中华人民共和国国家标准输气管道工程设计规范GB 50251-2003 2
6.6.5 驱动设备所需的功率应与压缩机相匹配。驱动设备的现场功率应有适当裕量,能满足不同季节环境温度、不同海拔高度条件下的工况需求,能克服由于运行年限增长等原因可能引起的功率下降。压缩机的轴功率可按附录G公式计算。
6.6.6 压缩机的原动机为变频调速电机时,电动机的供配电设计应符合现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》GB 50055的规定。变频系统谐波对公用电网电能质量的影响应符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549的规定。变频系统输入电机的谐波应符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549的规定,否则应当选用专用变频电机。
6.7 压缩机组的安全保护
6.7.1 往复式压缩机出口与第一个截断阀之间应装设安全阀和放空阀;安全阀的泄放能力应不小于压缩机的最大排量。
6.7.2 每台压缩机组应设置下列安全保护装置;
1 压缩机气体进口应设置压力高限、低限报警和低限越限停机装置。
2 压缩机气体出口应设置压力高限,低限报警和高限越限停机装置。
3 压缩机的原动机(除电动机外)应设置转速高限报警和超限停机装置。
4 启动气和燃料气管线应设置限流及超压保护设施。燃料气管线应设置停机或故障时的自动切断气源及排空设施。
5 压缩机组油系统应有报警和停机装置。
6 压缩机组应设置振动监控装置及振动高限报警、超限自动停机装置。
7 压缩机组应设置轴承温度及燃气轮机透平进口气体温度监控装置、温度高限报警、超限自动停机装置。
8 离心式压缩机应设置喘振检测及控制设施。
9 压缩机组的冷却系统应设置振动检测及超限自动停车装置。
10 压缩机组应设轴位移检测、报警及超限自动停机装置。
11 压缩机的干气密封系统应有泄放超限报警装置。
6.7.3 事故紧急停机时,压缩机进、出口阀应自动关闭,防喘振阀应开启,压缩机及其配管应泄压。
6.8 站内管线
6.8.1 站内所有油气管均应采用钢管及钢质管件。钢管材料应符合本规范第5.2节的有关规定。
6.8.2 机组的仪表、控制、取样、润滑油、离心式压缩机用密封气、燃料气等管道应采用不锈钢管及管件。
6.8.3 钢管强度及稳定计算,应符合本规范第5.1节的有关规定。
6.8.4 站内管线安装设计应采用减小振动和热应力的措施。压缩机进、出口的配管对压缩机连接法兰所产生的应力应小于压缩机技术条件的允许值。
6.8.5 管线的连接方式除因安装需要采用螺纹或法兰连接外,均应采用焊接。
6.8.6 管线应采用地上或埋地敷设,不宜采用管沟敷设。
6.8.7 管线穿越车行道时宜采用套管保护。
6.8.8 从站内分离设备至压缩机入口的管段应进行内壁清洗。
7 地下储气库地面设施
7.1 一般规定
7.1.1 地下储气库地面设施设计范围包括采、注气井井口至输气干管之间的工艺及相关辅助设施。
7.1.2 地下储气库地面设施的设计处理能力应根据地质结构的储、供气能力,按设计委托书或合同规定的季节调峰气量、日调峰气量或事故储备气量确定。
7.1.3 应选择经济合理的地下储气库调峰半径,地下储气库宜靠近负荷中心,调峰半径不宜大于150km。
7.1.4 注气站、采气站宜合一建设,注气站、采气站宜靠近注采井。
7. 1.5 注入气应满足地下储气库地面设备及地质构造对气质的要求。采出的外输气应满足本规范第3.1.2条对气质的要求。
7.2 地面工艺
7.2.1 注气工艺:
1 压缩机的进气管线上应设置分离过滤设备,处理后天然气应符合压缩机组对气质的技术要求。
2 根据储气库地质条件要求,对注入的天然气宜采取除油措施。
3 每口单井的注气量应进行计量。
4 注气管线应设置高、低压安全截断阀。
7.2.2 采气工艺:
1 采气系统应有可靠的气液分离设备。采出气应有计量和气质分析设施。
2 采气系统应采取防止水合物形成的措施。
3 根据地下储气库类型的不同,经过技术经济比较,确定采出天然气的脱水、脱烃工艺流程。
4 采用节流方式控制水、烃露点的工艺装置,宜配置双套调压节流装置。调压装置宜采用降噪措施。
5 采气工艺应充分利用地层压力能。采、注气管线宜合一使用。采气、注气系统间应采取可靠的截断措施。
6 采气管线应设置高、低压安全截断阀。
7.3 设备选择
7.3.1 压缩机的选择应符合下列要求:
1 注气压缩机的选型、配置及工艺应符合本规范第6章的要求。
2 地下储气库注气压缩机应优先选择往复式压缩机。压缩机各级出口宜在冷却器前设置润滑油分离器。
3 注气压缩机的选型宜兼顾注气和采气。
7.3.2 空冷器的选择应符合下列要求:
1 采用燃气驱动注气压缩机的空冷器在发动机功率有富裕量时,宜采用燃气发动机驱动。
2 空冷器宜设置振动报警、关机装置。
3 空冷器宜采用引风式空冷器。
7.4.2 地下储气库辅助系统应适应注采
8 监控与系统调度
8.1 一般规定
8.1.1 输气管道应设置测量、监视、控制设施。对复杂的管道工程,宜设置监控与数据采集系统。
8.1.2 输气管道的监控与数据采集系统应包括调度管理的主计算机系统,远程的被控站系统,数据通信系统。系统应为开放型网络结构,具有通用性、兼容性、可扩展性。
8.1.3 仪表选型及控制系统的选择,应根据辅气管道特点、规模、发展规划、安全生产要求,经方案对比论证确定,选型宜统一。
8.1.4 监控与数据采集系统应具备高的可靠性及可用性指标,对易出现故障部位的仪表及控制设备应采用热备份。
8.1.5 控制系统设计应有利于生产运行和节能,减少管输气体的压力损失。
8.2 系统调度
8.2.1 输气管道监控与数据采集系统应符合下列规定:
1 宜提高纳入系统调度的可控输气量比例。
2 实时响应性能好,具有完善的优先级中断处理功能。
3 人机对话应灵活,操作、维护方便。
4 数据通信能力强,可靠性高,并应便于系统扩展、联网。
8.2.2 监控与数据采集系统应设调度控制中心,其设计应符合下列规定;
1 调度控制中心应设置在调度管理、通信联络、系统维修方便的地方。
2 调度控制中心控制室设计应符合国家现行标准的有关规定,并满足计算机系统的运行及操作要求。
3 主计算机系统及调度运行人机界面应采用双机热备用系统。
4 调度管理系统的主要功能应包括:
1)按预定的时间或赋予的访问方式,对每一个被控站进行扫描,对被控站的主要运行参数和状态进行实时显示、报警、存储、打印及记录;
2)向被控站发送远程控制指令和调节指令;
3)数据处理、分析及运行决策指导。
5 调度控制中心主计算机系统应配备操作系统软件、监控与数据采集系统软件、管道系统应用软件。
8.3 被 控 站
8.3.1 被控站宜采用以工业型微机和PLC组成的控制系统。
8.3.2 被控站应根据输气管道工艺设计要求布点,并应提供下列规定的功能;
1 执行调度控制中心下达的指令;
2 站系统运行参数巡回检测、监控,向调度控制中心发送主要运行参数及状态。
3 压缩机组及站场设备的程序控制、调节。
4 运行状态、流程、特性、参数的画面显示,报警、存储、打印及记录。
5 数据处理、操作运行及故障诊断指导。
6 站场安全防护系统监控。
8.3.3 被控站的控制系统应具有对压缩机组、工艺设备及辅助设施在控制室进行集中自动控制、就地自动控制和于动操作的功能。
8.3.4 站控系统应能适应离心压缩机组正常和变工况运行,保持压气站出站压力设定值;协调机组间的负荷分配,并对机组的下列功能进行监控:
1 机组的程序启停、辅助系统的程序控制以及机组运行相关阀门的安全联锁控制。
2 机组实时状态和工艺参数的监视。
3 接受调度控制中心指令进行控制、调节。
4 对本规范第6.7.2条规定的安全保护装置进行监视。
8.3.5 被控站紧急关闭系统(ESD)应符合下列要求:
1 压气站紧急关闭系统除在控制室内设置控制点外,还应在站内气区以外至少设有两个独立使用的操作点。操作点应设在靠近压气站站场进出口、安全和方便操作的地方,并应设明显标志。
2 紧急关闭系统应能快速地实施下列控制功能;
1)进出站场阀门关闭,干线旁路阀门开启;
2)站场内放空阀打开;
3)运行机组停机并放空;
4)切断燃料气供应并放空;
5)切断除消防系统和应急电源以外的供电电源;
6)启动自动灭火系统。
8.4 监 控
8.4.1 当设置监控与数据采集系统时,在进气站宜设置气质在线连续自动分析仪表、气质指标越限报警装置。
8.4.2 工艺操作过程的重要参数、确保安全生产运行的主要参数、工艺过程所需研究分析的参数等应连续监视和记录。
8.4.3 压力系统运行监控应符合下列规定:
1 应对进、出站的气体压力进行监控。
2 压力调节控制宜优先采取自力式调节控制方式。对连续供气的管线宜采取双回路或多回路并联的压力调节系统。
8.4.4 应对压气站的出站气体温度进行监控。
8.4.5 气体流量的监控应对供气量超限会导致管辖系统失调的部位,采取有效的限流控制措施。
8.4.6 当供气压力超限会危及下游供气系统设施安全时,应设置可靠的安全装置系统。当可能的最高进口压力与允许最高出口压力之差大于1.6MPa和进出口压力之比大于1.6时,可选择下列措施;
1 每一回路串联安装2台安全截断设备;安全截断设备应具备快速关闭能力并提供可靠的截断密封。
2 每一回路安装1台安全截断设备和1台附加的压力调节控制设备。
3 每一回路安装1台安全截断设备和1台最大流量安全泄放设备。
8.5 通 信
8.5.1 输气管道工程的通信系统应根据生产运行、调度管理的要求设置,并应符合下列要求:
1 通信方式应根据输气管道运行的特点选择,并应符合监控及数据采集系统对数据传输的要求和发展需要。
2 数据传输通信系统应设备用通道。
3 通信站宜设置在管道沿线的各级输气管理单位内或站场内。
4 输气管道的调度管理电话、被控站站间联络电话、行政电话(会议电话)、巡线和应急通信电话、图文传真、数据传输等通信业务,应根据输气工艺的要求设置。
8.5.2 电话设置应符合下列要求:
1 通信中心、调度控制中心及压气站宜设置电话总机,其他站场宜设与控制中心、相邻站及与相关单位联络的专用电话。
2 压气站内生产区、辅助生产区可设联络电话;在爆炸性危险区域范围内应设置防爆型通信设备;流动作业人员可采用便携式电话机。
8.5.3 输气管道事故抢修、管道巡回检查和维修的作业点,可配备移动通信设备。
9 辅助生产设施
9.1 供 配 电
9.1.1 输气站供电电源应从所在地区电力系统取得,当从所在地区取得电源不经济和不可靠时,可设置自备电源。自备电源宜利用管输气发电或经技术经济比较后认为可行的其他电源。
9. 1.2 供电电压应根据所在地区供电系统的条件、输气站用电负荷、用电设备电压等级以及输电线路长度等因素经技术经济比较后确定。
9.1.3 输气站用电负荷等级的确定应符合下列规定:
1 采用电力作输气动力,以及采用其他动力驱动,但是对供电可靠性要求特别高的压气站,用电负荷宜为一级。
2 其他输气站用电负荷宜为二级。支线站场根据工程条件和需要可为三级。
9.1.4 输气站应设应急照明.其照度应能保证主要工作场所正常工作照明照度的10%。
9.1.5 控制、仪表、通信等设施的用电,当因停电会影响到输气站正常运行或可能导致事故时,应设应急供电设施。
9.1.6 输气站应按国家现行标准《石油设施电气装置场所分类》SY/T 0025划定爆炸危险场所,并应按爆炸危险场所等级选配电气设备和电气线路。
9.1.7 输气管道工程的防雷保护应符合下列规定;
1 输气管道工程的防雷分类及防雷措施,应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057,其中电力工程应按现行国家标准《过电压保护设计规范》GB 50064的有关规定执行。
2 工艺装置区内露天布置的天然气钢制密闭设备、容器等必须设防雷接地。当顶板厚度小于4mm时,应设避雷针(线)保护。当钢制顶板厚度等于或大于4mm时,可不设避雷针保护。
3 装于工艺装置设备上的各种电力和信息设备,其配线应采用金属铠装电缆、屏蔽电缆或钢管配线。信息设备的配电线路首、末端需与信息设备连接时,应设与信息设备耐压水平相适应的过电压保护(电涌保护)设备。配线电缆金属外层或配线钢管应至少在两端并宜在防雷分区分界处设等电位连接及接地。
4 输气站钢制放空竖管管顶可不设接闪器,但放空竖管底部(包括金属固定绳)应设集中接地装置。
9.1.8 消防设施的供配电应按现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183和《石油化工企业设计防火规范》GB 50160的有关规定执行。
9.2 给水排水及消防
9.2.1 输气站给水水源应根据生产、生活、消防用水量和水质要求,结合当地水源条件及水文地质资料等因素综合比较确定。生产、生活及消防用水宜采用同一水源。
9.2.2 输气站总用水量应包括生产用水量、生活用水量、消防用水量(当设有安全水池叫不计入)、绿化和浇洒道路用水量和未预见水量。未预见水量宜按最高日用水量的15%一25%计算。
9.2.3 安全水池(罐)的设置应根据输气站用水量、供水系统的可靠程度确定。当需要设安全水池(罐)时,应符合下列规定:
1 应充分利用地形设置高位水池(罐);
2 安全水池(罐)的容积应报据生产所需的储备水量和消防用水量确定。生产生活储备水量宜按8~24h最高日平均时用水量计算;消防用水量按现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183的规定计算。安全水池应有确保消防用水不作它用的技术设施。
9.2.4 给水水质应符合下列规定:
1 生产用水应符合输气工艺要求;生活用水应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749。当生产、生活用水采用同一给水系统供给时,其水质必须符合生活饮用水的水质标准。
2 循环冷却水的水质和处理应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050的有关规定。
3 当压缩机组等设备自身带有循环水冷却系统时,其冷却水水质应符合设备出厂规定给水水质要求。
9.2.5 输气站的外排污水应符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB 8978的要求。
9.2.6 输气站消防给水系统和设施的设置,应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183的有关规定。
9.3 采暖通风和空气调节
9.3,l 输气站的采暖通风和空气调节设计应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ 19的有关规定。
9.3.2 各类建筑物的冬季室内采暖计算温度应符合下列规定:
1 生产和辅助生产建筑物应按表9.3.2的规定执行。
2 有特殊要求的建筑物应按需要或相应的标准规定执行。
3 其他建筑物的冬季室内温度应符合现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBJ 36的规定。
9.3.3 输气站内有爆炸危险的场所,严禁使用明火采暖。
9.3.4 输气站内生产和辅助生产建筑物的通风设计应符合下列规定;
1 对散发有害物质或有爆炸危险气体的部位,应采取局部通风措施,使建筑物内的有害物质浓度符合现行国家标准《工业企业设计卫生标准》GBJ 36的规定,并应使气体浓度不高于具爆炸下限浓度的20%。
2 对建筑物内大量散发热量的设备,应设置隔热设施。
3 对同时散发有害物质、气体和热量的建筑物,全面通风量应按消除有害物质、气体或余热其中所需最大的空气量计算。当建筑物内散发的有害物质、气体或热量不能确定时,全面通风的换气次数应符合下列规定;
1)气体压缩机厂房的换气次数宜为8次/h;
2)化学分析室的换气次数宜为5次/h。
9.3.5 输气站内可能突然散发大量有害或有爆炸危险气体的建筑物应设事故通风系统。事故通风量应根据工艺条件和可能发生的事故状态计算确定。当事故状态难于确定时,事故通风量应按每小时不小于房内容积的8次换气量确定。事故通风宜由正常使用的通风系统和事故排风系统共同承担。
9.3.6 气体压缩机厂房除按本规范第9.3.4条设计正常换气外,尚应另外设置保证每小时8次的事故排风设施。
9.3.7 对可能有气体积聚的地下、半地下建(构)筑物内,应设置固定的或移动的机械排风设施。
9.3.8 对于远离站场独立设置的地下或半地下建(构)筑物,当有可能积聚气体而又难以设置通风设施时,设计文件中应说明操作人员或维修人员进入该建(构)筑物应采取的安全保护措施。
9.3.9 当采用常规采暖通风设施不能满足生产过程、工艺设备或仪表对室内温度、湿度的要求时,可按实际需要设置空气调节装置。
10 焊接与检验、清管与试压、干燥
10.1 焊接与检验
10.1.1 本节对焊接组装和检验的要求,适用于输气管道和管道附件的现场焊接。
10.1.2 设计文件应标明输气管道和管道附件母材及焊接材料的规格、焊缝和焊接接头形式;对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验等均应提出明确要求。
10.1.3 施工单位在开工前应根据设计文件提出的钢种等级、焊接材料、焊接方法和焊接工艺等,进行焊接工艺评定,并根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺规程。
焊接工艺规程和焊接工艺评定内容、试验方法应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定。
10.1. 4 焊工应具有相应的资格证书。焊工资格考试府符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定。
10.1.5 焊接材料的选用应根据被焊材料的机械性能、化学成分、焊前预热、焊后热处理以及使用条件等因素确定。
10.1.6 国产焊接材料应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T 5117、《低合金钢焊条》GB/T 5118、《焊接用钢丝》CB 1300等的有关规定。
10.1.7 焊缝的坡口形式和尺寸的设计,应能保证焊接接头质量和满足清管器通过的要求。对接焊缝接头可以采用单V形、x形或其他形状的坡口。两个具有相等壁厚或两个壁厚不等的管段焊接接头形式应符合本规范附录H的规定。
10.1.8 焊件的预热和焊后热处理应符合下列规定;
1 预热和焊后热处理应根据管道材料的性能,焊件厚度、焊接条件以及气候条件等确定,应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定。
2 当焊接两种具有不同预热要求的材料时,应以预热温度要求较高的材料为准。
3 对要求预热的焊件,在焊接过程中的层间温度,不应低于其预热温度。
4 对壁厚超过32mm以上碳钢,其焊缝应进行焊后热处理消除应力。
5 当焊接接头所连接的两端材质相同而厚度不同时,应力消除应以相接两部分中的较厚者确定。
6 材质不同的焊件之间的焊缝,当其中一种材料要求消除应力时,应进行应力消除。
7 焊件预热和焊后热处理应受热均匀,并在施焊和消除应力过程中保持规定的温度。加热带以外的部分应予保温。
10.1.9 焊接质量的检验与试验应符合下列规定:
1 当管道环向应力大于或等于20%屈服强度时,其焊接接头应采用无损探伤法进行检验,或将完工的焊接接头割下后做破坏性试验。
2 焊接接头无损探伤检验应符合下列规定:
1)所有焊接接头应进行全周长100%无损探伤检验。射线照相和超声波探伤是首选无损探伤检验方法。焊缝表面缺陷可进行磁粉或液体渗透检验。
2)当采用超声波探伤仪对焊缝进行无损探伤检验时,应采用射线照相对所选取的焊缝全周长进行复验,其复验数量为每个焊工或流水作业焊工组当天完成的全部焊缝中任意选取不小于下列数目的焊缝进行;
一级地区中焊缝的5%,
二级地区中焊缝的10%;
二级地区十焊缝的15%;
四级地区中焊缝的20%。
3)输气站内管道和穿跨越水域、公路、铁路的管道焊缝,弯头与直管段焊缝以及未经试压的管道碰口焊缝,均应进行100%射线照相检验。
3 当射线照相复验时,如每天的焊口数量达不到上述复验比例要求时,可以以每公里为一个检验段,并按规定的比例数进行复验。
4 用手工超声波探伤检验的焊缝,其质量的验收标准应按现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB 11345执行,Ⅰ级为合格。
5 用射线照相检验的焊缝,其质量的验收标准应按现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB 3323执行,Ⅱ级为合格。
6 用破坏性试验检验的焊接接头,其取样、试验项目和方法、焊接质量要求应按现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定执行。
7 管道焊前、焊接过程中间、焊后检查、焊接缺陷的清除和返修、焊接工程交工检验记录,竣工验收要求等,应按现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236执行。
10.2 清管与试压
10,2.1 清管扫线应符合下列规定:
1 输气管道试压前应采用清管器进行清管,并不应少于两次。
2 清管扫线应设临时清管器收发设施和放空口,并不应使用站内设施。
10.2.2 输气管道试压应符合下列规定:
1 输气管道必须分段进行强度试验和整体严密性试验。试压管段应根据本规范第4.2.2条规定的地区等级并结合地形分段。
2 经试压合格的管段间相互连接的焊缝经射线照相检验合格,可不再进行试压。
3 输气站和穿(跨)越大中型河流、铁路、二级以上公路、高速公路的管段,应单独进行试压。
10.2.3 输气管道强度试验应符合下列规定:
1 试验介质:
1)位于一、二级地区的管段可采用气体或水作试验介质。
2)位于三、四级地区的管段及输气站内的工艺管道应采用水作试验介质。
3)当具备表10.2.3全部各项条件时,三、四级地区的管段及输气站内的工艺管道可采用空气试压。
2 用水作为试压介质时,每段自然高差应保证最低点管道环向应力不大于0.9σs。水质为尤腐蚀性洁净水。试压宜在环境温度5℃以上进行,否则应采取防冻措施。注水宜连续,排除管线内的气体。水试压合格后,必须将管段内积水清扫干净。
3 试验压力:
1)一级地区内的管段不应小于设计压力的1.1倍。
2)二级地区内的管段不应小于设计压力的1.25倍。
3)三级地区内的管段不应小于设计压力的1.4倍。
4)四级地区内的管段和输气站内的工艺管道不应小于设计压力的1.5倍。
4 试验的稳压时间不应少于4h。
10,2.4 严密性试验应在强度试验合格后进行;用气体作为试验介质时,其试验压力应为设计压力并以稳压24h不泄漏为合格。
10.3 干 燥
10.3.1 输气管道试压、清管结束后宜进行干燥。可采用吸水性泡沫清管塞反复吸附、干燥气体(压缩空气或氮气等)吹扫、真空蒸发、注入甘醇类吸湿剂清洗等方法进行管内干燥。
10.3.2 管道干燥可采用L述一种或几种相结合的方法。干燥方法应因地制宜、技术可行、经济合理、方便操作、对环境的影响最小。
10.3.3 干燥验收:
1 当采用干燥气体吹扫时,可在管道末端配置水露点分析仪,干燥后排出气体水露点应连续4h比管道输送条件下最低环境温度至少低5℃、变化幅度不大于3℃为合格。
2 当采用真空法时,选用的真空表精度不小于1级,干燥后管道内气体水露点应连续4h低于-20℃,相当于lOOPa(绝)气压为合格。
3 当采用甘醇类吸湿剂时,干燥后管道末端排出甘醇含水量的质量百分比应小于20%为合格。
l0.3.4 管道干燥结束后,如果没有立即投入运行,宜充入干燥氮气,保持内压大于0.12~0.15MPa(绝)的干燥状态下的密封,防止外界湿气重新进入管道,否则应重新进行干燥。
11 节能、环保、劳动安全卫生
11.1 节 能
11.1.1 工程设计必须遵循《中华人民共和国节约能源法》及国家其他现行标准的相关规定。
11.1.2 输气工艺设计应充分利用管输气体压力能,减少输气管道压损,提高管道输送效率,降低能量消耗。
11.1.3 输气工艺设计应减少管输气体放空。应选用结构密封性能好的管道附件,阀门和设备,避免管输气体的漏损。
11.1.4 应优化输气工艺方案,提高自控水平,降低能耗。
11.1.5 应选用新型高效节能的机、电、热设备和产品,严禁选用国家公布淘汰的产品。
11.1.6 选用燃气轮机作压缩机原动机时,根据环境条件,宜采用热电、热动联供系统;选用电动机为原动机时,根据需要,宜采用变频调速技术,以提高能源综合利用效率。
11.1.7 根据管道所经地区的自然环境条件,宜因地制宜利用太阳能、风能、地热能及其他可利用的新能源。
11.1.8 应充分利用自然采光和自然通风能力,积极采用新型节能建筑材料,降低建筑物能耗。
11.1.9 凡用油、气、水、电、汽时,均应安装计量仪表。
11.1.10 应当对工程设计进行综合能耗分析,包括综合能耗计算和单位能耗比较。
11.2 环境保护
11.2.1 输气管道工程的设计应贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水土保持法》,应符合现行国家、地方和石油天然气行业有关环境保护的规定。
11.2.2 输气管道线路和站址选择,应避开居民区、水源保护区、名胜古迹、风景游览区、自然保护区、重点保护的地下文物遗址等。对造成土壤、植被等原始地貌的破坏,应采取有效措施加以恢复。做好站场的绿化设计。
11.2.3 输气站排出的废水、废气及废渣等物质,应进行无害化处理或处置,并应符合下列要求:
1 污水外排时,应符合本规范第9.2.5条的规定。
2 废气外排时,应符合现行国家标准《大气污染物综合排放标准》GB 16297的有关规定。
3 有害废弃物(渣、液)应经过妥善的预处理后进行填埋处理。
11.2.4 输气站噪声的防治应符合现行国家标准《工业企业厂界噪声标准》GB 12348的有关规定。
11.3 劳动安全卫生
11.3.1 输气管道工程设计必须严格遵循《中华人民共和国安全生产法》、国家经贸委《石油天然气管道安全监督与管理规定》、劳动部《压力管道安全管理与监察规定》、《, 建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》及其他现行标准《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》SY/T 6276等的相关规定。
11.3.2 劳动安全卫生的设计应针对工程特点进行,主要包括下述内容:
1 确定建设项目(工程)主要危险、有害因素和职业危害。
2 对自然环境、工程建设和生产运行中的危险、有害因素、职业危害进行定性和定量分析。
3 提出相应切实可行、经济合理的劳动安全卫生对策和防护措施。
4 劳动安全卫生设施和费用。
附录A 输气管道工艺计算
A. 0.1 当输气管道沿线的相对高差 △h≤200m且不考虑高差影响时,采用下式计算:
A. 0.2 当考虑输气管道沿线的相对高差影响时,采用下式计算:
附录B 受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核
B.0.1 由内压和温度引起的轴向应力应按下式计算:
B.0.2 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
附录C 受内压和温差共同作用下的弯头组合应力计算
C. 0.1 当弯头所受的环向应力σh小于许用应力[σ]时,组合应力σe应按下列公式计算:
附录D 敷管条件的没计参数
附录E 管道附件由膨胀引起的综合应力计算
E.0.1 当输气管道系统中,直管段没有轴向约束(如固定支墩或其他锚固件)时,由于热膨胀作用,使管道附件产生弯曲和扭转,其产生的组合应力(不考虑流体内压作用)应符合下列公式的要求。
E. 0.2 在大直径薄壁弯头和弯管中,内压将明显地影响增强系数,对此,原应力增强系数应除以(E.o.2)式。
附录F 三通和开孔补强的结构与计算
F.0.1 三通或直接在管道上开孔与支管连接时,其开孔削弱部分可按等面积补强原理进行补强,其结构应满足式(F.0.1-1)。
F.O.2 拔制三通的补强(图F.0.2)。
结构为主管具有拔制扳边式接口与支管连接的三通,选用三通和支管时,必须使A1+A2+A3≥AR。这里的A3=2ro(δo-δ'b)。图中双点划线范围内为有效补强区。
E. O.3 整体加厚三通的补强(图F.0.3)。
整体加厚三通的结构是主管或支管的壁厚或主、支管壁厚同时加厚到满足:A1+A2+A3≥AR,这里的A3是补强区内的焊缝面积。
图中符号含义与图F.0.2相同。
F.0.4 开孔局部补强(图F.o.4)。
当在管道上直接开孔与支管连接时,其开孔削弱部分的补强必须使A1+A2+A3≥AR。这里的A3是补强元件提供的补强面积与补强区内的焊缝面积之和,其补强结构还应符合下列条件:
1 补强元件的材质应和主管材质一致。当补强元件钢材的许用应力低于主管材料的许用应力时,补强元件面积应按二者许用应力的比值成比例增加。
2 主管上邻近开孔连接支管时,其两相邻支管中心线的距离,不得小于两支管直径之和的1.5倍。当相邻两支管中心线的距离小于2倍大于1.5倍两支管直径之和时,应用联合补强件,且两支管外壁到外壁间的补强面积,不得小于主管上开孔所需总补强面积的l/2。
3 开孔应避开焊缝。
图中符号含义与图F.0.2相同。
附录G 压缩机轴功率计算
G.O.1 离心式压缩机轴功率应按下列公式计算:
G.0.2 往复式压缩机轴功率应按下式计算:
附录H 管端焊接接头型式
H.0.1 管端壁厚相等的对焊接头型式(图H.O.1)。
H.0.2 管端壁厚不等和(或)材料屈服强度不等的对焊接头型式(图H.O.2)。
H.O.3 对图H.O.2的说明:
1 一般规定:
1)相接钢管接头设计区以外的壁厚应遵照本规范的设计要求;
2)当相接钢管的屈服强度不等时,则焊缝金属所具有的机械性能,至少应与强度较高的钢管的机械性能相等;
3)两个壁厚不等的管端之间的过渡,可用锥面或图中所示的焊接方法,或用长度不小于钢管半径的预制过渡短节;
4)斜表面的焊缝边缘,应避免出现尖锐的切口或刻槽;
5)连接两个壁厚不等而屈服强度相等的钢管,均应按照以上规定,但对锥面的最小角度不作限制;
6)对焊后热处理的要求,应按有效焊缝高度值确定。
2 当相接钢管内径不等时,应符合下列规定:
1)如两根相等钢管的公称壁厚相差不超过2.5mm,则不需作特殊处理,只要焊透焊牢即可(见图H.O.2a)。
2)当内壁厚度偏差超过2.5mm,且不能进入管内施焊时,则应将较厚管端的内侧切成锥面,以完成过渡(见图H.0.2b)。锥面角度不应大于30°,也不应小于14°。
3)环向应力超过屈服强度20%以上的钢管,其内壁偏差超过2.5mm,但不超过较薄钢管壁厚的1/2,且能进入管内施焊时,可用锥形完成过渡(见图H.0.2c)。较厚钢管上的坡口钝边高度应等于管壁厚度的内偏差加上对接管上的坡口钝边高度。
4)当内壁厚度偏差大于较薄钢管壁厚的1/2,且能进入管内施焊时,可将较厚管端的内侧切成锥面以完成过渡(见图H.0.2b),或用一个组合式锥形焊缝实现过渡,即以相当于较薄钢管壁厚的1/2采用锥形焊缝,并从该点起,将剩余部分切成锥面(见图H.0.2d)。
3 当相接钢管外径不等时,应符合下列规定:
1)当外壁厚度偏差不超过较薄钢管壁厚的l/2时,可用焊接完成过渡(见图H.0.2e),但焊缝表面的上升角不得大于30°,且两个对接的坡口边应正确熔焊。
2)当外壁厚度偏差超过较薄钢管壁厚的1/2时,应将该超出部分切成锥面(见图H.0.2f)。
4 当相接钢管内径及外径均不等时,府综合采用图H.0. 2a~图H.0.2f的方式进行接头设计
本规范用词说明
为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用"必须",反面词采用"严禁"。
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用"应",反面词采用"不应"或"不得"。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用"宜",反面词采用"不宜";
表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用"可"。
2 本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为"应符合……的规定"或"应按……执行"。
中华人民共和国国家标准输气管道工程设计规范GB 50251-2003
条文说明
前 言
根据国家计委计标[1987]78号文"发送一九八八年工程建设标准规范制定、修订计划"安排,由四川石油勘察设计研究院负责制定的《输气管道工程设计规范》(GB 50251-94),经建设部1994年4月18日以建标[1994]256号文批准发布。
根据中华人民共和国建设部2001年4月27日发建标(2001)87号文《关于印发二000年至二OO一年度工程建设国家标准制订、修订计划的通知》,由中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司(四川石油勘察设计研究院)负责修订了《输气管道工程设计规范》(GB 50251-2003),经建设部2003年6月10日以第156号公告发布。
本标准的修订过程中,修订组进行了广泛的调查研究,认真总结了我国输气管道工程建设的实践经验,同时参考了美国《输气和配气管道系统》ASME B31.8-1999和美国《联邦管道安全法》49CFRl92天然气部分(1999年版),对原规范进行了修改和补充,最后形成送审稿,经油气田及管道建设设计专业标准化委员会组织了有关专家审查,并一致通过。
为便于广大设计、施工、科研,学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《输气管道工程设计规范》制订组根据编制标准、规范条文说明的统一要求,按《输气管道工程设计规范》的章、节、条的顺序,编制了本条文说明,供本规范使用者参考。为了核对方便,本说明对所有引用资料中的数据仍保持了原来的计量单位,并用括号注明了与之相等的法定计量单位值。在使用中,如发现本条文说明有欠妥之处,请将意见函寄至中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司(四川石油勘察设计研究院)技术质量部(成都市小关庙后街28号,邮编:610017)。