室外燃气工程设计指引

指引文件/室外工程设计室外燃气工程设计指引四川华气建设工程有限公司2017.03第一版目录一、高压及次高压管道设计1.1适用范围-----------------------------------------21.2管道及附件材料-----------------------------------21.3管材及管件存放-----------------------------------41.4地区等级-----------------------------------------51.5管壁计算及设计系数-------------------------------61.6设计要求-----------------------------------------7二、高压/次高压门站及调压站设计2.1设计理念----------------------------------------132.2概论--------------------------------------------182.3规划站址及设计----------------------------------192.4工艺设计----------------------------------------262.5调压系统各装置及组件的设计----------------------32三、中低压系统设计3.1一般规定----------------------------------------473.2管线及调压器装置位置的选择----------------------492一、高压及次高压管道设计1.1适用范围1本章节是为表压压力大于0.4MPa但不大于4.0MPa的燃气(不包括液态气)室外输配管道的设计提供参考。2设计人员应具相关的资历或专业资格，以确保工程设计安全可靠。1.2管道及附件材料1高压燃气管道应采用钢管,其管材及附件材料应符合下列要求:1)钢管及管道附件材料的选择,应根据管道的使用条件(设计压力、温度、介质特性、使用地区等)、材料的焊接性能等因素,经成本效益分析后确定。2)钢管及管道附件应根据选用的材料、管径、壁厚、介质特性、使用温度及施工环境等因素,对材料提出冲击试验和(或)落锤撕裂试验要求。3)当管道附件与管道采用焊接连接时，应采用相同或相近的材料。4)高压A钢管在四级地区或在其它重要设施，如铁路、高速路等处的选材，应采用埋弧直缝钢管(如UOE)或无缝钢管5)在高压A的情况下，螺旋焊缝钢管的应用应限于一、二或三类区域。6)螺旋焊缝钢管的应用，应优先考虑选用经过扩径的管材，在缺乏扩径的情况下，管材供货商应提供测试结果，以证明管材的残余应力不大于其最低屈服强度的10%。37)管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作,严禁采用铸铁制作。8)钢管应符合有关的国家标准，如GB/T9711等，当国家标准未能涵盖时，应不低于相应的国际标准，如API5L等。9)管道附件应符合有关的国家标准，如GB12459，GB/T13402等，当国家标准未能涵盖时，应不低于相应的国际标准，如ASMEB16.5，ASMEB16.9等。10)ERW高频电阻焊管的应用应限于不高于表压0.8MPa及壁厚不大于10mm的管道。2钢管及管件必须附有合适的外涂层，管道也宜有内防腐层以防止在运送及储藏期间锈蚀或损害。3如需要检管和清管，应符合以下要求:1)高压管道，其弯头的弯度应按GB50251的规定。次高压管道，其弯头的曲率半径应不少于3D。2)弯头不应由钢管焊接制造(Mitrebend)。3)阀门必须为全通径。4)在支管的直径大于干管的直径25%时，三通的支管口位置应设导向杆。4由于0.8MPa以上的次高压或高压管道对整个输配系统极其重要，所以应尽量考虑清管和检管要求。5在设计支管时，必须先考虑选用预制的管件，并具备出厂合格证书。在特殊情况下，可使用直接开孔连接的方法，而有关补强的规定必须符合《城镇燃气设计规范》GB50028。6法兰垫片必须不含石棉成份,应选用可靠的形式和材质。7燃气管道阀门的选用应符合有关国家现行标准或不低于其它国际标准，如ASMEB16.34，API6D,API6FA等，并选择适用于燃气介质的阀门,宜选用焊接球阀。阀门应具备双隔中疏的功能，即阀门本身的上4下游皆有密封面,而两个密封面中间有通道可以将气体放散，确保当阀门关闭时，上游的气体绝不会流入下游。8弯头的壁厚应比相连钢管厚，其厚度的计算应按GB50251的规定。1.3管材及管件存放1管材及管件的性能及检验一般规定用于燃气输配工程的管材、管件、辅材、焊材等，必须具有生产厂质量检验部门的产品质量检验报告和合格证，其质量不得低于国家现行标准或其它国际标准，否则不得使用。2管材及管件的搬运和存放1)验收物料，应注明收到的货品的数量以及损坏的程度，如果有损坏的话，应详细报告有关资料，并应附照片以作记录。2)在收到提供的物料之后，应该注意对这种物料的保护、搬运、存放和堆放。3)为了防止管道保护层受到破坏，管道应该用厚的木料垫高。在堆叠时，两层管道之间应放上衬垫。4)任何损坏或不适合使用的物料，都应有清楚的标签，并与其它适合使用的物料分开存放，避免好坏混合，防止因疏忽而误用在工程中。5)管道、设备搬运时，不得抛摔、拖拽和剧烈撞击。6)运输时的堆放高度、环境条件（湿度、温度光照等）必须符合产品的要求，应避免曝晒和雨淋。7)运输时应逐层堆放，捆扎、固定牢靠，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤材料、设备的尖凸物。8)避免接触可能损伤管道、设备的油类、酸、碱等物质。51.4地区等级1燃气管道通过的地区，按沿线建筑物的密度可划分为四个地区等级，并依从所归类的地区等级作出相应的管道设计。2燃气管道地区等级的划分应符合下列规定:沿管道中心线两侧各200m范围内,任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段,按划定地段内的房屋建筑密集程度,划分为四个等级。1)地区等级的划分:a)一级地区:有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。b)二级地区:有12个以上,80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。c)三级地区:介于二级和四级之间的中间地区。有80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元;或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。d)四级地区:地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一地区分级单元(不计地下室层数)。2)二、三、四级地区的长度可按如下规定调整:a)四级地区的边界线与最近地上4层或4层以上建筑物相距200m。b)二、三级地区的边界线与该级地区最近建筑物相距200m。3)确定燃气管道地区等级应为该地区今后发展留有余地，宜按城市规划划分地区等级。1.5管壁计算及设计系数61燃气管道的设计强度，应根据管段所处地区等级和运行条件,按可能同时出现的永久载荷和可变载荷的组合进行设计。特殊情况下(例如当有巨大温差，预计沉降或其它负荷等)，管道设计应考虑进行详细的应力分析，以确保管道所承受的载荷。2设计钢管时，应考虑因高压或次高压系统每天压力循环所产生的金属疲劳效应。3钢质燃气管道的设计公称壁厚，应先按式(2.5.3)计算其直管段计算壁厚，其后按钢管标准规格选取不小于直管段计算壁厚的公称壁厚。最小公称壁厚不应小于表2.5.4的规定。δ=PD(2.5.3)2σsφF式中:δ--钢管计算壁厚(mm);P--设计压力(MPa);D--钢管外径(mm);σs--钢管的最低屈服强度(MPa);F--强度设计系数,按表2.5.5和表2.5.6选取。φ--焊缝系数。当采用符合GB50028第5.9.4条规定的钢管标准时取1.0。4钢质燃气管道最小公称壁厚表2.5.4钢管公称直径(mm)公称壁厚(mm)DN100-DN1504.0DN200-DN3004.8DN350-DN4505.2DN500-DN5506.4DN600-DN9007.1DN950-DN10008.7DN10509.575燃气管道的强度设计系数(F)应符合表2.5.5的规定。燃气管道的强度设计系数表2.5.5地区等级强度设计系数一级地区0.72二级地区0.6三级地区0.4四级地区0.36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,应符合表2.5.6的规定。表2.5.6地区等级管道及管段一二三四强度设计系数(F)A.有套管穿越III、IV级公路的管道0.720.6B.无套管穿越III、IV级公路的管道0.60.5C.有套管穿越I、II级公路、高速公0.60.6路、铁路的管道0.40.3D.门站、储配站、调压站内管道及其上、下游各200m管道,截断阀室管道0.50.5及其上、下游各50m管道(其距离从站和阀室边界起算)E.人员聚集场所的管道0.40.41.6设计要求1本指引的气体体积的标准参比条件是101.325kPa,0℃。2在运行的压力和温度条件下,燃气的烃露点应比最低环境温度低5℃,燃气中不应有固态、液态或胶状物质。83在运行的压力和温度条件下,燃气的水露点应比最低环境温度低5℃。4流速不宜大于20m/s。5管网的规划应配合用户的分布,并尽量形成环状以加强供气的可靠性。6管道路线的选择，应考虑以下主要因素：1)地区等级与最高设计压力的规定2)间距的规定3)城镇规划/土地用途可能对管道的影响4)管线的长度、设计、施工及运作的要求及有关的造价5)对环境或文物的影响6)相邻设施及周边环境对管道可能造成的风险。地下燃气管道不可在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越,并不宜与其它管道或电缆同沟敷设。如需要同沟敷设时,必须采取防护措施。7地下燃气管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符合下列要求:1)埋设在车行道下时,不得小于0.9m;2)埋设在非车行道(含行人道)下时,不得小于0.6m;3)埋设在水田下时,不得小于0.8m。8埋地管道的连接应尽量避免使用法兰。9输送湿燃气的管道,应埋设在土壤冰冻线以下。10地下燃气管道地基宜为原土层。凡可能引起管道不均匀沉降的地段,其地基应进行处理。911管道与建筑物、构建物或相邻设施的水平及垂直间应符合GB50028的要求。如强度设计系数不大于0.3及管壁厚度不少于11.9mm，所需的水平净距为不少于3m。12通过四级地区的燃气管道，其压力不宜大于1.6MPa(表压)。当条件限制需要进入时，高压管道通过四级地区的设计应不低于GB50028的规定。13地下燃气管道与相邻设施之间的水平和垂直净距,不应小于表2.6.13-1和表2.6.13-2的规定。地下燃气管道与相邻设施之间的水平净距(m)表2.6.13-1地下燃气管道项目次高压高压BABA给水管1.01.51.51.5污水、雨水排水管1.52.02.02.0电力电缆直埋1.01.51.51.5(含电车电缆)在导管内1.01.51.51.5通信电缆直埋1.01.51.51.5在导管内1.01.51.51.5其它燃气管道Dn≤300mm0.40.40.40.4Dn300mm0.50.50.50.5热力管直埋1.52.02.02.0在导沟内(至外壁)2.04.04.04.0电杆(塔)≤35kV1.01.01.01.0的基础35kV5.05.05.05.0通讯照明电杆(至电杆中心)1.01.01.01.0铁路路堤坡脚5.05.06.08.0有轨电车钢轨2.02.03.04.0街树(至树中心)1.21.21.21.210地下燃气管道与相邻管道之间垂直净距(m)表2.6.13-2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热力管的管沟低(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注:如果地形限制无法满足表2.6.13-1和表2.6.13-2时,经与有关部门协商,采取行之有效的防护措施后,表2.6.13-1和表2.6.13-2规定的净距,均可考虑适当缩小。14按第2.4节的强度设计系数，一级或二级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平