摘要
石油、天然气、电力逐年上升，呈现健康发展的势头。其中天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，并制定了遵循“多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用”的能源发展方针，实施了“西气东输”、“海气上岸”、“LNG登陆”、“引进俄罗斯天然气”等的天然气开发利用总体部署。作为“西气东输”工程的有利补充，液化天然气(LNG)工程应运而生，在输气管道无法敷设到的地区，LNG的应用发挥着无以比拟的优势。一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，可为本市工业经济的发展注入强大的动力，保持良好的生态环境，带动经济发展，增强城市整体综合实力，带来可观的经济效益和显著的社会效益。
关键词：天然气；能源建设；科技进步
Abstract
Petroleum, natural gas, electric power is increasing year by year, showing a healthy development momentum. The natural gas industry was listed as "an important industry in fifteen" to encourage the development of national economy,and the development of the follow the "multiple energy, a variety of ways, suit one's measures to local conditions, reasonable use" energy development policy,the implementation of the "west east gas transmission", "air sea landing", "LNG"landing ", the introduction of Russian gas gas" and other natural gasdevelopment and utilization of the overall deployment. As a "favorable supplement of West East Gas Transmission" project, liquefied natural gas (LNG)project emerge as the times require, in not laying pipeline area, the application of LNG plays an unparalleled advantage. A city can improve the quality of life of residents, promote the city grade; on the other hand, can be injected into thestrong power for the development of the industrial economy, maintain the good ecological environment, promote economic development, enhance the overall
strength of the whole city, bring considerable economic and social benefit.
Keywords：natural gas; energy construction progress of science and technology;energy transformation;
目录
第一章前言 (1)
第二章概述 (2)
2.1.项目名称 (2)
2.1.1设计依据 (2)
2.1.2设计原则 (2)
2.2项目建设的必要性及可行性 (2)
2.2.1项目建设的必要性 (2)
2.2.2项目建设的可行性 (3)
2.3工程概况 (3)
2.3.1供气范围 (3)
2.3.2建设内容 (4)
2.3.3结论 (4)
2.4设计基础资料 (4)
2.4.1站址及自然条件 (4)
2.4.2水文资料 (4)
2.4.3地质资料 (5)
2.5设计范围与内容 (5)
第三章工程规模与分期 (6)
3.1用户分类 (6)
3.2用户燃料现状与分析 (6)
3.2.1燃料现状 (6)
3.2.2主要燃料对比分析 (6)
3.3供气规模与气量平衡 (7)
3.3.1居民及商业用户用气量 (7)
3.3.2未预见量 (8)
3.3.3气量平衡 (8)
3.3.4供气规模 (8)
3.4工程分期 (8)
第四章输配系统 (10)
4.1工艺流程 (10)
4.2LNG撬装站 (10)
4.3管网布置 (10)
4.3.1管网压力级制 (10)
4.3.2供气规模 (11)
4.3.2布置原则 (11)
4.3.3管网布置 (11)
4.4管材与管件 (12)
4.4.1管材选择 (12)
4.4.2管道连接方式 (12)
4.4.3管件 (12)
4.5水力计算 (13)
4.5.1管网水力计算公式 (13)
4.5.2管网水力计算工况 (13)
4.6管道敷设 (13)
4.6.1规范要求 (13)
4.6.2管沟 (15)
4.7穿、跨越设计 (15)
4.8探伤与检验 (15)
4.9吹扫与试压 (16)
4.10附属设施 (16)
4.10.1阀门设置 (16)
4.10.2线路保护 (16)
4.10.3警戒带及示踪线 (16)
4.10.4标志桩 (16)
4.11已建燃气管网的利用与改造 (17)
第五章工程实施 (18)
5.1工程实施原则 (18)
5.2工程实施计划 (18)
5.3工程招标 (18)
第六章消防设计 (19)
6.1火灾危险性分析 (19)
6.1.1主要火灾爆炸危险品 (19)
6.1.2主要火灾危险性分析 (19)
6.2消防设计 (20)
6.3存在问题 (21)
第十章结语 (22)
致谢 (24)
参考文献 (23)
第一章前言
河北省保定市，位于河北省西南部。保定市市历史悠久，交通发达，资源丰富，城市规划面积34平方公里，建成区16.8平方公里，城区人口15万。现为“全国文化先进市”、“全国科技先进市”、“全国全民健身先进市”，被誉为“铜都银乡”。
我国能源结构比例长期以来一直以煤为主，但已经呈现出逐年下降的趋势。天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，并制定了遵循“多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用”的能源发展方针，实施了“西气东输”、“海气上岸”、“LNG 登陆”、“引进俄罗斯天然气”等的天然气开发利用总体部署。作为“西气东输”工程的有利补充，液化天然气(LNG)工程应运而生，在输气管道无法敷设到的地区，LNG的应用发挥着无以比拟的优势。
地处信江之畔，位于浙赣线与皖赣线的交汇处——江西省贵溪市，以液化石油气、煤等能源为主。公司引入高效、优质、洁净的能源——天然气，一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，可为本市工业经济的发展注入强大的动力，保持良好的生态环境，带动经济发展，增强城市整体综合实力，带来可观的经济效益和显著的社会效益。
在初步设计文件的编制过程中，江西铜业集团贵溪冶炼厂及江西同成实业有限公司提供了大量资料及宝贵意见，在此深表感谢！
第二章概述
2.1.项目名称
江铜贵冶生活区天然气管网设计
2.1.1设计依据
《江西省贵溪市管道天然气设计合同》
江铜贵冶生活区居民楼定置图
江铜贵冶生活区地形图1:1000
江西同成实业有限公司提供其它相关资料
2.1.2设计原则
（1）贯彻国家节能和环保政策，严格服从国家及省市现行颁发的设计规范、规定和标准，并参照国外先进适用的标准。
（2）遵循企业总体规划，在企业总体规划的指导下，充分考虑企业现状及发展，做到远近期相结合，统筹兼顾，逐步发展；
（2）以市场调查数据为依据，科学预测各类用户用气量，确定适当的供气规模。
（3）立足现状，合理预测远期发展情况。输配系统具备发展弹性，既保证近期的可操作性，又满足远期供气需求。
（4）坚持科学态度，设计方案以安全为首要原则，做到技术先进实用、投资经济合理、操作灵活、适应性强、便于管理，并充分考虑全面实现运行管理自动化的需求，达到供气安全可靠。
2.2项目建设的必要性及可行性
2.2.1项目建设的必要性
1、解决居民用户用气安全的问题
江铜贵冶生活区居民目前使用的燃料为人工煤气和液化石油气，以人工煤气为主。由于人工
煤气自身的毒性，使得居民用气存在很大的安全隐患。
2、解决居民燃料费用较高的问题
由于石油价格的持续上涨，液化石油气的价格也是长时间居高不下。
2.2.2项目建设的可行性
1、符合国家发展能源工业的政策
天然气工业被列为“十五”期间国民经济鼓励发展的重要产业，国家制定了遵循多种能源、多种途径、因地制宜、合理利用的能源发展方针。此外，国家在能源建设方面，要求使用清洁能源，并逐步提高清洁能源的利用比例。
此项目的建设，是科技进步、能效升级、严格环保的必然趋势，符合且顺应国家能源变革的总体方向，也与世界能源发展总趋势相一致。
2、气源及运输的保证
目前，国内可供选择的LNG气源较多，但从气源供气可靠性及规模因素考虑，新疆广汇LNG 具有一定保障性。新疆广汇LNG，一期工程日液化能力为150万Nm3，于2004年9月份顺利投产，目前已通过公路运输供应包括福建、广东、浙江、江苏、江西、湖南等地的各类用户。
同时，海上LNG接收码头将2006年后逐渐建成投产，可为本项目将来提供更多渠道的气源保证。
3、工艺技术成熟可靠
LNG在国外始于上世纪三十年代初期，经过多年的发展，LNG生产、储运、利用等技术逐步完善配套，完成了从LNG工厂、运输、接收充气站到利用的一整套系统的技术应用。我国在二十世纪九十年代开始LNG的研发利用工作，目前，我国在液化天然气的生产、贮存、运输、气化等方面的技术都已经成熟，主要设备如低温储罐、换热器等，国内生产厂家已掌握了有关核心技术，可大批量生产。因此，本项目在技术上是具有充分保障的。
2.3工程概况
2.3.1供气范围
本工程供气范围为：贵溪冶炼厂生活区及铜材小区。
2.3.2建设内容
具体建设期限与内容为：
LNG撬装站建设：2座40 M3低温贮罐及其配套设施；
中压管网建设：敷设中压管道56.3KM；
供气能力达20万NM3/d，发展天然气居民用户4.0万户。
中压管网建设：与市政主干线连接，敷设中压管道18.5KM，其中穿跨越工程4处（计420M）；
供气能力达30万NM3/d，发展天然气居民用户10.0万户。
2.3.3结论
1、技术可行
项目采用的技术比较成熟可靠，主要设备材料均可国内配套。项目在技术上是可行的。
2、经济合理
通过LNG与其它燃料的价格比较，本项目在经济上是合理的。
3、社会、环保效益较好
项目投产后可扩大工商业用户及居民用户的供气范围，提高用户用气安全，提高输配系统的供气保障，具有良好的社会效益和环保效益。
综上所述，江铜贵冶生活区天然气置换工程具有经济效益又兼具社会、环境效益，在财务和国民经济两方面都是可行的，建议积极筹备，尽早实施并发挥其作用。
2.4设计基础资料
2.4.1站址及自然条件
贵溪冶炼厂LNG撬装站选址在贵溪冶炼厂东南侧，站区主要为白垩系紫红、灰白色砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成的丘岗地貌，地质稳定。
2.4.2水文资料
贵溪市域山岭环峙南北，信江横贯东西，故源于南北山地之溪流多随地势汇集中部，形成了以信江河谷为排水出路的树状流水网。境内信江支流有11条。信江东西呈“U”
字型流经贵溪市60公里，平均坡降0.44％，多年平均泾深1055mm，年泾流总量130.84亿立方米，平均河面300米。信江河贵溪市大南门水位站的警界水位为31.43m（黄海高程，下同），50年一遇水位为36.50m，20年一遇水位为35.82米。
2.4.3地质资料
贵溪市地质为第三纪和第四纪砂岩。贵溪市域基本地震列度小于六级，建筑物按6级地震烈度设防。
2.5 设计范围与内容
江铜贵冶生活区天然气置换工程初步设计的范围与内容分为两部分：LNG撬装站设计及江铜贵冶生活区天然气管网设计。
天然气管网设计范围与内容为：城市天然气管网设计说明、管网水力计算及管网工程材料表。
第三章工程规模与分期
3.1用户分类
根据《城镇燃气设计规范》GB50028－93(2002版)所确定的用气量范围及供气原则，考虑到贵溪冶炼厂各类用户的用气特点及价格差异，本初步设计中将用户分类如下：
1、居民用户
2、商业用户
3.2用户燃料现状与分析
3.2.1燃料现状
经调查，贵溪冶炼厂居民用燃料有液化石油气及水煤气。
3.2.2主要燃料对比分析
目前当地水煤气价格为2.46元/NM3，液化石油气价格为11.45元/NM3，液化天然气到贵溪的价格约3.90元/NM3。
LNG与其它燃料的对比分析
燃料热效率
低热值
(Kcal/NM3
)
原料价
(元/Nm3)
单位热值价格
(元/万Kcal)
有效单位热
值价格
(元/万Kcal)
水煤气90% 3000 2.46 8.20 9.11
LPG 90% 23000 11.45 4.98 5.53
LNG 90% 10127 3.60 3.55 3.95
通过以上对比分析，液化天然气价格远低于水煤气和液化石油气的价格，具有明显的经济效益。
3.3供气规模与气量平衡
3.3.1居民及商业用户用气量
（1）用气指标
●居民用气指标
居民用气耗热定额是城市燃气基础数据之一，其主要与该城市的经济发展情况、地理位置、气候条件、生活水平及生活习惯等因素有关。
根据相关城市居民用气指标，确定贵溪市居民一期工程第一阶段用气指标为1884兆焦／人·年(45万千卡／人·年)，户均人口3.76人（根据《贵溪市国民经济统计提要 2009年》计算）。
商业用户用气量指标
公建用户为宾馆、酒店、餐厅、学校、医院等，主要用气设备为大灶和热水锅炉。根据一般城市的统计数据，公建用户用气量约占居民用气量的20~30%。因此，本工程公建用户用气量按照居民用气量的25％考虑。
（2）居民及商业用户用气不均匀系数
由于贵溪市现管道供气规模较小，且为单位福利性质供气，根据实地调查资料及相关城市居民及商业用户的用气不均匀系数，确定贵溪市居民及公建用户有气高峰系数为：
●月高峰系数：1.20
●日高峰系数：1.15
●小时高峰系数：3.0
（3）居民及商业用户有气量
居民用气量表
气化人口（万人）气化户数
（户）
用气指标
MJ/人年
居民年
用气量
(万NM3）
日高峰
用气量
（NM3）
小时高峰
用气量
（NM3）
备注
1.53 4082 1884 68.0 2570.5 321.3
3.76 人/户
商业用气量表
居民年用气量(万NM3）商业年用气量
(万NM3）
日高峰用气量
（NM3）
小时高峰用气量
（NM3）
68.0 17.0 642.6 80.3 3.3.2未预见量
根据规范推荐值，未可预见量取总用气量的5%。
年用气量(万NM3）日高峰用气量
（NM3）
小时高峰用气量
（NM3）
4.5 169.1 21.1 3.3.3气量平衡
根据以上数据计算，贵溪市管道天然气气量平衡见下表：
贵溪冶炼厂管道天然气气量平衡表
用户类型年用气量
(万NM3）
比例
日高峰用气量
(NM3）
小时高峰用气量
(NM3）
居民用户68.0 76.0% 2570.5 321.3
商业用户17.0 19.0% 642.6 80.3
未预见量 4.5 5.0% 169.1 21.1
小计89.5 100.00% 3382.2 422.7
3.3.4供气规模
工程供气规模：日供气4000Nm3（高峰用气量）。
3.4工程分期
根据以上供气规模，为满足贵溪市工业、居民及商业用户的生产、生活的需要，促
进贵溪市的经济发展，本工程分期为：
一期工程：
LNG撬装站建设2座40NM3 LNG低温贮罐，供气能力4000NM3/日；
建设天然气输配管网81.3KM，天然气居民用户4000户；
二期工程：
居民区天然气管道与市政主干管相连接，建设中低压调压箱1座，调压能力500NM3/h。
LNG撬装站的卸车系统、LNG贮罐、LNG气化器及调压计量等设备全部由生产厂家制造，集成度较高，具有建设周期短、占地面积小等特点，适于小规模供气。
第四章 输配系统
4.1工艺流程
本工程工艺流程框图如下：
液化天然气在LNG 气化站经过气化、调压、计量、加臭以后被输送至输气管道，经调压箱将天然气压力调至用户所需压力，供给各类天然气用户。
4.2 LNG 撬装站
本工程建设LNG 撬装站一座。
4.3管网布置 4.3.1管网压力级制
根据《城镇燃气设计规范》GB50025－93(2002版)压力等级分级如下
中低压调压箱
低压管网
居民用户
商业用户 LNG 撬装站
城镇燃气输送压力(表压)分级
名称压力(MPa)
高压燃气管道A 2.5＜p≤4.0
B 1.6＜p≤2.5
次高压燃气管道A 0.8＜p≤1.6
B 0.4＜p≤0.8
中压燃气管道A 0.2＜p≤0.4
B 0.01＜p≤0.2
低压燃气管道p≤0.01
本工程天然气管道全部为新建管道，确定天然气管道输配系统采用“低压级”一级供气系统，设计压力为5KPa。
4.3.2供气规模
本工程燃气管网设计供气范围贵溪冶炼厂居民区及铜材小区居民、商业用户。
本工程天然气管网的用气负荷按远近期按4000NM3/d设计。
4.3.2布置原则
根据已确定的中压管网压力级制，中压管网敷设，遵循以下原则布置：
根据贵溪冶炼厂实际发展情况进行总体布置；
尽量靠近用户，以保证用较短的线路长度，达到同样的供气效果，节约投资；
新敷设燃气管道尽量与居民发展建设同步，与其它基础设施统筹安排；
在安全供气、布局合理的原则下，尽量减少穿跨越工程；
管网采用支状管网敷设，在保证安全供气条件下，方便维修及发展新用户。
4.3.3管网布置
燃气管道经LNG撬装站调压后，沿黄河路向西敷设，敷设至江铜贵冶影剧院后，沿江铜贵冶影剧院东侧道路向南敷设，经建设银行大楼西侧，穿越淮海路，沿中区24#楼东侧向南敷设，经南区4#楼东侧至长江路，沿长江路向东敷设至黄山路，沿黄山路向南敷设至南区27#楼东侧。
4.4管材与管件
4.4.1管材选择
根据《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2002版）用于输送城镇低压燃气的管材有：钢管，聚乙烯塑料管(PE管)，钢骨架PE管(SPE管)及铸铁管。
综合考虑并结合本工程实际情况，本工程埋地天然气管道采用SDR17.6系列PE80燃气用聚乙烯管。
4.4.2管道连接方式
●PE管管径在De90以上采用热熔连接，PE管De90及以下采用电熔连接。
4.4.3管件
（1）阀门
燃气管道上常用的有闸阀、截止阀、球阀和蝶阀。
阀门的选用应立足国内市场，选择阀体机械强度高，转动部件灵活，密封部件耐用，关闭时气密性好，压力损失小，操作力矩小，可靠性高以及阀体较小等优点的阀门。
结合本工程的特点，根据不同施工位置分别采用PE单、双放散直埋球阀。
（2）弯头
●PE管：PE管在条件充许时，尽量采用自然弯曲敷设，管道转折角为45°、90°时，
采用PE弯头连接；
●钢管：管道转折角为45°、90°时，采用无缝钢管冲压弯头连接；管道转折
角≤3°时，可对待连接管道切坡口进行焊接连接；管道转折角>3°时的非
45°、90°弯，则必须进行煨弯。
●冲压弯管椭圆度不大于3%。
（4）凝水缸
本工程输送介质天然气为干气，管道可随地形敷设，不再安装凝水缸。
4.5水力计算
4.5.1管网水力计算公式
中压燃气管道水力计算公式：
Z T T d Q l p p 05210
2
2211027.1ρλ?=- 式中：P 1—燃气管道起点的压力(绝压kPa)； P 2—燃气管道终点的压力(绝压kPa)；
Z —压缩因子，当燃气压力小于1.2MPa(表压)时，Z 取1； L —燃气管道的计算长度(Km)；
λ—燃气管道摩擦阻力系数，宜按下式计算：
]Re 51
.27.3lg[
21
λ
λ
+-=d K 式中：lg —常用对数；
K —管壁内表面的当量绝对粗糙度(mn)； (PE 管为0.01mm ，钢管为0.2mm) Re —雷诺数(无量纲)。
4.5.2管网水力计算工况
经水力计算，贵溪冶炼厂生活区天然气管压力最不力点位于南区27#楼东侧，最不利点压力为0.257MPa （表压）。
4.6管道敷设 4.6.1规范要求
本工程天然气气管道均埋地敷设。管道埋深按《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2007版）有关要求执行。最小埋深为：车行道下时≥0.9m ，非车行道下时≥0.6m ，水田下时≥0.8m 。
管道安全间距严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2007版）有关规定。安全间地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距见下表：
地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m)
项目
地下燃气管道
低压
中压次高压
B A B A
建建物的
基础0.7 1.0 1.5 - - 外墙面（出地面
处）
- - - 4.5 6.5 给水管0.5 0.5 0.5 1.0 1.5
污水、雨水排水管 1.0 1.2 1.2 1.5 2.0
电力电缆(含电车电缆）
直埋0.5 0.5 0.5 1.0 1.5 在导管内 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5
通信电缆
直埋0.5 0.5 0.5 1.0 1.5 在导管内 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5
其他燃气管道D N≤300mm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 D N＞300mm 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
热力管
直埋 1.0 1.0 1.0 1.5 2.0 在管沟内(至外
壁)
1.0 1.5 1.5
2.0 4.0
电杆（塔）的基础≤35KV 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ＞35KV 2.0 2.0 2.0 5.0 5.0
道路照明电杆（至电杆中
心）
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
铁路路堤坡脚 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 街树（至树中心）0.75 0.75 0.75 1.2 1.2
地下燃管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距(m)
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
4.6.2管沟
管沟断面形状为倒梯形断面，管沟开挖表层耕植土应单独存放，最后回填。
管沟基础处理：在一般软土地区，管沟底铲平夯实即可；在岩土和石砾地区，为防止岩石棱角扎坏防腐层，需垫土或细砂0.1米厚。如遇沟底为建筑垃圾等腐蚀性较强的回填土地段，沟底基础需换土夯实。
管沟回填：严格执行《城镇燃气输配工程施工及验收规》CJJ33－2007第二章《土方工程》关于回填土的规定。
4.7穿、跨越设计
本工程穿、跨越工程主要为穿越黄河路、淮海路、长江路、黄山路等生活区主要道路。穿越工程采用PE管为主，钢管为辅。
穿越道路时可采用定向钻或直埋开挖方式穿越，当直埋开挖穿越时，采用加大燃气管道敷设深度或加套管敷设，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，采用直埋开挖方式敷设。
本工程天然气管道主要穿、跨越工程见下表：
4.8探伤与检验
PE管连接完成后，应进行100％外观检验，其中热熔连接还应做10％翻边切除检验。
钢管需按照规定做焊缝检查。检查方法为射线照相，一般埋地钢管抽查比例为30%，以达到《石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级》规定的Ⅲ级标准为合格。对于穿越道路和跨越河流的钢管，需进行100%焊缝探伤。
钢管埋地部分采用环氧煤沥青加强级防腐。
4.9吹扫与试压
管道安装完成后需按照规定吹扫，以达到《城镇燃气输配工程施工和验收规范》的规定为合格。
吹扫完成后对管道做强度试验和气密性试验。强度试验压力为0.6MPa，试压时间1小时。气密性试验压力为0.46MPa，试压时间24小时，以满足规范要求为合格。
4.10附属设施
4.10.1阀门设置
为便于维修以及事故时切断燃气，在下列各处设置阀门：
1.支管起点处；
2.预留发展用户处
3.调压器进口处
4.10.2线路保护
部分管道如遇陡坡、陡坎、河渠、冲沟、公路填方区等地方，视具体情况设置挡土墙、护坡、护壁、排水沟等保护措施。
4.10.3警戒带及示踪线
燃气管道属于压力管道，燃气又是易燃易爆气体，为保证安全运行，防止非正常的破坏，管道敷设时，在燃气管道上方不小于0.3米处设置警示带，PE管上方敷设含示踪线的警示带。
4.10.4标志桩
为检修、维护方便及更好地保护燃气管道，需要标明燃气管道的走向、管径、埋深等，在管道转折点、预留接口和草地荒地处，需在燃气管道上方的地面上设置醒目的标志桩。