表可以看出，方案二和方

案三来看，投资基本差不多，通过流速测算，考虑输气压力等外界

条件①273.1方案为推荐方案。

5.3.3输气工艺方案

5.3.3.1输气工艺方案满足管道输气量的要求。

5.3.3.2对不同管径方案进行优选，以确保管道的经济性。

通过综合比较确定，绿能融创天然气分输站至绿能融创LNG调

峰站选用方案二，绿能融创LNG调峰站至液化天然气工厂选用方案

三。

6线路用管

6.1钢管选择

本管道输送天然气符合《天然气》GB17820-1999的二类气质

标准。

目前用于天然气的钢管主要有无缝钢管和有缝钢管两种。从发

展趋势上看，随着焊接、轧钢、自动控制、无损检验技术的发展以

及经济角度的考虑，无缝钢管已被有缝钢管所取代。

有缝钢管主要有直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管两大类。

直缝埋弧焊钢管与螺旋缝埋弧焊钢管相比具有焊缝短、成型精度高、

残余应力小、错边量小等特点，在欧美等国家被广泛采用。近儿年

来，为填补国内大中口径直缝埋弧焊钢管生产的空白，以适应国内

汕气田大规模开发建设的需要，国内钢管厂都对生产设备进行了大

规模的改造和新建。国内直缝焊钢管生产线已投入了生产，并已在

国内管道建设工程中应用。

螺旋缝埋弧焊钢管焊缝与轴线有一成型角，焊缝受力情况好。

我国已有儿十年生产螺旋缝埋弧焊钢管的历史。通过技术上的不断

探索和设备上的不断改造，我国的螺旋缝埋弧焊钢管的加工质量已

接近世界先进水平。近年来，国内制管厂的螺旋缝埋弧焊钢管生产

质量水平已大上台阶，制管工艺成熟。产品质量可靠，已普遍地使

用在净化天然气长输管道上，特别是DN300以上的螺旋缝埋弧焊钢

管更为常用。目前国内轧制的管线钢板卷可满足生产高质量螺旋缝

埋弧焊钢管的需要。

由于进口和国产的直缝埋弧焊钢管的价格明显高于国产螺旋缝

埋弧焊钢管的价格，同时考虑国内钢管厂的生产能力、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，本工程推荐选用螺旋缝埋弧焊钢管，中型河流管

道穿跨越、河堤跨越、水下管段等特殊地段以及全线热煨弯头选用

直缝埋弧焊钢管，以提高管道在特殊环境和条件下的安全性。其制

管标准按《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢

管》GB/T9711.1-1999执行。

6.2钢管材质比选

6.2.1设计计算参数取值

本工程管道设计压力为2.5MPa。

设计系数：0406.4取一级地区0.72,二级地区0.6,

0273.1取二级地区0.6,三级地区0.5,

温度折减系数取1.0。

6.2.2强度计算公式

按《输气管道工程设计规范》(GB50251-2003),强度计算

公式为：

uPD

o=-------------------

2bsTFt

式中：

院管段计算壁厚，cm；

P—管道的设计压力，MPa

D—管道外径，cm；

管材规定最低屈服强度，MPa；

焊缝系数，取行1.0；

F—设计系数；

t—温度折减系数，＜120℃,取t=1.0。

6.3管道材质、管型比选

6.3.1线路直管段强度计算及选择

本工程管道所使用材质应具有较高的强度和良好的焊接性能及

韧性，其屈强比和冲击韧性等指标应满足GB/T9711.1-1999中有关

规定要求，以保证输气管道的安全。

本工程输气管道通过的地区类别长度参见表6.3-1。

地区类别长度统计表表6.3-1

长度

地区类别单位

0406.40273.1

一级km4.5—

二级km3.51.3

三级km—1.9

总计km8.03.2

本工程输气管道选用钢级L245、L290两种管材进行比较；由于

管道与沿途管道杂散电流较多，对管道腐蚀较大，故在选取管道壁

厚上，考虑一定腐蚀余量，有利于管道安全运行。强度计算及壁厚

计算结果、管材耗量及投资对比参见表6.3-2〜6.3-4。

0406.4强度计算及壁厚计算表表6.3-2

地区等级

内容单位

一级二级

管道长度km4.53.5

计算壁厚mm2.883.456

L245

0406.4