城鎮(zhèn)超高壓天然氣管線工程設(shè)計(jì)中幾個(gè)重點(diǎn)問題的研究

城鎮(zhèn)超高壓天然氣管線工程設(shè)計(jì)中幾個(gè)重點(diǎn)問題的研究1引言

北京市引進(jìn)陜甘寧自然氣市內(nèi)工程中大路一環(huán)Dn700自然氣管線的設(shè)計(jì)壓力已達(dá)2．5MPa。超高壓燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)(1．6MPa)，不同于一般的高壓燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)?！冻擎?zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，敷設(shè)設(shè)計(jì)壓力大于1．6MPa的燃?xì)夤艿罆r(shí)，其設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行的《輸氣管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。而《輸氣管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以油、氣田至目的地的長輸管線為主要對(duì)象，其中涉及到的廠站也以油、氣田廠、站建立為主，不適用于城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的管線和廠、站建立。那么在城鎮(zhèn)敷設(shè)超高壓燃?xì)夤艿罆r(shí)，其設(shè)計(jì)應(yīng)如何執(zhí)行《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及《輸氣管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》并將它們有機(jī)地結(jié)合起來就成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。隨著國內(nèi)自然氣事業(yè)的進(jìn)展，城鎮(zhèn)自然氣輸配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模也越來越大，為了保證工程的經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)施性，勢必要提高輸配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力。目前，北京市由我院設(shè)計(jì)并已經(jīng)敷設(shè)的超高壓自然氣管線已接近200Km，還有幾十公里的超高壓管線正在敷設(shè)之中。下面結(jié)合我院所做的大路一環(huán)Dn700自然氣管線工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施狀況，就城鎮(zhèn)超高壓自然氣管線工程設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重點(diǎn)問題進(jìn)展討論和總結(jié)，以利于更進(jìn)一步提高工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2工程概況

北京市引進(jìn)陜甘寧自然氣市內(nèi)工程是陜甘寧盆地自然氣外輸工程中規(guī)模最大的下游工程，也是當(dāng)前國內(nèi)規(guī)模最大的城市自然氣輸配工程。工程主要內(nèi)容包括一座城市門站、三座儲(chǔ)配站、五座調(diào)壓站、200多公里輸配干線、一套輸配調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及生產(chǎn)配套設(shè)施等。該工程在1991年至1994年中完成了工程的預(yù)可行性討論和可行性討論，1994年開頭十個(gè)子工程的初步設(shè)計(jì)，1995年開頭各子工程的施工圖設(shè)計(jì)。為籌措資金北京市政府在1993年將本工程列為“北京環(huán)境改善工程”中的一個(gè)子工程而申請(qǐng)亞洲開發(fā)銀行貸款，并于1994年初通過亞洲開發(fā)銀行的審查。

高壓管線工程(第三子項(xiàng))是陜甘寧自然氣進(jìn)京工程下游工程中的主體工程之一。超高壓自然氣管線根本沿大路一環(huán)敷設(shè)，長45Km，管徑Dn700，設(shè)計(jì)壓力2．5MPa。工程沿線穿越鐵路5處，地鐵l處，現(xiàn)狀及規(guī)劃立交11處，河流15處，穿石山坡一處。工程總投資(含局部1．OMPa管線及配套工程)64069萬元人民幣(其中美元124．96萬美元)，其中工程費(fèi)21821萬元人民幣。

3問題討論

(1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選用及設(shè)計(jì)原則

大路一環(huán)自然氣管線工程設(shè)計(jì)壓力為2．5MPa，已超出《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中高壓A級(jí)管道1．6MPa輸送壓力范圍。依照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，應(yīng)采納現(xiàn)行《輸氣管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》?！遁敋夤艿拦こ淘O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以掌握管道自身的安全性為原則，與《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的安全性原則不完全全都。但兩本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的條文說明都指出，長期的實(shí)踐閱歷及燃?xì)夤艿缆庖鸬谋ê椭卸臼鹿实慕y(tǒng)計(jì)資料說明，燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生在肯定范圍內(nèi)并不與燃?xì)夤艿琅c建筑物的距離有必定聯(lián)系。加大管道與建筑的距離并不能完全避開事故的發(fā)生，相反會(huì)增加設(shè)計(jì)時(shí)管位選擇的困難或使工程費(fèi)用增加。因此，《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的地下燃?xì)夤艿琅c建、構(gòu)筑物之間的水平凈距是考慮了施工和檢修間距并適當(dāng)考慮燃?xì)廨斔蛪毫Φ挠绊懀瑯?biāo)準(zhǔn)的修編也傾向于減弱考慮燃?xì)廨斔蛪毫Φ挠绊憽?/p>

《輸氣管道工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》是以為城市輸送燃?xì)獾拈L輸干線為主要對(duì)象。該標(biāo)準(zhǔn)以提高管道自身的強(qiáng)度安全作為輸氣管道的設(shè)計(jì)原則，參照美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSIB31．8，采納地區(qū)等級(jí)劃分確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，再進(jìn)展管道強(qiáng)度計(jì)算，管道與建、構(gòu)筑物之間的水平凈距在標(biāo)準(zhǔn)中并沒有詳細(xì)規(guī)定。設(shè)計(jì)中詳細(xì)表達(dá)在以不同地區(qū)等級(jí)，采納不同的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)，進(jìn)展管道強(qiáng)度計(jì)，來保證管道四周建構(gòu)筑物的安全。地區(qū)等級(jí)是以沿管道中心線兩側(cè)各200米范圍內(nèi)，任意劃分成長度為2km的若干地段，按劃定地段內(nèi)的戶數(shù)確定的。

一級(jí)地區(qū)：戶數(shù)在15戶或以下的區(qū)段；

二級(jí)地區(qū)：戶數(shù)在15戶以上、100戶以下的區(qū)段：

三級(jí)地區(qū)：戶數(shù)在100戶或以上的區(qū)段，包括市郊居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、進(jìn)展區(qū)以及不夠四級(jí)地區(qū)條件的人口稠密區(qū)；

四級(jí)地區(qū)：系指四層及四層以上樓房(不計(jì)地下室層數(shù))普遍集中、交通頻繁、地下設(shè)施多的地段。城鎮(zhèn)供氣區(qū)一般應(yīng)為四級(jí)地區(qū)。

各級(jí)地區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)見下表。

地區(qū)等級(jí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)(F)一級(jí)地區(qū)0．72二級(jí)地區(qū)0．6三級(jí)地區(qū)0．5四級(jí)地區(qū)0．4城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)既要保證系統(tǒng)的整體合理性，還應(yīng)滿意相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求?！遁敋夤艿拦こ淘O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中雖然未確定管道與建、構(gòu)筑物之間的水平凈距，但并不等于不需要凈距，最起碼應(yīng)考慮施工和檢修間距。同時(shí)，高一級(jí)壓力的管道總不應(yīng)比低一級(jí)壓力的管道距建、構(gòu)筑物更近，應(yīng)考慮燃?xì)廨斔蛪毫Φ挠绊?/p>