平泉项目申请报告文2010.3.8

承德市天然气利用一期工程项目申请报告PAGEPAGE5中国市政工程华北设计研究院河北省天然气有限责任公司前言。

1.申报单位及项目概况1.1项目申报单位名称及法人代表项目名称：承德市天然气利用一期工程项目申报单位：河北天然气有限责任公司单位法人代表：刘彦芳单位地点：石家庄市裕华西路9号裕园广场A座16层1.2项目申请单位基本概况项目业主为河北省天然气有限责任公司，公司成立于2001年4月27日，是经河北省人民政府批准，由河北省建设投资公司出资设立的一家从事天然气输送、销售及综合利用、燃器具销售、危险货物运输的现代化专业企业。2006年2月13日，河北省建设投资公司与香港中华煤气有限公司通过股权转让方式，将河北省天然气有限责任公司改组为中外合资企业，公司注册资本2.2亿元人民币。河北建投和中华煤气分别持股55%和45%。公司始终以河北省可持续发展战略为指针，以调整河北省能源结构、改善大气环境为己任，积极推动全省天然气利用工作的发展。先后投资建设了河北省天然气利用一期工程（北京～石家庄输气管线）、河北省天然气利用一期工程扩建工程（石家庄～邯郸输气管线）、沙河市天然气利用工程、石家庄压缩天然气站、石家庄热电天然气输气管线、石家庄国家高新区天然气管网工程、石家庄经济技术开发区天然气管网工程。公司管线贯穿河北省中南部地区，辐射保定、石家庄、邢台和邯郸等三十余个市县，已向18个城市的27万居民客户、480家工商客户和55家工业客户平稳供气。截至目前，已拥有长输管线近400公里，城市管网100余公里。作为中国石油在河北省主要天然气承销商，多年来我们与中石油建立了密切的合作排出的烟气、烟尘，是造成污染环境的根本,历年冬、春季二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物均不能达到空气二级质量标准。天然气作为一种优质的清洁能源，与煤炭和重油比较，燃烧产生的有害物质将大幅降低。天然气替代重油，可减少CO2排放量52%，减少氮氧化物排放量80%；替代煤可减少氮氧化物排放量80-90%，减少CO2排放量50%。天然气汽车的排放污染大大低于以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中不含硫化物和铅，一氧化碳降低80%，碳氢化合物降低60%，氮氧化合物降低70%。广泛使用天然气，不仅可进一步优化承德市能源结构，而且减少城市各类用户排放物，有效改善环境空气质量，提高公众健康，促进经济发展。1.4.3培育新型产业，促进地方经济。1.5工程概况及主要建设内容1.5.1工程概况本工程为承德市天然气利用一期工程，项目天然气气源为大唐煤制天然气，气源接气点在承德滦平县兴洲乡兴洲分输站，本工程在分输站旁设承德兴州天然气首站，天然气在首站内经过滤、计量输送至高压管道（A），经高压管道（A）分别输送至承德市、滦平县，在承德市、滦平县各设门站，门站接受高压管道（A）来气，在站内经过滤、计量、调压输送至城区输配系统，由城市输配系统输送至各类天然气用户。以管道输送天然气至承德县距离较远，建设投资高、效益差，本工程在建设承德县建设压缩天然气释放站。为改善城市环境、节约能源、提高经济效益，本工程在承德市、滦平县建设天然气汽车加气站。1.5.2工程建设内容方框图工程建设内容方框图承德滦平县兴洲分输站承德滦平县兴洲分输站承德市天然气首站承德市天然气门站母站天然气中压管道焦炉煤气中压管道7.8MPa北京7.8MPa4.0MPa4.0MPa0.4MPa0.1MPa（已建）承德双滦区永德钢铁公司焦化厂储配站（已建）焦炉煤气加压0.1MPa（已建）0.1MPa（已建）承德双桥区红石峦储配站（已建）焦炉煤气加压4.0MPa滦平县天然气门站0.4MPa滦平县中压管道管束车承德县压缩天然气释放站0.4MPa承德县中压管道内蒙赤峰滦平县汽车加气子站承德县汽车加气子站承德市汽车加气子站1.5.3工程建设内容、地点及规模本工程主要内容包括：天然气输配系统和天然气汽车加气站。天然气输配系统包括：高压（A）级天然气管道、承德兴州天然气首站、承德市天然气门站、滦平县天然气门站、承德县CNG释放站、滦平张百湾镇高压调压站、中压输配管网、生产调度管理SCADA系统、后方设施和运行机具以及阴极保护等。天然气汽车加气站包括：承德市天然气汽车加气母站、承德市天然气汽车加气子站、滦平县天然气汽车加气子站。本工程建设内容、地点及规模如下表：工程建设内容、地点及规模序号建设内容建设地点设计规模一高压、次高压管线1承德兴州分输站承德兴州设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：0.5km2承德兴州天然气首站——滦平张百湾镇高压调压站承德兴州——滦平张百湾镇设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：14km3滦平张百湾镇高压站——承德市天然气门站滦平张百湾镇——承德市设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：24km4承德兴州天然气首站——滦平县天然气门站承德兴州——滦平县设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN200管长：6km二输气场站1承德兴州天然气首站承德兴州乡位置：大唐天然气管线一兴州分输站旁占地：5亩供气规模：6万米3/时承德市天然气门站承德市双滦区占地：40亩供气规模：2万米3/时3滦平县天然气门站滦平县占地：15亩供气规模：1万米3/时4承德县压缩天然气释放站承德县占地：5亩供气规模：0.2万米3/时三高中压调压站1滦平张百湾镇高压调压站滦平张百湾镇占地：3亩供气规模：2万米3/时四城区输配系统（一）中压管道1承德市天然气管道承德市45KM2滦平县天然气管道滦平县14KM3承德县天然气管道承德县22KM（二）调压设施1承德市调压设施承德市18座（个）2滦平县调压设施滦平县6座（个）3承德县调压设施承德县6座（个）五天然气汽车加气站5座1承德市加气母站承德市双滦区1座2承德市加气子站承德市3座3滦平县加气子站滦平县1座1.6工程主要技术经济指标及工程进度安排1.6.1主要技术经济指标本工程承德市、滦平县、承德县主要技术经济指标如下表：工程主要技术经济指标序号项目单位规模1规划人口万人69.5其中：承德市万人57滦平县万人6.2承德县万人6.32管道天然气供气规模万米3/年16058其中：承德市万米3/年4010滦平县万米3/年11474承德县万米3/年5743管道天然气气化率其中：承德市%15滦平县%40承德县%304管道天然气气化户数万户3.7其中：承德市万户2.4滦平县万户0.7承德县万户0.65高压、次高压管道公里44.5其中：PN4.0MPaDN350L360公里38.5PN4.0MPaDN200L360公里6PN1.6MPaDN250L360公里0PN1.6MPaDN250L360公里06管道天然气输气场站座4其中：承德兴洲天然气首站座1承德市天然气门站座1滦平县天然气门站座1承德县CNG释放站座17高压调压站座18承德市中压管道公里81其中：承德市中压干管公里40承德市中压支管公里5滦平县中压干管公里11滦平县中压支管公里3承德县中压干管公里19承德县中压支管公里39天然气汽车加气站座5其中：承德市加气母站座1承德市加气子站座3滦平县加气子站座110办公用房米22500其中：承德市办公用房米21000滦平县办公用房1000承德县办公用房米250011劳动定员人260（一期140）12建设投资万元38517其中：一期工程建设投资万元22011二期工程建设投资万元1650613天然气进价元/m31.48（含税）14天然气售价元/m32.3（含税）15投资回收期税前年9.2税后年10.716盈亏平衡点%5517内部收益率税前%13.5税后%工程进度安排工程进度安排表序号项目2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年1前期（可研、初步设计、施工图）2资金筹措、招投标、采购3高压天然气输配系统场站建设4高压天然气长输管道5承德市区次高压管道6城区输配系统（中压管道、庭院户内管道、调压设施）7天然气汽车加气站8SCADA系统9后方设施1.7天然气输配系统1.7.1输配系统总体方案1.输配系统总体方案设计原则（1）根据国家天然气远、近期发展规划，结合城市发展，合理选择供气气源，结合承德市总体情况，统一规划供气点、储气设施。（2）结合承德市现有城市燃气输配系统的状况，根据《承德市城市总体规划》的各区域功能划分，力求使整个输配系统更为经济，合理，并为后期建设留下发展空间。（3）城市燃气的供气方案，应结合远期和近期的气源条件、用气规模、用户种类等情况确定，做到远近结合、分期实施。（4）规划的供气系统方案不仅要安全可靠，还要做到技术先进、经济合理、可操作性强。（5）输配管网的管径及设计压力按远期供应规模确定，用近期的2.输配系统总体方案框图

输配系统总体方案框图承德双滦区永德钢铁公司焦化厂储配站（已建）焦炉煤气加压承德双滦区永德钢铁公司焦化厂储配站（已建）焦炉煤气加压内蒙赤峰焦炉煤气中压管道天然气中压管道内蒙赤峰焦炉煤气中压管道天然气中压管道0.1MPa（已建）7.8MPa承德市天然气门站母站承德市天然气首站承德滦平县兴洲分输站0.1MPa（已建）7.8MPa承德市天然气门站母站承德市天然气首站承德滦平县兴洲分输站0.1MPa0.4MPa4.0MPa4.0MPa0.1MPa0.4MPa4.0MPa4.0MPa（已建）7.8MPa（已建）7.8MPa0.1MPa（已建）0.1MPa（已建）4.0MPa4.0MPa北京北京管束车滦平县天然气门站承德双桥区红石峦储配站（已建）焦炉煤气加压管束车滦平县天然气门站承德双桥区红石峦储配站（已建）焦炉煤气加压0.4MPa0.4MPa滦平县中压管道滦平县中压管道承德县压缩天然气释放站承德县压缩天然气释放站0.4MPa0.4MPa承德县中压管道承德县中压管道承德市天然气利用一期工程项目申请报告PAGEPAGE131中国市政工程华北设计研究院河北省天然气有限责任公司3.输配系统设计内容设计内容规模一、高压管线1.承德兴州分输站设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：0.5km2.承德兴州天然气首站——滦平张百湾镇高压调压站设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：14km3.滦平张百湾镇高压站——承德市天然气门站设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN350管长：24km4.承德兴州天然气首站——滦平县天然气门站设计压力：4.0MPa管材：L360管径：DN200管长：6km5．承德市天然气门站——承德市高压调压站二、输气场站承德兴州天然气首站位置：大唐天然气管线一兴州分输站旁占地：5亩供气规模：6万米3/时2.承德市天然气门站占地：40亩供气规模：2万米3/时3.滦平县天然气门站占地：15亩供气规模：1万米3/时4.承德县压缩天然气释放站占地：5亩供气规模：0.2万米3/时三、高中压调压站1.滦平张百湾镇高压站调压站占地：3亩供气规模：2万米3/时四、中压管道1.承德市天然气管道设计压力：0.4MPa管材：Q235B钢管、PE管合计45KM2.滦平县天然气管道设计压力：0.4MPa管材：Q235B钢管、PE管合计14KM3.承德县设计压力：0.4MPa管材：Q235B钢管、PE管合计22KM五、调压设施1.承德市18座（个）2.滦平县6座（个）3.承德县6座（个）1.7.2城区燃气输配系统1.燃气设计压力分级根据国标《城镇燃气设计规范》GB50028-2006，城镇燃气管道应按燃气设计压力部分为7级，并符合下表中的要求：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＜0.012.目前我国城市燃气供气方式有：（1）采用高中低压三级或高中压二级供气方式，此种方案多用在气源压力高、供气规模及范围大的输配系统。（2）采用中压输气经中低压区域调压站调至低压，通过低压管网向用户供气，此种方案多为气源压力较低的输配系统中采用，该方案供气压力低，低压管网对建构筑物的安全间距要求较小，较易实现，但管径偏大、中低压管道往往重复，金属耗量大，投资加大，而且需征地建区域调压站。焦炉煤气需采用此种方式。（3）采用中压进户，由用户调压器调至燃具额定压力。此方案中压输送和供气直至用户，压力高管径小，减少金属耗量和投资，不需建区域调压站，少占地，而且所有用户燃具均在额定压力下工作，保证燃器具最佳的燃烧状态，热效率高，没有不完全燃烧的CO等产生，减少空气污染，但是中压进户对管材、管件和施工要求高，其安全性不及低压入户。（4）采用中压输送至楼群或楼栋，经柜式（箱式）调压器调至低压入户，此种供气方式具有（2）、（3）供气方式的优点，减小管径、节约投资、低压进户安全性较好。承德市市区沿滦河、山体呈带状布置，自西向东南延伸40公里以上，结合承德市现状及地域特点，本规划为减少管网投资，充分利用天然气的来气压力，采用高压-中压的供气方式，考虑到市区高压管道施工的可行性，本规划市区次高压采用（A）-中压的输配系统，即采用供气方式（1）。滦平县和承德县采用中压一级输送，即采用供气方式（4）。3.输配系统的压力级制天然气输配系统的压力级制（表压）项目压力MPa门站进站设计压力4.0CNG释放站进站设计压力20.0门站、CNG释放站（次高压）出站设计压力0.4（1.6）次高压管道设计压力1.6中压管道设计压力0.4中压管道运行压力（焦炉煤气改用天然气中压管道及与之相连的中压管道运行压力）0.4（0.07）中、低调压柜（箱）出口压力3.0～3.5kpa燃气具额定压力2.0kpa1.7.3储气调峰方案1.储气调峰方案选择（1）储气调峰量（2）储气调峰方案选择（a）储气调峰方案城市天然气输配系统调峰方案一般有如下几种：一是设机动气源厂，如目前有城市用建液化天然气（LNG）气化站或CNG释放站的方案以及前些年使用较多的液化石油气/空气混气站调峰；二是采用储气设施；三是利用缓冲用户。缓冲用户一般是用气较大的工业用户或者锅炉房在民用高峰时停止用气，低峰时用气。在市场经济的条件下，这样的用户很难落实，暂不考虑。建LPG、LNG气化站或CNG释放站，应有可靠、方便的LNG或CNG来源，城市天然气调峰量过大，目前承德市没有以上气源站，且以上三种气源在建设成本、供气价格和运行费用上都较高，承德县自建CNG释放站供应天然气，可采用该种方式储气，承德市和滦平县不宜采用此种方式。（b）调峰储气设施目前国内天然气调峰储气设施主要有高压管道、高压球罐、高压管束、地下储气库等。高压管束储气尚未成规模应用，原因是其储气压力高（一般7.0兆帕），高压管束作为压力容器埋设于地下，难以进行检查、检验和维修，同时国内还没有以高压管束作为压力容器的监检和监察规定。地下储气库主要用于大规模的城市季节调峰，且城市周边要有适宜的地下岩穴等地质条件，此两种方式不适于承德市的调峰储气。根据承德市的情况，天然气调峰储气设施可考虑采用高压管道储气、高压球罐或二者联合调峰储气方式。根据承德市天然气气源规划，至中期上游天然气来气气源有两路，现已落实的大唐管线天然气压力高，接至承德市的高压管道输送距离长，经过综合方析计算、比较，本规划确定至2015年中期由大唐高压管道来解决承德市和滦平县储气和输气问题，远期由该管线与唐山-承德市天然气管道一起承担承德市和滦平县储气和输气。2.高压管道管径的确定（1）高压管道储气设计基本参数（a）储气压力一般输配系统的储气压力应根据输气管线末段的余压确定，本规划由承德市兴洲首站的接气压力为4.0MPa，承德市门站的对外最高送气压力为1.6MPa，储气压力范围为1.65MPa-4.0MPa。（b）储气温度由于本工程高压输气管线从起点到末端的压力变化较小，因此输气过程中天然气的温度变化不大，设计确定为15℃。（c）管径：承德市兴洲首站——承德市门站（d）（e）输气量：3.5亿米3/年（2）储气量计算采用英国Pipelinestuotio高压计算软件，模拟72小时运行，管道储气曲线图如下：高压系统布置详见高压输配系统图。3.调峰方案本系统由大唐高压管道来解决承德市和滦平县储气和输气问题，采用英国Pipelinestuotio高压计算软件，模拟72小时运行，计算结果高压管线选用DN350管径能够满足本工程承德市、滦平县储气和输气的需求。1.7.3高压管道1.高压管线设计内容本工程将建44.5公里长输高压管道（A）,具体如下：

建设高压管道管道位置及名称设计压力（MPa）管道规格管道长度（公里）承德兴洲分输站-承德兴洲首站4.0DN3500.5承德兴州天然气首站-滦平张百湾镇高压站调压站4.0DN35014滦平张百湾镇高压站调压站-承德市天然气门站4.0DN35024承德兴洲首站-滦平县天然气门站4.0DN20062.高压管线选线原则（1）（2）充分考虑管道沿线近、远期城乡建设、水利建设、交通建设等与管线走向的关系。（4）管线应靠近现有公路，方便施工和维修管理。（5）应选择有利地形，避免不良工程地质地段，尽可能避免穿越大型河流和大面积湖泊水网区，易坍塌地段。（6）避免与高压电力线、重要通讯线并行敷设。（7）线路力求顺直、平缓，尽量减少与天然和人工障碍物的交叉。缩短长度，节省投资。（8）大中型河流穿（跨）越的河段选择应服从线路的总体走向；线路局部走向应服从穿（跨）越河段的需要。3.高压管线走向（1）承德兴洲分输站-承德兴洲首站（2）承德兴洲首站-承德市天然气门站（3）承德兴洲首站-滦平县天然气门站（4）承德市区次高压管道管线走向详见“附图：承德市规划高压天然气管道及输气场站布置图”。4.沿线概况及线路地区等级划分考察管道沿线情况，分别经过一、二级、三级地区和四级地区。本规划高压管线在城市中心或边缘地区，随着城市的发展，管线沿线的地区等级极有可能发生变化的敷设地段，为保证高压（A）管线的敷设不致于阻碍城市的发展，穿越中心城规划区的高压管线强度设计的地区等级按四级地区考虑。5.管材执行技术标准钢管技术条件应按以下标准：（1）《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/T9711.2-19996.管道壁厚计算和管材选择（1）管道壁厚计算输气管材应具有较好的强度，良好的焊接性能，其屈强比和冲击韧性等指标应满足相关规范的要求，以保证输气管道的安全。根据输气介质，环境使用条件，制管质量和现场组焊等因素综合考虑，较适合的钢种有L290、L360、L415根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006管道壁厚计算公式为：式中：δ——钢管计算壁厚（cm）P——设计压力（MPa）D——钢管外径（cm）σs——钢管的最小屈服强度（MPa）F——强度设计系数，选取0.4。ψ——焊缝系数，选取1。t——温度折减系数，取1。本规划对高压管线设计压力4.0MPa、1.6MPa，对L290、L360、L415三种级别的管材壁厚计算比较，采用的钢级越高，壁厚越薄，则投资较少。但考虑到沿线途经四类地区，由于管道有可能难于达到规范要求的安全间距，会造成大量的拆迁，不仅提高工程费用，而且会使工期延长。因此为降低安全间距要求，四类地区设计压力4.0MPa的管道壁厚选用9.5毫米。按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006的规定，高压输气管道的强度设计系数见以下两表：城镇燃气管道的强度设计系数：地区等级强度设计系数（F）一级地区0.72二级地区0.60三级地区0.40四级地区0.30穿越铁路、公路和人员聚集场所的管道以及门站、储配站、调压站内管道的强度设计系数：地区等级管道及管段一二三四强度设计系数（F）有套管穿越Ⅲ、Ⅳ级公路的管道0.720.600.400.30无套管穿越Ⅲ、Ⅳ级公路的管道0.600.50有套管穿越Ⅰ、Ⅱ级公路、高速公路、铁路的管道0.600.60门站、储配站、调压站内管道及其上、下游各200米管道，截断阀室管道及其上、下游各50米管道（其距离从站和阀室边界线起算）0.500.50人员聚集场所的管道0.400.40（2）管件壁厚计算弯管壁厚可按下式进行计算：δd=δ×MM=(4R-D)/(4R-2D)式中：δd—弯管管壁厚度，mm；δ—直管段管壁厚度，mm；M—弯管管壁厚度增大系数；R—弯管曲率半径，取6D，mm；D—弯管外直径，mm；（3）计算结果管道壁厚选用主要考虑以下因素：管道壁厚的计算值，管道沿线地区条件和安全间距要求以及采购的统一性。本工程经计算，计算结果见如下直管段、弯管计算壁厚、选取壁厚表：直管段、弯管计算壁厚、选取壁厚表（单位：mm）管径（mm）设计压力（MPa）最小屈服强度（MPa）设计系数直管段计算壁厚（mm）直管选取壁厚（mm）弯管计算壁厚（mm）弯管选取壁厚（mm）355．64.02900.407.1355．64.03600.405.6355．64.044.74.8219．14.02900.403.84.04.04.8219．14.03600.403.04.03.24.0219．14.042.83.2（4）管材的选择本工程高压管道设计压力4.0MPa,管道采用L360,螺旋埋弧焊接钢管，质量符合《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的规定。7.高压管道计算（1）高压管道水力计算根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006高压燃气管道水力计算根据下式：式中：P2--燃气管道终点压力（绝压千帕）Z—压缩因子L--燃气管道计算长度（公里）Q--燃气管道计算流量（米3/时）d—管道内径（毫米）ρ—燃气密度（公斤/米3）T—设计中所采用的燃气温度T0—273.16（K）λ—燃气管道的摩阻系数，计算公式采用Colebrook-White方程当Re<2000时，式中：lg—常用对数K—管道内表面当量绝对粗糙度，对于钢管K=0.2（毫米）Re—雷诺数压缩因子Z根据美国加利福尼亚天然气协会（CNGA）公式：式中：P1—输气管内气体平均压力（MPa绝压）Tm—输气管内气体流动平均温度（K）Δ—气体的相对密度（2）管道强度和稳定性校核（a）强度校核在埋地直管段中可产生因温度应力以及由内压产生的轴向力及环向力引起的轴向应力和环向应力，必须进行当量应力校核，受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核按《输气管道工程设计规范》GB50251-2003中附录B的公式计算：由内压和温度引起的轴向应力按下式计算：σL=μσH+Eα（t1-t2）σL—管道在轴向应力，拉应力为正，压应力为负（MPa）；μ—泊桑比，取0.3；σH—由内压产生的管道环向应力（MPa）；P—管道设计内压力（MPa）；d—管子内径（cm）；δn—管子公称壁厚（cm）；E—钢材弹性模量（MPa），对碳钢≈2.06×105；α—钢材线膨胀系数（℃-1），对碳钢≈1×10-5；t1—管道下沟回填时的温度（℃），取40℃；t2—管道的工作温度（℃），取10℃。受约束热胀直管段，按最大剪应力强度理论计算当量应力，并应符合下列表达式的要求：（b）管道稳定性校核管子需要有一定的刚度，由于管子的刚性与材料强度无关，而与材料的弹性模量、直径与壁厚比有关，因各种等级钢号的弹性模量相同，故只考虑直径与壁厚比即可，一般情况下只对外径与壁厚比大于140的管道和外部动荷载较大的管道才应进行稳定性校核，本设计为安全起见，进行管道稳定性校核。对每一种规格的钢管，只需要对最小的壁厚进行稳定性校核即可。管径壁厚比管径(mm)355.6219.1壁厚(mm)5.64.0管径壁厚比63.554.8管道的径向稳定性应按无内压状态校核：△x≤0.03D I=δn3/12△x—钢管水平方向最大变形量（m）；Dm—钢管平均直径（m）；W—作用在单位管长上的总竖向荷载（N/m）；Z—钢管变形滞后系数，宜取1.5；K—基床系数，取0.103；E—管材弹性模量（N/m2）；对碳钢≈2.1×1011I—单位管长截面惯性矩（m4/m）；δn—钢管公称壁厚（m）；Es—土壤变形模量（N/m2），取2.8X106。由于管道穿越公路时均有套管保护，所以作用在管道上的总竖向荷载仅考虑土壤的重力，管道最大埋深按2m。根据以上公式进行计算校核，所选的管材满足径向稳定性要求。8.管道敷设（1）敷设方式及安全间距高压管道全部采取埋地敷设，除满足《城镇燃气设计规范》要求，即：车行道下不小于0.9米，人行道下不小于0.6米的最小覆土深度外，考虑管材的适应性，确定最小露土深度在1.26米的冰冻线以下。根据《城镇燃气设计规范》有关规定，高压（A）管线经过一、二级地区与周围建筑物净距应满足35米的要求，在四级地区，与建筑物外墙面间净距应大于30米，当管道壁厚大于等于9.5毫米或采取有效保护措施时可降低至15米。（2）管沟开挖为保证管道埋设安全，管顶最小覆土厚度除满足要求外，施工设计时根据线路所经区域的地质、地貌不同，确定管顶覆土厚度。沟底宽度等于管道外防腐直径加沟底加宽裕量。根据土壤类别和物9.转角设计管道的转角一般有两种：纵向转角和水平转角。在特殊的地形条件下可能有水平转角和纵向转角的叠加角。设计采用以下几种转角方法：（1）弹性敷设根据《输气管道设计规范》4.3.14有关要求，管道转角尽量采用弹性敷设，弹性敷设需满足下述条件：平面转角，弹性敷设曲率半径R≥1000D；R≥3600D2(1-COS(α/2)/α4式中：R—曲率半径，m；α—管道转角；D—管外径，cm；（2）冷弯弯管弹性敷设难以实现时，可采用冷弯弯管实现管道转角，曲率半径R=40D。经计算，DN300口径管道的冷弯弯管适用于15度以下的转角，冷弯弯管壁厚应不小于直管段壁厚。（3）热煨弯头当冷弯弯管敷设也难于实现时，可采用热煨弯头实现管道转角，热煨弯头曲率半径R=6D，其材质同于直管段。弯管壁厚应不小于直管段壁厚。10.管道焊接管道焊接是管道施工中技术质量要求最高的一道工序，对管道抵抗外力破坏的能力及管道的使用寿命，运行状态起着关键的作用。本工程高压管道沿线地形比较复杂，弯头、弯管多，焊接工作量较大，因此需制定严格的焊接工艺，确保施工质量和工程进度。11.管道穿跨越工程（1）主要原则（a）穿（跨）越工程应严格遵循SY/T0015.1-98《原油和天然气输送管道穿（跨）越工程设计规范穿越工程跨越工程》。（b）将穿（跨）越工程的安全可靠性放在首位。推荐设计方案，。（c）服从城市总体规划要求，与已建和规划中的水中构筑物或桥梁保持规范要求的安全距离。（d）穿越河流点选在河流较窄，水流平缓的地方，并应尽量避开浅滩，深槽及冲淤变化较为剧烈的地段。（2）穿越方式高压管道穿越铁路、高速公路及Ⅰ级公路可采用顶管方式，穿管道与各类电缆交叉时，一律从其下方通过，相互净距不小于0.5m。管道与（3）穿越工程量穿越工程量穿越位置穿越数量穿越方式穿越铁路2顶管穿越公路3顶管穿越河流3定向钻12.线路附属工程（1）线路快速截断阀为减少管道发生事故时天然气的损失和防止次生灾害的发生，保证安全输气和保护环境，根据《城镇燃气设计规范》，截断阀设置最大间距应符合下列要求：一级地区为主的管段：32km二级地区为主的管段：24km三级地区为主的管段：16km四级地区为主的管段：8km本规划三条高压管道中承德兴洲分输站-承德兴洲首站和承德兴洲首站-滦平县天然气门站的管道距离较近，可不设截断阀。承德兴洲首站-承德市天然气门站的高压管道全长近40公里，结合地区类别，需设置2座截断阀。截断阀位置应选择在交通方便、地形开阔、地势较高的地方。阀门应具有自动控制及紧急切断功能，以下为几种常用阀门执行机构比较表：执行机构动力源适用范围优点缺点1电动执行机构电力有可靠的动力电区域需可靠电源2气液联动执行机构天然气自身压力无动力区域，天然气压力较高3无动力区域无需其它动力，可实现各种功能系统复杂，造价较高4电液联动机构电力和液压蓄能器有非可靠动力电区域可实现快速开关，可检测下游压力变化，价格较低系统较复杂高压管线沿线很难保证各阀室双回路电源，本项目综合经济因素，本项目采用气液联动球阀。（2）固定墩高压管道进、出站围墙外、高压放散管等能够引起管道失稳变形处，设置固定墩，用以防止应力变形。（3）防护工程管道穿越河流、沟渠和通过不良地段时，为增加管道输送安全性、提高管道稳定性，在线路特殊地段采取稳管、护岸、护坡、护底、排水沟和导流堤等防护工程。（4）管道占地为合理使用土地，降低赔偿费用，输气管道除管道阀门井、固定墩、线路三桩等线路附属工程考虑永久性占地外，整体线路工程。13.管道防腐（1）管道外防腐层选择防腐层是控制管道腐蚀，保证管道使用寿命的一项重要措施，而防腐层材料的选择是极其重要的。借鉴国内近年来长输管道外防腐层材料的应用情况和技术发展状况，立足技术经济和施工的可行性，结合管道的工况条件和管道沿线的自然地理环境，从而选择适宜管道敷设环境的外防腐层，确保管道在使用寿命期限内安全、稳定的运行。本工程管道外防腐层的选择应遵循以下原则：（a)适用于管道经过地段的地质环境，具有优良的物理机械性能，耐土壤能力，尤其是抗冲击性要好；（b）耐植物根茎穿透，吸水率低，电绝缘性、耐阴极剥离性好；（c）对金属表面的附着力好，使用寿命长（>30年）；（d）防腐材料来源广泛，易于机械化施工，无污染或污染很小；（f）防腐性能好，价格合理。经过对比，（单、双层）熔结环氧粉末、三层PE均是比较适宜采用的防腐层。根据管道经过地段的自然地理环境，要求外防腐涂层不但具有优异的耐水性、耐土壤腐蚀和耐阴极剥离性能，还应具有良好的抗冲击性、耐磨性、高压痕硬度，与阴极保护匹配良好。因此在满足技术要求的前提下，综合考虑管道管径、穿跨越、防腐层造价、周边防腐预制条件、与沿线阴极保护系统设置的匹配性等因素，充分保证管道能长期安全、有效的运行，本工程高压管道外防腐层采用聚乙烯三层PE复合结构加强级防腐，高压管道外防腐执行《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T0413-2002）。（2）管道补口防腐由于管道环焊缝均在现场进行，因此补口是管道外防腐的关键内容，补口质量的优劣直接关系到整条管线的使用寿命，是工程质量的重要环节。因此，补口应采用性能可靠，现场环境适应性强，施工方便及技术性能优异的材料。本设计补口采用目前国内使用技术成熟，且应用广泛的环氧粉末热喷涂（或液态环氧）打底及外缠聚乙烯绝缘热收缩带防腐方式，热收缩带应符合《辐射交联聚乙烯热收缩带》SY4054-1992的要求。该补口方式热收缩带与PE、钢的粘结性能，搭接剪切强度等指标均能满足要求，且现场操作方便，质量容易保证。检测方式采取电火花检漏。管道补口前，管体表面应作除锈、除尘、除杂质处理，达到Sa2.5级（喷砂或抛丸除锈）和St2级（手工除锈）的要求，执行标准为《涂装前钢材表面预处理规范》SY/T0407-1997。（3）弯头和弯管的防腐高压管道沿线地形复杂，线路采用弯头、弯管较多，其防腐也是非常重要的内容。原则要求弯头、弯管的防腐应与主管材具有相同的效果。因此，冷弯管采用三层PE防腐预制管现场加工，对三通和热弯管的防腐，采用双层环氧粉末喷涂方式。14.阴极保护管道阴极保护主要有强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种，具体优缺点详见下表：两种阴极保护方法比选表方法优点缺点外加电流输出电流连续可调；保护范围大；不受环境电阻限制；工程越大越经济；保护装置寿命长；需要外部电源；对临近构筑物干扰大；维护管理工作量大；不适用于地下管线密集处；牺牲阳极不需要外部电源；对临近金属构筑物无干扰或干扰很小；保护电流分布均匀，利用率高；可起接地排流作用；高土壤电阻率环境不宜使用；保护电流不可调；对防腐层质量要求较高；投产调试工作复杂，消耗有色金属；外加电流的阴极保护，输出电流连续可调，保护范围大，不受环境电阻限制，输送距离越长越经济，保护装置寿命长，但对邻近构筑物干扰大，对野外长距离输气管道工程，采用外加电流阴极保护方法较为合理。本工程高压管线主要在野外，确定采用外加电流的阴极保护15.管道抗震根据资料承德地区地震基本烈度为6度，根据《输油（输气）埋地钢质管道抗震设计规范》（SY/T0450-97），管道抗震设防烈度为6度，本工程所采用的管道抗震措施：（1）设计选用强度适当，具有良好塑性、韧性的管材。（2）管道尽量采取弹性敷设来处理管线转角，必须加弯管对首先考虑R=40DN的冷弯弯管，必须加弯头时全部采用R=6D的煨制弯头，增强管线的柔性，提高管线变形补偿能力。（3）管（4）穿越道路采用斜坡式敷设，倾角不大于30°，穿越水域时，管线设稳管措施。（5）管沟回填松散土或沙土，埋设时不夯实，并在地表做好防雨水冲刷盖面。站内过滤、计量1.7.4场站设计1.设计指导思想天然气首站是接收分输站来气、与上游天然气进行交接的场站，对进站天然气进行过滤、计量向长输高压管道输送。站内设清管球发射装置。天然气门站是城市天然气输配系统的气源接收站，担负着接收长输管线来气，对天然气进行过滤、计量、稳压、加臭及清管球接收的重要任务。场站内应设置超压自动泄压、关闭电动阀门，实现自我保护等安全措施。场站内还应设置先进的自控和通讯设施，可对门站内的运行参数进行监测和控制，同时将数据和信号传送制调度中心并接受其查询及指令。场站设计应遵循以下原则：（1）充分利用来气压力，在首站内经过过滤、流量复核，尽量保持来气压力向高压管道供气。（2）设计中充分考虑运行调度的灵活性及安全可靠性，使站内工艺布置便于操作并具有较高灵活性和适应性。确保场站在输气和运行调度过程中，连续稳定、安全可靠、计量准确、便于操作。（3）工艺流程的设计及设备的选择满足自动化需要，关键部位采用国外或国内先进可靠设备。（4）远、近期结合，充分考虑到今后的发展和建设需要，充分利用现有场站设施，不仅对预留管道接口及管道输送能力加以充分考虑，而且还要充分利用其他辅助设施预留空间。2.工艺设计（1）设计规模和参数（a）场站设计规模场站供气规模场站名称规模单位数量承德兴洲首站年供气量万米3/年16058承德市门站年供气量万米3/年4010滦平县门站年供气量万米3/年1474（b）场站设计参数场站设计参数场站名称设计参数单位数量承德兴洲首站高峰小时流量万米3/时6进站设计压力MPa4.0出站设计压力MPa4.0承德市门站高峰小时流量万米3/时2进站设计压力MPa4.0出站设计压力MPa1.6出站设计压力MPa0.4滦平县门站高峰小时流量万米3/时1进站设计压力MPa4.0出站设计压力MPa0.4

（2）工艺流程（a）承德兴洲首站自上游“大唐输气管线”承德兴洲分输站接至承德兴洲首站的～4.0Mpa天然气，在站内经过滤、计量，进入承德兴洲首站—承德市门站高压管道。站内设发球装置。站内进出站分别设有电动阀门及安全放散装置，当进站压力、出站压力大于设定值时，安全放散装置自动开启，若压力继续升高，则电动阀自动关闭，防止运行压力大于系统设计压力。（b）承德市门站自承德兴洲首站—承德市门站高压管道接入承德市门站，进站的天然气压力为4.0Mpa，在站内经过滤、计量、分级调压，一路调压至1.6MPa，加臭后进入承德市次高压（A）管道，一路调压至0.4MPa，加臭后进入承德市中压（A）管道，站内设收球装置。（c）滦平县门站自承德兴洲首站—承德市门站高压管道接入滦平县门站，进站的天然气压力为4.0Mpa，在站内经过滤、计量、调压，调压至0.4MPa，加臭后进入滦平县中压（A）管道。以上三站内进出站分别设有电动阀门及安全放散装置，当进站压力、出站压力大于设定值时，安全放散装置自动开启，若压力继续升高，则电动阀自动关闭，防止运行压力大于系统设计压力。（3）场站工艺设备（a）场站工艺设备

场站工艺设备场站名称工艺设备承德兴洲首站过滤器、流量计、电动球阀、手动球阀、节流截止放空阀、阀套式排污阀、安全放散阀、发球筒等。承德市门站过滤器、流量计、调压器、电动球阀、手动球阀、节流截止放空阀、阀套式排污阀、安全放散阀、加臭装置、收球筒等。滦平县门站过滤器、流量计、调压器、电动球阀、手动球阀、节流截止放空阀、阀套式排污阀、安全放散阀、加臭装置等。承德县释放站过滤器、流量计、调压器、电动球阀、手动球阀、节流截止放空阀、阀套式排污阀、安全放散阀、加臭装置等。（b）场站主要工艺设备选择设备选择采取国外先进产品与国内优质产品相结合的原则，关键工艺设备、控制设备及与自动化控制密切相连的设备选用国外先进适用产品，一般工艺设备立足于国产化，选用国内优质产品，降低工程投资。同时设备选型应兼顾远期供气规模。为使其结构紧凑，安装方便，本工程采用橇装设备。eq\o\ac(○,a)过滤分离器过滤分离器是依靠过滤作用将粉尘分离出来，具有除尘效率高，除尘粒径小等优点。本工程所输送的气体为净化、脱水后的天然气，气体在正常输送过程中无冷凝液析出，本站内的过滤器选用对颗粒状、粉状机械杂质分离效果好、噪音小、使用寿命长的过滤分离设备。保证过滤器达到99.9%的过滤效率。过滤精度≤5μm。eq\o\ac(○,b)调压器及切断阀本设计撬装工艺装置采用主调压器加监控调压器再加轴流式切断阀的结构，调压器带消音器。eq\o\ac(○,c)涡轮流量计气体涡轮流量计是一种精确测量气体流量的仪表，较适合于天然气的测量。它具有精度高重复性好，量程比较大等优点，适用于气体贸易计量。考虑到进站流量计量为贸易交接计量，故本工程设计中采用精度等级首站为0.5级，其余各站1.0级。eq\o\ac(○,d)各场站主要工艺设备参数主要工艺设备参数表一承德兴洲首站1过滤分离器P=4.0MPaQ=2.0万Nm3/h过滤精度:＜5μm台43开1备2气体涡轮流量计P=4.0MPaQ=2.0万Nm3/h台43开1备二承德市门站（一）高压（A）-次高压（A）1过滤分离器P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h过滤精度:＜5μm台21开1备2气体涡轮流量计P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h台21开1备3调压器主调压器+监控调压器+超压切断阀P1=4.0MPaP2=1.6MPaQ=1.0万Nm3/h切断阀超压切断动作：1.76MPa套21开1备（二）高压（A）-中压（A）1过滤分离器P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h过滤精度:＜5μm台21开1备2气体涡轮流量计P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h台21开1备3调压器主调压器+监控调压器+超压切断阀P1=4.0MPaP2=1.6MPaQ=1.0万Nm3/h切断阀超压切断动作：1.76MPa套21开1备4调压器主调压器+监控调压器+超压切断阀P1=1.6MPaP2=0.4MPaQ=1.0万Nm3/h切断阀超压切断动作：0.44MPa套21开1备三滦平县门站1过滤分离器P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h过滤精度:＜5μm台21开1备2气体涡轮流量计P=4.0MPaQ=1.0万Nm3/h台21开1备3调压器主调压器+监控调压器+超压切断阀P1=4.0MPaP2=0.4MPaQ=万Nm3/h切断阀超压切断动作：0.44MPa套2eq\o\ac(○,e)阀门的选择站内工艺管道及设备进出口均需设置阀门。作为站内设备及管路启闭的设备，根据阀门特点及其作用不同选择不同的阀门。①电动阀门的选择站内关键部位采用电动阀门，本设计选用电动球阀，球阀目前在国内外天然气场站内广泛应用，它具有承压高、密封可靠、通过能力大、启闭控制灵活、体积适当等特点。国内外的球阀都具有非常完善的设计、制造、试验和质量控制标准，产品质量可靠。电动球阀是由电动执行机构和球阀组装而成，在站内承担着正常生产过程的开关控制，事故状态下的紧急切断和安全保护，它是实现自动化运行的关键设备，考虑到该设备在生产运行中的重要性，需完成的控制功能以及和站内自动控制系统形成和通讯的适应能力，本设计按国外先进产品进行设计。②手动阀门的选择手动阀门选用国产合资产品，采用全通径、固定球、上下游双密封、火灾安全型的设计结构。阀杆具有在线检修及防飞出功能。③安全放散阀安全放散阀设置在工艺管线上，是站内重要的运行安全保证设备，进站总管选用先导式安全阀，该设备为指挥器控制的突跳式安全阀。调压器后选用弹簧式安全阀。eq\o\ac(○,f)加臭装置城市燃气是具有一定危险性的爆炸气体，又是在一定压力下输送和使用的。若使用不当，造成漏气有可能引起爆炸、着火和人身伤害。因此，当发生漏气时能及时被人们发觉而且消除漏气是很必要的。本工程输送到城市输配系统的天然气，考虑在站内设加臭设施，天然气经加臭后送入城市燃气管道供用户使用。本工程加臭装置是以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。加臭装置中包括隔膜式计量泵2台，计量储药罐、信号传感器、管线阀门组、散流式气化器及控制系统组成。控制系统具有输出监测、报警功能，加臭量显示与自动累计、定时打印功能。加臭剂采用四氰噻吩（C4H8S）。为使站内设备紧凑，施工方便，加臭装置放置调压橇内。eq\o\ac(○,g)收发球装置本工程在承德兴洲首站设发球装置，承德市门站设收球装置。（4）站区工艺管道及防腐（1）管材选择设计压力为1.6＜P≤4.0MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料L360，其技术性能应符合《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的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料16Mn钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。设计压力为0.4＜P≤1.6MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料L290，其技术性能应符合《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的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料20#钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。设计压力为P≤0.4MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料Q235B，其技术性能应符合《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2001）的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料20#钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。（2）管道敷设及防腐站内工艺管道除连接调压计量橇、阀门等设备需地上露天设置外，其它地点采用直埋敷设。埋地管道采用三层PE加强级防腐；地上管道采用环氧底漆和聚胺脂进行防腐处理。3.工艺监控和运行安全保护（1）工艺监控场站的测控系统包括场站工艺装置的运行参数采集和自动控制、远程手动控制、联锁控制、安全监测和越限报警。测控点的设置包括以下内容：（a）燃气计量系统首站计量是为与卖方计量且进行核算而设置，计量精度为0.5级。其余各站计量精度为1.0级。中压出站计量，按贸易结算的计量要求设置。站内用气单独设置计量系统。（b）就地检测点的设置为了巡检和开工调试的方便，在调压器、过滤器附近，均设有就地压力（差）表。（c）集中采集点▪进站天然气压力、温度；▪进站天然气瞬时工况流量、压力、温度；▪过滤器的压差；▪高中压调压前、后压力；▪高中压调压前、后温差；▪出站管阀后压力；▪站内用气计量信号；▪站内电动阀的控制信号和状态反馈信号；▪每条管线组一个手动阀门的开/关状态信号；.调压计量装置区域内天然气泄漏浓度信号。（2）安全保护▪每路调压采用串联监控方式，当工作调压器失效时，监控调压器会自动进入调压状态。每路调压设有超压切断阀，当下游压力过高时，切断阀可紧急超压切断。▪各级调压器后设安全放散阀，超压后安全放散。▪在调压计量装置区域内设有天然气泄漏浓度探测器。当其浓度超越报警限值进发出声、光报警信号，并可在控制室迅速切断进、出口电动阀。▪出站阀后压力，高出设定报警压力时声光报警，再高出设定关闭压力时联锁关闭进站电动阀门。▪出站阀后压力低于设定压力时声光报警。▪进站瞬时流量测量值高出设定值时声光报警。▪进站瞬时流量测量值低于设定值时声光报警。▪过滤器阻力高出设定值时声、光报警。▪调压器组前、后压力高出/低于设定值时声、光报警。▪紧急情况（如失火等）时，可远程切断进/出站电动阀。3.站址选择（1）站址选择（a）站址选择原则根据《城镇燃气设计规范》结合本工程具体情况，站址选择应遵循以下原则：——站址应符合城市总体规划的要求,既要尽量靠近负荷中心地区和上游输送通道，又应避免影响城市的发展建设；——站内设施与周围建构筑物的防火间距能够满足相关规范的要求；——站址应具有适宜的地形、工程地质、供电、给排水和通信等条件。（b）站址选择天根据用户分布和周围环境，各场站选址、占地面积如下：场站选址、占地面积项目场站位置占地（亩）承德兴洲天然气首站承德滦平兴洲大唐天然气管线兴洲分输站旁（宜与分输站合建）5承德市天然气门站（含母站、CNG应急气源站）双滦区东南40滦平县天然气门站滦平镇15承德县CNG释放站下板城镇54.总图设计（1）设计依据（a）《建筑设计防火规范》 GB50016-2006（b）《城镇燃气设计规范》 GB50028-2006（c）《工业企业总平面设计规范》 GB50187-932.总平面布置为了安全及便于管理，站内设置生产区和生产辅助区，以道路区分。生产区建有工艺调压计量区及放散装置等。整个站区设2.2米高实体围墙。平面布置在满足规划部门要求和现行国家规范的前提下,站内遵循工艺流程合理、车辆运行通畅、安全、环保、美观卫生、节约用地的设计原则进行布置的。放散装置布置在整个站区的角落里，远离作业区以减少对生产辅助用房的影响和污染。天然气场站属甲类生产火灾危险性类别的厂站，站内建筑物的耐火等级为二级，道路宽大于4.0米，转弯半径大于9.0米。工艺装置区回车场甲类生产场所地面应为不发火花地面。出入口应与站外道路直接贯通。站内除建、构筑物及道路和回车场地外应尽量绿化，种植常绿树种和草坪。（3）安全要求本站区的生产性质为甲类，为易燃易爆区域，区域内部建构筑物的等级均为二级，彼此间的间距均满足现行国家规范中相关安全距离的要求。依据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006、《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004等相关规范，站内各建、构筑物之间防火间距均应满足规范要求。详见“附图：承德市门站、加气母站平面布置图、滦平县门站平面布置图”。（4）场站主要建、构筑物（a）承德兴洲天然气首站主要建、构筑物承德兴洲天然气首站主要建、构筑物一览表序号建筑物名称占地面积（m2）建筑面积（m2）危险类别结构型式耐火等级1工艺装置区192×3甲露天一、二级2发球区7甲露天一、二级3放散管6甲露天一、二级4综合用房（二层）180360丙框架一、二级总计769360

（b）承德市天然气门站主要建、构筑物承德市天然气门站主要建、构筑物一览表序号建筑物名称占地面积（m2）建筑面积（m2）危险类别结构型式耐火等级1门站1-01工艺装置区1008甲露天一、二级1-02发球区甲露天一、二级1-03放散管61-04生产辅助用房96961-05综合楼（四层）52220881-06门卫45452加气母站2-01工艺装置区972丙露天一、二级2-02加气柱9.72-03加气岛18253/2=126.52-04站房360360丙框架一、二级3CNG释放站3-01工艺装置区3003-02卸气柱16.3总计33532715.5

（c）滦平县天然气门站主要建、构筑物滦平县天然气门站主要建、构筑物一览表序号建筑物名称占地面积（m2）建筑面积（m2）危险类别结构型式耐火等级1工艺装置区240甲露天一、二级2放散管6甲露天一、二级3综合用房3681030丙框架一、二级4地埋式污水处理设备31丙5门卫2828丙框架一、二级总计6721041（5）竖向设计站区尽量采用自然排水，其排水坡度应在4‰-5‰，坡度向站外，站内最低处应比四邻高出0.2米。1.7.5高压调压站本工程调压站位于滦平张百湾镇工业区,供气对象主要为工业区的工业用户,调压站进口压力为4.0Mpa,出口压力应结合工业用户根据燃烧设备、用气量确定。调压站为高压（A）。1.高压调压站站址、规模（1）高压调压站规模高压调压站规模序号站名站址设计规模万米3/日占地面积1滦平张百湾镇高压（A）调压站滦平张百湾镇23亩（2）设计原则（b）工艺设计及设备选择，充分考虑实现生产运行管理自动化的需要。（c）根据燃气发展需要，一次设计，分期实施；远近结合，为以后的发展和建设留有余地。2.工艺设计（1）设计参数高中压调压站设计参数进站压力： 4.0MPa出站压力： ≤0.4MPa最大小时流量： 20000m3/h（2）工艺流程天然气自长输高压管道进站后，在站内天然气经过滤、调压、计量后进入中压管道。（3）主要工艺设备站内主要的工艺设备包括：过滤器、流量计、调压器、电动阀门、手动阀门、安全放散等。为节约用地、整齐美观、结构紧凑，安装方便，本工程采用成套橇装设备。内设过滤器、调压器、放散阀、计量仪表和控制仪表。撬装设备设2个回路（一开一备），每一回路设置过滤器、流量计、带超压自动切断阀的调压器，当压力超过设定值时，自动切断该调压回路并开启备用调压回路，以保证连续供气。其工艺流程详见“附图：高压调压站工艺流程图”。（4）主要工艺设备选择设备选择采取国外先进产品与国内优质产品相结合的原则，关键工艺设备、控制设备及与自动化控制密切相连的设备选用国外先进适用产品，一般工艺设备立足于国产化，选用国内优质产品，降低工程投资。同时设备选型应兼顾远期供气规模。（a）过滤器调压装置内过滤器采用筒式过滤器，过滤精度5μ，设备带压差显示。（b）调压器工作调压器选用带指挥器自力式调压器，附消音器，监控调压器选用带超压自动切断的调压器，调压器具有较宽的压力输出范围和高效的降噪结构。调压器调压精度为±1%，关闭精度不大于+5%。（c）流量计流量计量系统选用涡轮或腰轮流量计，计量精度不大于1.5级。（d）阀门的选择站内工艺管道及设备进出口均需设置阀门。作为站内设备及管路启闭的设备，根据阀门特点及其作用不同选择不同的阀门。eq\o\ac(○,a)电动阀门的选择本设计进出站选用电动球阀，球阀目前在国内外天然气场站内广泛应用，它具有承压高、密封可靠、通过能力大、启闭控制灵活、体积适当等特点。国内外的球阀都具有非常完善的设计、制造、试验和质量控制标准，产品质量可靠。电动球阀是由电动执行机构和球阀组装而成，在站内承担着正常生产过程的开关控制，事故状态下的紧急切断和安全保护，它是实现自动化运行的关键设备，考虑到该设备在生产运行中的重要性，需完成的控制功能以及和站内自动控制系统形成和通讯的适应能力，本设计按国外先进产品进行设计。eq\o\ac(○,b)手动阀门的选择手动阀门选用国产合资产品，采用全通径、固定球、上下游双密封、火灾安全型的设计结构。阀杆具有在线检修及防飞出功能。eq\o\ac(○,c)安全放散阀安全放散阀设置在工艺管线上，是站内重要的运行安全保证设备，进站总管选用先导式安全阀，该设备为指挥器控制的突跳式安全阀。调压器后选用弹簧式安全阀。（e）加臭装置城市燃气是具有一定危险性的爆炸气体，又是在一定压力下输送和使用的。若使用不当，造成漏气有可能引起爆炸、着火和人身伤害。因此，当发生漏气时能及时被人们发觉而且消除漏气是很必要的。本工程输送到城市输配系统的天然气，考虑在站内设加臭设施，天然气经加臭后送入城市燃气管道供用户使用。本工程加臭装置是以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。加臭装置中包括隔膜式计量泵2台，计量储药罐、信号传感器、管线阀门组、散流式气化器及控制系统组成。控制系统具有输出监测、报警功能，加臭量显示与自动累计、定时打印功能。加臭剂采用四氰噻吩（C4H8S）。为使站内设备紧凑，施工方便，加臭装置放置调压橇内。（5）工艺管道及管道防腐（a）管材选择设计压力为1.6＜P≤4.0MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料L360，其技术性能应符合《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的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料16Mn钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。设计压力为0.4＜P≤1.6MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料L290，其技术性能应符合《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的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料20#钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。设计压力为P≤0.4MPa：管径≥DN200管道采用螺旋缝埋弧焊钢管，材料Q235B，其技术性能应符合《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2001）的相关规定，管径＜DN200管道，采用无缝钢管，材料20#钢，其技术性能应符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999。（b）管道敷设及防腐站内工艺管道除连接调压计量橇、阀门等设备需地上露天设置外，其它地点采用直埋敷设。埋地管道采用三层PE加强级防腐；地上管道采用环氧底漆和聚胺脂进行防腐处理。3.工艺监控和运行安全保护（1）工艺监控调压站的测控系统包括站内工艺装置的运行参数采集和自动控制、远程手动控制、安全监测和越限报警。调压站作为SCADA系统终端站，由RTU将信号传至调度中心，由调度中心执行检测和控制。使调度中心能即时了解各无人值守调压站的各项运行参数和工况。测控内容主要包括：（a）燃气计量系统计量装置是按贸易结算计量的习惯精度要求设置的，选用带有体积修正计算器的气体涡轮流量计。（b）就地检测点的设置为了巡检和开工调试的方便，在每个阀、调压器、过滤器附近均设有就地压力（差）表、温度表。（c）集中采集运行参数点*进站天然气压力、温度*送出天然气瞬时工况流量、压力、温度*过滤器的压差*调压前/后压力*调压前/后温差*出站管阀后压力*电动阀门的状态信号及远程控制。*每条管线组一个手动阀门的开/关状态信号*装置区域内天然气泄漏浓度信号（d）站区实时画面监控系统*站区设置工业摄像头，SCADA系统将站区实时画面传回控制中心，有人或异物撞入是能及时发现。（2）安全保护措施*每路调压采用串联监控方式，当工作调压器失效时，监控调压器会自动进入调压状态。每路调压设有超压切断阀，当下游压力过高时，切断阀可紧急超压切断。*调压器后设安全放散阀，超压后安全放散。*在调压装置区域内设有天然气泄漏浓度探测器。当其浓度超越报警限值时发出声、光报警信号，并可迅速切断进、出口电动阀。*出站阀后压力高出设定报警压力时声光报警，再高出设定关闭压力时联锁关闭进站电动阀。*调压器组前、后压力高出/低于设定值时声、光报警。*紧急情况（如失火等）时，可远程切断进/出管电动阀。4.总图设计（1）总平面布置总平面布置在满足规划部门要求、严格执行国家规范的前提下、遵循工艺流程合理、安全、节约用地的原则进行设计。高压（A）调压站内设调压计量撬、生产辅助用房、RTU柜和变配电箱，占地面积约3亩。具体布置详见“附图：滦平张百湾镇调压站平面布置图”。（2）安全设计依据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006，调压撬与其它建、构筑物的安全净距见下表：调压撬与其它建、构筑物的最小安全净距（米）设置形式调压装置入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调压撬高压（A）18.030.025.05.06.0调压撬次高压（A）9.018.015.03.04.03.主要建、构筑物张百湾镇调压站主要建、构筑物一览表序号建筑物名称占地面积（m2）建筑面积（m2）危险类别结构型式耐火等级1工艺装置区192甲露天一、二级2综合用房180360丙框架一、二级总计3723604.竖向设计站区尽量采用自然排水，其排水坡度应在4‰-5‰，坡度向站外，站内最低处应比四邻高出0.2米。1.7.6中压输配管网1.管网布置（1）布置原则根据已确定的输配管网压力级制，市区中压管网布置遵循以下原则：（a）根据城市总体规划，结合城市实际发展情况进行总体布置；（b）管网布线按照城市规划布局进行，贯彻远近结合的方针，管网分期建设；（c）尽量靠近用户，以保证用最短的线路长度达到同样的供气效果；（d）尽量减少穿跨越河流、水域，以降低工程投资；（e）为确保供气可靠、中压主干管成环布置；（f）避免与高压电缆平行敷设，以减少燃气管道的腐蚀；（g）管道选线遵循先人行道、后慢车道、再快车道的原则。（h）管线的走向和位置应避开地形复杂、地质不利的地段，避免或减少架空敷设。（2）中压管道安全间距中压管道通常采用埋地敷设，与其它建、构筑物或其它相邻管道之间要有一定的距离以保证安全，安全间距见下表：燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的最小水平净距（米）项目地下燃气管道低压中压BA建筑物的基础0.71.01.5给水管污水、雨水排水管1.01.21.2电力电缆直埋在导管内1.01.01.0通信电缆直埋在导管内1.01.01.0其他燃气管道DN≤300mmDN>300mm热力管直埋1.01.01.0在管沟内（至外壁）1.01.51.5≤35KV1.01.01.0>35KV2.02.02.0通讯电杆（至电杆中心）1.01.01.0铁路路堤坡脚5.05.05.0有轨电力钢轨2.02.02.0街树（至树中心）0.750.750.75地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间最小垂直净距（米）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）1.00（3）中压管网布置中压管网主干管成环状布置，以保证供气稳定，局部供气点以枝状供气，详见“附图：承德市规划天然气管网布置图、滦平县规划中压天然气管网布置图、承德县规划中压天然气管网布置图”。（4）管道埋深中压管道一般为埋地敷设，根据《城镇燃气设计规范》50028-2006规定，最小覆土（路面至管顶）深度为：车行道下 0.9米非车行道下 0.6米水田下 0.8米本规划考虑到承德市的最大冻土深度，确定中压管道最小覆土（路面至管顶）深度不小于1.26米。2.管材及防腐（1）管材适用于输送城市中压燃气的管材有：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。管材的选用主要考虑输送燃气的性质、压力、温度等因素，钢管强度高，输送介质压力高，弹性好，并有良好的焊接性能，聚乙烯燃气管具有耐磨蚀、韧性好、重量轻、流体阻力小以及运输方便、使用年限长、维修及施工简单等优点。根据工程实践中压管道DN250及以上的管道钢管的综合造价较低，选用Q235B钢管。DN250以下的管道PE管综合造价较低，选用SDR11PE管。（2）防腐中压管道防腐选用三层PE加强级防腐。PE管材不需要作防腐。3.中压管网水力计算（1）水力计算公式高压、中压燃气管道的单位长度磨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对于钢管λ=0.11（）0.25式中:K——管道内表面当量绝对粗糙度（mm）Re——雷诺数（2）中压干管始、末点压力（表压）中压干管始、末点压力（表压）输送介质始点压力（Mpa）末点压力（Mpa）天然气0.40.25（3）中压燃气管道水力计算结果采用华北设计院G-NET城镇燃气管网水利分析软件进行水力计算分析，按始（4）中压燃气管道工程量表中压燃气管道工程量表地区管材管径（mm）现状（公里）工程量（公里）承德市铸铁管DN35068.70Q235B钢管DN25016PE管De200026De160033De11008滦平县PE管De20005De16006承德县PE管De20006De160013De110004.调压设施调压设施数量如下：调压设施数量设计方案调压设施数量（个）天然气承德市调压柜7调压箱11企业专用调压柜0滦平县调压柜2调压箱4企业专用调压柜0承德县调压柜2调压箱4企业专用调压柜0焦炉煤气承德市调压站30调压箱865.穿跨越工程（1）穿越铁路、城市快速路方式、城市快速路（2）穿越城市道路方式燃气管道穿越市内一、二级交通干线时，采用套管敷设，套管内径大于输气管外径100mm；穿越城市一般道路和街坊道路时，采用直埋大开挖方式敷设。（3）穿跨越河流方式燃气管道穿越河流，一般宜采用大开挖敷设，特殊河流水域宽、水急，如果不能断流采用定向钻穿越。对于建成桥梁，根据桥梁情况宜随桥敷设。（4）穿跨越工程量穿越工程量穿越位置穿越数量穿越方式穿越铁路6顶管穿越公路8顶管穿越河流6定向钻6.管道阀门和附件设置1.8承德县释放站天然气气源来自承德市CNG母站（门站），由CNG母站加压至20.0Mpa的天然气拖车运输至站内，在站内经卸气柱释放到撬装工艺装置，在撬装工艺装置内经过滤、调压、换热再调压至0.4MPa，加臭后进入承德县中压（A）管道。压缩天然气（CNG）释放站的选址本着节约土地、安全管理和靠近用气点等综合因素考虑，便于未来长输天然气管线接入。承德县CNG释放站站址选择在下板城镇。详见“附图：承德县规划中压天然气管网布置图”。

承德县CNG释放站主要建、构筑物一览表序号建筑物名称占地面积（m2）建筑面积（m2）危险类别结构型式耐火等级1工艺装置区120甲露天一、二级2卸车柱15甲露天一、二级3综合用房（局部二层）279400丙框架一、二级总计414400CNG自加气母站由CNG钢瓶拖车，通过公路运送至CNG供气站。在供气CNG钢瓶CNG钢瓶拖车一级换热一级调压二级换热二级调压三级调压中压输配管网过滤计量加臭压计量撬，该种设施工艺简单、占地面积小。调压计量宜选用备用回路。1.9压缩天然气汽车加气母站与子站1.9.1汽车加气站现状承德市城市管道燃气为焦炉煤气，部分小区使用管道液化石油气，还未使用燃气汽车。1.9.2压缩天然气母站与子站建设1.燃气汽车的优越性天然气汽车与传统燃油汽车相比其优越性主要表现在以下几个方面：（1）燃料热值较高：天然气的主要成分是甲烷、少量的烃类和二氧化碳，天然气的热值较高。（2）发动机更经济实用：天然气的辛烷值比较高，可高至120～130，故压缩比可以提高至ll～12，热效率提高约10%。抗爆性能优于汽油，发动机燃用天然气时可以采用较高的压缩比（小尺寸发动机可取14），因此同汽油机相比，天然气发动机更经济实用。（3）发动机寿命长：天然气汽车因辛烷值高，燃气混合好，很少发生爆震现象，机件损坏少，而且不会破坏曲轴、连杆等运动摩擦件的润滑油膜，天然气工作时也不稀释润滑油，对汽车零件的磨损有利，噪声比汽油机低几个分贝。（4）安全性能好：由于燃气在车上的储存、传输和加注均在封闭的管道内进行，因此安全可靠，即使有微量泄漏，由于比重比空气轻，将在空中飘散，不易形成可燃混合气。（5）经济效益：在大多数国家，天然气的价格只有汽油的50%左右，即使加上改装成本，燃气汽车的运行成本也只有传统汽油车的65%。在目前国内采用天然气作为汽车燃料，可降低燃料成本30%～45%。（6）环保效益：现阶段促使许多国家大量推广应用燃气汽车（其中主要是天然气汽车）的主要原因之一，是其排放的洁净性，亦即环保效益好。天然气的主要成分——甲烷可以燃烧得更充分和彻底，产生的有害物质极少。据有关的研究资料介绍，与同功率的传统燃油汽车相比，天然气汽车尾气中HC可下降90%，CO下降约80%，CO2降低约15%，NOx下降约40%，并且没有铅污染。2.供气车辆选择从技术经济角度分析，双燃料汽车的发展，首