我国及澳大利亚长输管道地区等级划分差异浅析

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地区等级对管道设计的影响
2.1 截断阀室设置 为限制事故时可能造成的损害，油气管道沿线 均应设置截断阀室。在我国，输气管道与输送 LPG 管道按地区等级设置截断阀室：以一级地区为主的 管段，截断阀室最大间距不宜大于 32km；以二级地 区为主的管段不大于 24km； 以三级地区为主的管段 不大于 16km；以四级地区为主的管段不大于 8km。 按 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》规 定，输油管道沿线截断阀室间距不应超过 32km。 澳大利亚油气长输管道截断阀室的设置见表 1。
澳大利亚土地辽阔，人口约为 2 203 万，目前， 该国家仍然保有少数原始状态的荒野地区。澳大利 亚的自然环境相对单一，自然资源相当丰富，是南 半球最发达的国家。澳大利亚油气长输管道设计规 范制定的出发点是为设计者提供研究方法、提出应 考虑的问题、制定应遵循的最低要求，不限制新技 术、新材料的使用。 我国虽然国土面积较大，但是，人口众多，除 西北少数省区外均为人口密集地区。自 20 世纪 80 年代改革开放以来，经济迅猛增长，基础设施建设 突飞猛进，土地资源愈显紧缺。为保证能源的稳定 供应，需建设油气长输管道，而长输管道的建设不 可避免地要占用土地资源。为了指导工程设计、协 调与其他建设工程的关系，在借鉴发达国家相关标 准的基础上，结合我国实际情况，制定了相应的输 油和输气管道工程设计规范，对地区等级划分以及 安全距离的设定有准确的界定， 具有较强的操作性。 我国陆地油气长输管道设计规范按所输送介质
心、酒店、旅馆等。 1.2.2 次要地区划分原则 次要地区等级分为 S、CIC、I、HI 和 W。 S 等级地区为包含公共建筑或设施的敏感点， 当管道发生事故时这些公共建筑或设施不能保护自 己，如，学校、医院、养老院、监狱。同时，还要 考虑地区的未来规划情况。一些环境敏感点也应划 为 S 等级地区。 I 等级地区为轻工业区，包括具有生产、制造、 储存等功能的轻工业厂区。同时，还要考虑地区的 未来规划情况。 HI 等级地区为重工业区，包括重工业厂区和产 生有毒物质厂区。 CIC 等级地区为公共基础设施走廊，为有多条 线性工程并行通过的区域， 这些线性工程包括管道、 公路、铁路、架空电力线、埋地电缆等。 W 等级地区为水淹区，由连续或间断的水所覆 盖的区域，包括湖泊、河口、港口、湿地、航道、 泄洪区以及不通航的河流、溪流等，W 等级地区只 适用陆上管道，不适用海底管道。
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石 油 规 划 设 计
2013 年 7 月
文章编号 ： 1004-2970（2013）04-0038-03
眭峰 *
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霍晓蕾
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沈珏新
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（1.中国石油天然气股份有限公司规划总院；2.中国石化集团江苏石油勘探局勘察设计研究院）
眭 峰 等 . 我 国 及 澳 大 利 亚 长 输 管 道 地 区 等 级 划 分 差 异 浅 析 . 石 油 规 划 设 计 ， 2013， 24（ 4） ： 38～ 40
t N ≥ tW G H
与地区等级无关，且设计系数最小为 0.6；而我国规 范中，强度设计系数随地区等级的提高而变小（最 小为 0.4） ，从而管道壁厚随之增加，即，地区等级 越高，管道壁厚越厚，一定程度上增加了管道的安 全性。
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结语
澳大利亚规范中，地区等级的划分需要根据输 送介质的性质进行热辐射计算，在热辐射影响区域 内并结合管道沿线现场情况， 先确定主要地区等级， 再在主要地区等级中确定次要地区等级。因此，如 果没有输送介质性质的资料，就无法计算热辐射影 响区域，即使掌握了管道沿线的现场情况，也不能 准确确定地区等级。而我国规范对于地区等级的确 定原则则相对简单，只要掌握了管道沿线的现场情 况，就能确定地区等级。 我国油气管道规范对于地区等级的划分只影响 截断阀室的设置和强度设计系数的选取，而澳大利 亚油气长输管道规范中，地区等级不同，标志牌的 设置数量、管道覆土厚度等方面也有不同要求。但 是， 就截断阀室的设置和强度设计系数的选取来说， 相对于澳大利亚油气长输管道规范，我国油气管道 规范更为严格。
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地区等级划分原则
1.1 我国长输管道设计规范地区等级划分原则 输气管道与输送 LPG 管道通过的地区，沿管道
* 眭峰，男，高级工程师。1998 年毕业于石油大学（华东）石油储运专业，获学士学位。现在中国石油天然气股份有限公司规划总院油气管道工程规 划研究所从事管道工程前期研究工作。地址：北京市海淀区志新西路 3 号，100083。E-mai：suifeng@
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中心线两侧各 200m 范围内， 任意划分成长度为 2km 并能包括最大聚居户数的若干地段，按划定地段内 的户数划分为 4 个等级：一级地区，户数在 15 户或 以下的区段；二级地区，户数在 15 户以上、100 户 以下的区段；三级地区，户数在 100 户或以上的区 段，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以 及不够四级地区条件的人口稠密区；四级地区，系 指 4 层及 4 层以上楼房（不计地下室层数）普遍集 中、交通频繁、地下设施多的区段。在农村人口聚 集的村庄、大院、住宅楼，应以每一独立户作为一 个供人居住的建筑物计算。 在一、二级地区内的学校、医院以及其他公共 场所等人群聚集的地方，应按三级地区选取设计系 数；当一个地区的发展规划足以改变该地区的现有 等级时，应按发展规划划分地区等级。 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》中 除 LPG 管道外，其他输油管道没有进行地区等级划 分，但是，提出了安全距离要求：埋地输油管道与 不同 类 型的 地面 建 （构 ）筑 物 的最 小间 距 在 3～ 75m，敷设在地面的输油管道与建（构）筑物的最 小间距在同类型埋地输油管道最小间距的基础上增 加一倍。 1.2 澳大利亚油气长输管道设计规范地区等级划分 原则 根据澳大利亚油气管道设计规范第一部分设计 与 施 工 （ AS2885.1 《 Pipelines — Gas and liquid petroleum Part 1：Design and construction》 ）中规定， 2 按管道泄漏着火点 4.7kW/m 热辐射能量所能影响到 的距离，对管道通过的地区划分为主要地区和次要 地区两部分，先确定主要地区，再在主要地区中确 定次要地区，次要地区的长度小于主要地区长度。 1.2.1 主要地区划分原则 主要地区等级分为 R1、R2、T1 和 T2。 R1 等级地区为从未被使用及开发的地区， 或是 用作农业活动（例如牧场、农场等）的地区。 4 4 2 R2 等级地区为 1×10 ～5×10 m 的范围内，只 有单一住宅街区的地区。 T1 等级地区为适合社区发展的地区。此地区会 有许多公共设施，包括道路、铁路、休闲娱乐区域、 公园、购物中心等。 T2 等级地区为适合高密度的社区发展的地区。 此地区人口较为集中，或存在层数较多的楼房且普 遍集中， 也存在一些服务于高密度社区的公共设施， 包括道路、铁路、主要的运动和文化设施、购物中
摘要 我国陆地油气长输管道设计规范有 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》和 GB 50251—2003 《输气管道工程设计规范》 ， 澳大利亚油气长输管道规范为 AS2885 《Pipelines—Gas and liquid petroleum》 。介绍了我国和澳大利亚两国陆上油气长输管道规范中地区等级的划分原则，并 分析了两国规范中不同地区等级划分对管道工程设计的影响，包括对截断阀室设置的影响，以及 对管道强度设计系数选取的影响等。通过分析，得出了我国长输管道设计规范相对于澳大利亚油 气长输管道规范更为严格的结论图分类号 ： TE973 文献标识码 ： A DOI： 10.3969/j.issn.1004-2970.2013.04.012
表1
地区等级 R1 R2 T1、T2
澳大利亚油气长输管道截断阀室的设置
阀室最大间距/km 天然气和高压蒸汽 根据需要设置 30 15 液态原油 根据需要设置 根据需要设置 15
根据澳大利亚输气管道工程建设经验，在 R1 地区，输气管道截断阀室设置间距一般控制在 50～ 100km ， 远 大 于 我 国 规 范 对 于 一 级 地 区 阀 室 间 距 32km 的要求， 阀室间距的加大虽然降低了工程建设 投资，但是，却增加了事故时可能造成的危害。对 于 R2 地区和二级地区的天然气管道，澳大利亚规
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范和我国规范关于阀室最大间距的要求分别为 30km 和 24km，我国规范更为严格；对于 T1 地区和 三级地区，两国规范的要求分别为 15km 和 16km， 距离相当；对于 T2 地区和四级地区，两国规范的要 求分别为 15km 和 8km，我国规范更为严格。对于 原油管道，我国规范不分地区等级，阀室最大间距 均要求为 32km；澳大利亚规范中，R1、R2 地区未 做要求，T1、T2 地区阀室最大间距要求为 15km， 较我国规范严格。 2.2 强度设计系数的选取 按 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》 ， 我 国输 油 管 道 站外 一 般 地 段管 道 强 度 设计 系 数 为 0.72；输气管道与输送 LPG 管道一般地段的管道强 度设计系数，按 GB 50251—2003《输气管道工程设 计规范》和 GB 50253—2003《输油管道工程设计规 范》中相同的规定进行选取：一级地区强度设计系 数为 0.72，二级地区为 0.6，三级地区为 0.5，四级 地区为 0.4。根据设计压力、管径、强度设计系数以 及钢管最小屈服强度，即可计算出设计壁厚，计算 式为： PD （1） 2 s Ft 式（1）中： —— 钢管设计壁厚，mm； P —— 设 计压力，MPa； D ——钢管外径，mm； s ——钢管 最小屈服强度，MPa； ——焊缝系数； F ——强度 设计系数； t ——温度折减系数。 澳大利亚油气长输管道一般地段管道强度设计 系数不大于 0.8；管件强度设计系数为 0.67；受外压 且最大操作压力不大于设计压力 1.25 倍的管道，其 强度设计系数为 0.6；敷设于桥上或建筑物上的管 道，其强度设计系数为 0.67。管道壁厚计算式为：