发布时间 : 星期四 文章输气管道工艺设计论文毕业论文-输气管道工艺设计答辩更新完毕开始阅读54f99f75657d27284b73f242336c1eb91a373381
平原、水面所占比例较大。
(2) 气候条件
管线所经地区属温带向亚热带的过渡性气候，气候温和，四季分明，季风显著，雨量充沛，降水集中，冬冷夏热。光照充足，降水丰沛是该地区的气候特征。 2.9.3 沿线地区等级划分
地区等级划分按《输气管道工程设计规范》（GB50251）的规定，可划分为四个等级：
(1) 一级地区
供人居住的建筑物内的数户在15户或以下的区段。 (2) 二级地区
供人居住的建筑物内的数户在15户以上，100户以下的区段。 (3) 三级地区
供人居住的建筑物内的数户在100户或以上的区段。 (4) 四级地区
是指四层及四层以上楼房普遍集中、交通频繁、地下设施多的区域[16]。 2.9.4 管道跨越工程
输气管线线路需要通过天然或人工障碍时，根据自然条件和经济技术比较，可选择穿越或跨越方式通过。一般来说，管道跨越工程投资大，施工较为复杂，工期长，维修工作量大，因此，管线应优先采用穿越方式通过。但是当遇到山谷性河流、峡谷，两岸陡峭、河漫滩窄小，河水流速大，河床稳定性差；平原性河流淤积物太厚、河床变化剧烈；或小型人工沟渠，铁路公路不适宜穿越通过的地段，可采用跨越方式通过。
(1) 跨越位置选择一般应遵循以下原则
①跨越点应选在河流的直线部分。因为在河流的直线部分，水流对河床及河岸冲刷较少；水流流向比较稳定，跨越工程的墩台基础受漂流物的撞击机会较少。
②跨越点应在河流与其支流汇合处的上游，避免将跨越设置在支流出口和推移质泥沙沉积带的不良地质区域。
③跨越点应选在河道宽度较小，远离上游坝闸及可能发生冰塞和筏运阻塞的地段。
④跨越点必须在河流历史上无变迁的地段。
⑤跨越工程的墩台基础应在岩层稳定，无风化、错动、破碎的地质良好地段。必须避开坡积层滑动或沉陷地区、洪积层分选不良及夹层地区、冲积层含有大量有机混合物的淤泥地区。
⑥跨越点附近不应有稠密的居民点。
⑦跨越点附近应有施工组装场地或有效方便的交通运输条件，以便施工和今后维修。
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(2) 跨越结构形式的选择
①管道需跨越的小型河流、渠道、溪沟等其宽度在管道允许跨度范围之内时，应首先采用直管及支架结构。若宽度超出管道允许跨度范围但相差不大时，可首先来用\п\型钢架结构，充分利用管道自身承压。
②较小，河床较浅，河床工程地质状况较为良好，常年水位与洪水位相差较大的河流可优先采用吊架式管桥。吊架式管桥主要特点是输气管道成一多跨越连续梁，管道应力较小，并且能利用吊索来调整各跨的受力状况。
③跨越较小且常年水位变化不大的中型河流一般可选用托架、桁架或支架等几种跨越结构。
托架结构有材料较省、构造简单等优点。托架结构充分利用输气管道截面刚度大的特点，由管道组成受压的托架上弦，用受拉性能良好的高强度钢丝绳作为托架的下弦。由于托架横断面成三角形，构成空腹梁体系，因此侧向变形较小。在下弦两端与管道连接处设置调整设施，可使其达到所要求的预期拱高。托架两端支架主要承受不大的垂直荷载，因此其基础较浅，对地基要求不高，适用范围较广。
桁架结构主要用两片桁架斜交组成断面为正三角形的空腹梁空间体系，并且利用输气管道作为桁架上弦，其它杆件多选用角钢，下弦两端来用滑动支座，因此结构的整体刚度大，稳定性好。根据当地交通情况并可增设桥面系统。桁架腹杆为简单的钝三角体系。由此可见，桁架结构的刚度要比托架大，并且可以设置桥面系统。由于桁架侧向稳定性好，更适宜于山区常年风速较大的河流跨越。但桁架结构耗费材料较多，结构自重大，施工量大，一般不宜采用[17]。
④跨度较大的中型河流及某些大型河流其两岸基岩埋深较浅，河谷狭窄的可首先采用拱型跨越。管拱跨越结构有单管拱型及组合拱型两大类。
管拱充分利用管道本身强度，用钢量一般较小。由于输气管道本身特点，管拱往往是无铰拱，因此刚度比有铰拱大。组合拱其主要特点是充分利用空间体系的组合截面的截面特性，同单管拱相比，用同样的管材来达到更大的跨度和刚度要求。管拱是三次超静定结构，且基础又受较大的水平推力，因此对地基要求较高。管拱施工时，要求有一个较为平整的施工场地，安装时多来用索道整体吊装，因此施工、安装技术要求高。
⑤大型河流、深谷等不易砌筑墩台基础，以及临时施工设施时可以选择柔性悬索管桥、悬缆管桥、悬缆管桥和斜拉索管桥等跨越结构。柔性悬索管桥是采用抛物线形主缆索悬挂于塔架上，并绕过塔顶在两岸锚固，输气管道用不等长的吊杆（吊索）挂于主缆索上，输气管道受力简单，适合于大口径管道的跨越。
悬缆管桥的主要特点是输气管道与主缆索都呈抛物线形，采用等长的吊杆（吊索）。塔架下部为铰支座，当管桥因温差而引起膨胀收缩时。塔架能顺管桥方向自由摆动调节缆索的内力平衡。由于选用小矢高而增大缆索的水平拉力，因此相应提高了
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悬缆管桥结构的自振频率，在结构上可以取消复杂的抗风索而设置较为简单的防振索等消振装置。一般适合于中，小口径管道的大型跨越工程。
悬缆管桥最明显特点是充分利用管道本身强度，使管道受拉压力，弯曲等综合应力。结构较前两种悬吊管桥简单，施工方便。在中小口径管道的大跨度跨越中，若采用高强度合金钢的管材时，可以应用。
斜拉索管桥属于斜缆式吊桥范畴。斜拉索管桥的牵索为弹性几何体系，因而刚度大，自重小，结构轻巧，外观简洁大方，特别适宜于山区河流的跨越工程[18]。
2.10 管道材质及壁厚选择
2.10.1 材质选择
优选管道用钢是保证工程质量、减少工程投资的重要环节。根据输气管道的服役环境、输送介质、管径、输气管道工艺计算确定出管线的系统设计压力和首站出站温度等条件，从而确定工程中输气管道的钢管等级的采用符合《石油天然气输送管道用螺旋埋弧焊钢管》（GB9711-97）标准的X80等级螺旋双面埋弧钢管。 2.10.2 钢管壁厚的确定
钢管壁厚按《输气管道工程设计规范》（GB50251-92）中规定计算：
PHDH2?SF??式中?—钢管计算壁厚，mm；
PH—设计压力，MPa； DH—管道的外径，mm；
（2-2）
?S—钢管的最小屈服强度，MPa；
F—设计系数（由地区等级来确定，如表B1）。
2.11 管道防腐
长输管道采用防腐涂层和电化学保护相结合的方式进行联合保护，可以减缓周围介质对管道的防腐，延长管道的使用寿命，保证管道长期安全运行。 2.11.1 管道防腐材料选用原则
(1) 防腐材料技术可行性与经济合理性统一。 (2) 立足国内技术和施工能力，注重施工的可能性。 (3) 根据沿线自然条件不同，因地制宜，选取适宜涂层。 2.11.2 管道防腐涂层
(1) 管道外壁防腐涂层
埋地管道外壁涂层的种类很多，从50年代石油沥青发展到60年代的塑料胶粘带、热塑绝缘层、粉末融合绝缘层等塑料防腐材料。至今逐步形成了石油沥青、煤焦油瓷
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漆、聚烯烃、环氧树脂等高分子材料。
(2) 管道内壁涂层
输气管道施加内壁涂层有很多的优点： ①延长管道的服役时间； ②减小摩阻，提高输气量；
③减小压降，降低压缩机能耗和运行费用； ④减少压缩机站的个数，节约投资；
⑤减少清管次数，保证管道输送气体的质量等等。 (3) 管道阴极保护
该工程全线采用外加电流阴极保护。全线共设两座阴极保护站，一座位于如东分输清管站，另一座位于靖江分输清管站。
(4) 外加电流的阴极保护的构成及说明
①阴极保护站设施：恒电位仪，电极，阳极地床，阳极电缆，阴极电缆和测试电缆。
②绝缘法兰设置：在输气首站、清管站、分输站、输气末站管线进出口处加绝缘法兰，清管站、分输站做跨接电缆连接绝缘法兰两侧，以确保电位连续。
③数据采集：恒电位仪设有自控输出信号，恒电位仪输出参数可与集中控制中心集中控制。而且，职能恒电位仪能自动定期打印保护电流，通电点电位。为了监测全线保护效果全线每公里设有一点为测试桩，定期游巡线员进行现场测试并做好记录。
2.12 输气管道工程SCADA系统
随着经济的发展和对环境保护的重视，天然气作为一种优质能源被广泛地应用，也就促使天然气工业的迅速发展，尤其是天然气输送管道的发展。发达国家天然气管网已形成网络。中国天然气干线管输网络正在形成。天然气长输管道中输配气站场较多，且站场的地理位置较为分散，自然环境较差，交通不便。因此，为实现现代化科学管理，提高整个输气系统的可靠性，保证人身及设备的安全，平稳供气及保护环境，宜采用以工业计算机为核心的监视控制与数据采集系统即SCADA系统，完成对整个管网的监控。利用SCADA系统实时可靠的数据采集和远程控制能力，将生产过程的实时监控与信息系统紧密结合，实现自动快速的统计分析，优化运行，保证信息及时准确，为天然气贸易交接计量、输配控制、商业化的运营管理提供调度决策手段，实现管道低成本，高效益运行的目标。
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