压力管道设计审批人员培训教材-公用管道

压力管道设计审批人员培训教材第四章公用管道中国市政工程华北设计研究总院江孝禔前言一、公用管道定义：城市或乡镇范围内输送最高工作压力大于或者等于0.1Mpa(表压）﹑公称直径大于25mm的城镇燃气管道及温度大于或者等于100℃的水及蒸汽的市政热力管道。二、公用行业与公用管道公用行业：气源，热源；输配系统，应用。城镇燃气行业包括：长输管道GA，公用管道GB1，工业管道GC。城镇供热行业包括：公用管道GB2，工业管道GC，动力管道GD。公用管道：是行业中输配系统的市政部分的压力管道。GB1—城镇燃气管道。GB2—城镇热力管道。4/23/20222压力管道设计审批人员培训教材JXT三、课程内容：根据培训教材要求，课程内容安排按如下原则：1、以GB1与GB2内容为主。2、介绍公用行业与管网输配系统。3、重点以保证输配管网安全为重点。4、GB1危险性比GB2大，内容安排上GB1比GB2多。*由于我国将压力管道进行了GA、GB、GC、GD的分类，其管理模式也按此进行，这与美国、欧洲的管理模式不同。它们是以各种管道系统作为管理模式，与公用管道关系密切的如油气管道系统。4/23/20223压力管道设计审批人员培训教材JXT第一部分城镇燃气管道第一节城镇燃气输配介质一、城镇燃气气源种类（1）天然气：从气井开采出来的气田气或称纯气田天然气；伴随石油一起开采出来的石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；开采煤矿时从井下煤层抽出的煤矿矿井气；煤成气。（2）人工燃气：1）固体燃料干馏煤气；2）固体燃料气化煤气；3）油制气；4）高炉煤气。4/23/20224压力管道设计审批人员培训教材JXT（3）液化石油气：天然气中分离出来C3、C4的烃类，石油加工过程中获得。（4）工业余气：石油化工、化肥等工业生产时排除大量可燃气体。（5）掺混气：不同类别的燃气或燃气与空气按照城镇燃气质量要求混合配制供城镇作为气源。（6）沼气：含有蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等有机物、在缺氧情况下借助厌氧菌的作用，使之发酵分解生成可燃气体。4/23/20225压力管道设计审批人员培训教材JXT二、城镇燃气组成1、城镇燃气中可燃成分城镇燃气中常见的可燃气体有低级烃类与非烃类两个系列，低级烃类包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷，非烃类包括氢、一氧化碳。2、城镇燃气中有毒成分天然气中主要是硫化物，特别是以硫化氢形态存在，属高度危害介质。人工燃气中含有一氧化碳、硫化氢，氨、萘、焦油。液化石油气中主要是硫化物。重碳氢化合物对人体也是有害的。4/23/20226压力管道设计审批人员培训教材JXT三、对城镇燃气质量要求1、主要质量要求：1）热值：要求低热值3500kcal/Nm3（14.65MJ/Nm3）2）波动范围：华白数及燃烧势3）有毒有害物质的限量2、加臭1）加臭标准无毒燃气漏入空气达爆炸极限下限20%时能觉查。有毒燃气漏入空气达到人体允许有害浓度时能觉查。当有毒成分是CO时，空气中CO含量达0.02%（体积分数）时，应能觉查。2）加臭剂要求4/23/20227压力管道设计审批人员培训教材JXT第二节城镇燃气输配系统一、城镇燃气管网的分类及其选择（一）燃气管道的分类1、根据用途分类（1）长输管道（2）城镇燃气管道1）输气管道2）分配管道3）用户引入管4）室内燃气管道（3）工业企业燃气管道1）工厂引入管和厂区燃气管道2）车间燃气管道3）炉前燃气管道4/23/20228压力管道设计审批人员培训教材JXT2、根据敷设方式分类（1）地下燃气管道（2）架空燃气管道3、根据压力分类4、高压燃气管道地区等级划分（1）一级地区：（2）二级地区：（3）三级地区：（4）四级地区：（二）城镇燃气管网系统及其选择1、城镇燃气输配系统构成（1）低压、中压、次高压以及高压等不同压力的燃气管网；（2）门站、储配站；4/23/20229压力管道设计审批人员培训教材JXT（3）分配站、压送站、调压计量站、区域调压站；（4）监控系统与电子计算机中心。2、城镇燃气管网系统（1）一级系统（2）两级系统（3）三级系统（4）多级系统3、城镇燃气管网采用不同压力级制的必要性4、城镇燃气输配管网系统的选择（三）城镇燃气管网系统举例4/23/202210压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202211压力管道设计审批人员培训教材JXT二、城镇燃气管道的布线1、城镇燃气管道的布线原则（1）城镇燃气管道的布线依据（2）城镇燃气管道的平面布置（3）城镇燃气管道纵断面布置2、城镇燃气障碍物的穿越（1）穿越铁路、高速公路、电车轨道、城镇主干道1）穿越铁路和高速公路的燃气管道，其外应加套管；2）穿越铁路的燃气管道的套管。4/23/202212压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202213压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202214压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202215压力管道设计审批人员培训教材JXT3）燃气管道穿越电车轨道和城镇主要干道时宜敷设在套管或地沟内。4）燃气管道宜垂直穿越铁路、高速公路、电车轨道和城镇主要干道。（2）穿跨越河流利用道路桥梁跨越河流，应符合要求。（3）穿越河底要求（4）室外架空燃气管道要求4/23/202216压力管道设计审批人员培训教材JXT三、燃气管道及其附属设备（一）管材及连接方式1、管材（1）钢管1）无缝钢管2）焊接钢管（2）铸铁管（3）塑料管（4）钢骨架聚乙烯塑料复合管。（5）其他管材4/23/202217压力管道设计审批人员培训教材JXT2、连接方式钢管的连接：以焊接为主，还有法兰连接和螺纹连接。铸铁管的连接：分刚性连接和柔性连接两种。塑料管的连接：塑料管普遍采用粘接和焊接。3、城镇燃气管道采用的材质（1）中低压燃气管道材质中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管。（2）次高压、高压燃气管道材质（二）附属设备1、阀门4/23/202218压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202219压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202220压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202221压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202222压力管道设计审批人员培训教材JXT2、补偿器4/23/202223压力管道设计审批人员培训教材JXT3、凝水缸4/23/202224压力管道设计审批人员培训教材JXT4、放散管5、阀门井4/23/202225压力管道设计审批人员培训教材JXT四、燃气管道防腐（一）腐蚀机理1、腐蚀定义：材料与周围环境反应而引起材料破坏或变质，称为腐蚀。所有物质都具有腐蚀特征。2、管道（固态物质）分为金属与非金属两类。按固体材料中原子聚集状态又分为晶体与非晶体。3、金属为晶体，金属原子由金属键连接，具有很强的结合力，排列紧密，故其腐蚀破坏在表面产生4、非金属多以离子键和共价键为主要结合键，以聚乙烯为例，4/23/202226压力管道设计审批人员培训教材JXT聚乙烯分子的晶态结构聚乙烯的片晶示意连结相对松散，故腐蚀多在内部发生，如溶解、溶胀及紫外线导致聚合物老化。4/23/202227压力管道设计审批人员培训教材JXT5、埋地金属管道腐蚀（1）腐蚀分类1）内壁腐蚀2）外壁腐蚀除全面性的化学腐蚀而外，一般还有如下三类腐蚀：a.电化学腐蚀b.杂散电流对钢管的腐蚀c.细菌作用引起的腐蚀4/23/202228压力管道设计审批人员培训教材JXT（2）电化学腐蚀机理1）锌铜原电池4/23/202229压力管道设计审批人员培训教材JXT锌铜原电池2）腐蚀原电池a.微电池钢管在受冷弯的部位被腐蚀1-阴极区；2-阳极区4/23/202230压力管道设计审批人员培训教材JXTb.宏电池管道下部腐蚀穿孔管道通过砂土、碎石层（I）和K-阴极区；A-阳极区粘土段（II）交接处的腐蚀4/23/202231压力管道设计审批人员培训教材JXT6、腐蚀原电池形成条件和作用过程（1）、形成条件1）有电解质溶液与金属相接触；2）金属的不同部位或两种金属间存在电极电位差；3）两极之间互相连通。（2）过程1）阳极过程：金属溶解，以离子形态转入溶液，电子留在金属上Fe→Fe2++2e2）电子转移：在电路中电子由阳极流至阴极3）阴极过程：阳极流入溶液中被氧化剂接受，本身被还原2H++2e→H2↑4/23/202232压力管道设计审批人员培训教材JXT（二）、管道防腐方法根据腐蚀形成条件与过程，使其“条件”与“过程”不能产生，则腐蚀可得以控制与防止。具体方法有：1、埋地管道防腐（1）防腐涂层1）防腐层等级2）防腐层种类（2）电保护法1）外加电源2）牺牲阳极3）排流法2、架空管道防腐4/23/202233压力管道设计审批人员培训教材JXT3、PE管道防腐（1）避光、埋地（2）保证环境温度、并进行温度修正。4/23/202234压力管道设计审批人员培训教材JXT第三节燃气管道的计算4/23/202235压力管道设计审批人员培训教材JXT元流能量方程的推证4/23/202236压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202237压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202238压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202239压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202240压力管道设计审批人员培训教材JXT层流底层与管壁粗糙的作用4/23/202241压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202242压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202243压力管道设计审批人员培训教材JXT4）补强计算5）稳定校核6）地震计算4/23/202244压力管道设计审批人员培训教材JXT第四节城镇燃气站场一、门站、储配站工艺流程1、门站、储配站功能2、门站、储配站工艺流程（1）储配站低压储存工艺流程（2）储配站高压储存工艺流程二、总图布置1、总平面布置要求4/23/202245压力管道设计审批人员培训教材JXT2、罐区布置（1）罐区布置位置（2）罐区或罐与站内建、构筑物间距（3）罐区或罐之间防火间距（4）高压储罐站区集中放散与站内外安全间距3、压缩机间布置（1）压缩机间工艺要求（2）压缩机间平面布置（3）加压机房布置4/23/202246压力管道设计审批人员培训教材JXT三、储罐1、高压储罐2、低压储罐3、其他储气方式4/23/202247压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202248压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202249压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202250压力管道设计审批人员培训教材JXT第五节调压装置一、城镇燃气调压装置的功能与调节过程1、调压装置功能2、调节过程3、调压器二、调压装置的分类1、按在燃气系统中位置与作用分（1）站场调压装置（2）网路调压装置1）网路连接调压装置2）区域调压装置（3）专用调压装置（4）用户调压装置4/23/202251压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202252压力管道设计审批人员培训教材JXT2、按调压装置围护结构分（1）露天调压装置（2）调压站（3）调压柜（4）调压箱3、按压力调节范围分（1）高－高调压装置（2）高－中调压装置（3）高－低调压装置（4）中－中调压装置（5）中－低调压装置（6）低－低调压装置4、按建筑形式分（1）地上调压装置（2）地下调压装置三、调压装置附属设备1、附属设备种类2、安全装置4/23/202253压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202254压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202255压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202256压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202257压力管道设计审批人员培训教材JXT4/23/202258压力管道设计审