第二届油气储运工程设计大赛获奖作品

全国大学生油气储运工程设计大赛

方案设计书

项目名称某工业园区天然气供气工程

赛题类型赛题二

团队编号

完成日期 2017年 4 月 21 日

全国大学生油气储运工程设计大赛组委会制

作品简介

本作品为某工业园区天然气管道供气工程方案设计，输气管道全长160km，设计输量21×108m3/a，沿线地貌主要为黄土峁梁，部分地段穿越公路及河流阶地，存在1处冲沟跨越，管道沿线地质、地貌条件复杂，属于地质灾害易发区及危险区。本设计秉承着“安全、经济、高效”的设计理念，同时着重注意保护黄土地区脆弱的生态环境，完成了整个方案的设计。作品主要内容包括：线路工程设计、穿跨越工程设计、站场及输气工艺设计、配套辅助工程设计、HSE管理和经济预算等。

在线路工程设计中，考虑到黄土地区恶劣的施工环境，线路设计应选择有利地形，尽量避开施工难点和不良工程地质段，同时时刻注意水土保持与环境保护等可能增加的工程措施。该部分主要完成了以下工作：①从允许流速、可选钢级、运行工况三个方面设计用管方案组合，以技术可行性和经济可行性为原则，对方案进行了优选；②工程措施和植物措施相结合，针对黄土微地貌特征及湿陷性、黄土边坡、黄土边坡制定了一系列水工保护措施，以指导安全施工及生产；③考虑黄土地区特点，对线路施工方案、技术和工序进行了有特点和针对性的设计；④对线路附属工程进行了设计，计算了线路工程主要工程量。

在穿跨越工程设计中，充分考虑穿跨越段地形地貌、地质条件，综合分析比较各种穿跨越方案，对全线4处穿跨越地段进行了设计。该部分主要完成了以下工作：①根据公路宽度、地区等级、地质条件等因素，经过分析比选，制定了省道顶管穿越设计与施工方案；②充分考虑施工难度、河流水文地质参数以及周围环境条件，制定了截流法开挖管沟穿越河流的设计与施工方案；③针对黄土冲沟特点，对冲沟坡顶和冲沟坡面两处起跨位置进行比选，从适用性和经济性角度出发制定了悬索冲沟跨越的设计与施工方案。

在站场及输气工艺设计中，以尽量减少土石方工程量、降低建设和管理费用为原则，充分考虑各事故风险因素，对沿线3处站场和输气工艺进行了设计。该部分主要完成了以下工作：①根据气体物性条件、出站压力要求、站场所处位置，设计了各站场的工艺流程：②对站场各个环节进行了工艺计算和设备选型；③考虑用气不均匀性，制定了中间站调峰措施；④对管道稳态工况和事故工况进行了模拟计算。

在配套辅助工程设计中，主要对防腐及阴极保护策略、自动控制系统、通信系统、供电系统和公用工程进行了设计。

在HSE管理和经济预算中，主要完成了以下工作：HSE管理方面，对项目过程中的职业健康、安全防护、环境保护和节能构建了本工程的管理体系；经济预算方面，对项目进行了投资概算，计算出该工程的总投资。

本设计方案具有以下特点：①始终立足于黄土地区工程设计的基本前提，对设

计过程中的各个环节做到尽量“优选”，以满足“经济、安全、高效”的开发原则；

②在设计过程中参考了实际工程案例中采用的技术手段、设计方法等，设计结果具有一定的实际意义；③使用了SPS、HYSYS等商业软件，在设计过程中相互结合，灵活解决了各种设计难题。

目录

第1章总论 (1)

1.1 工程概况 (1)

1.2 编制依据 (1)

1.3 设计原则 (1)

1.4 设计范围 (2)

1.5 国家级地方有关法律、法规 (2)

1.6 国家、地方、行业、企业的技术标准和规范 (2)

第2章设计基础 (5)

2.1 设计参数 (5)

2.1.1 设计输量 (5)

2.1.2 气源特性 (5)

2.2 自然环境 (5)

2.2.1 地质条件 (5)

2.2.2 气象条件 (7)

第3章线路工程 (8)

3.1 线路走向概况 (8)

3.2 线路用管方案设计 (8)

3.2.1 管径方案 (8)

3.2.2 设计压力 (10)

3.2.3管型方案 (10)

3.2.4用管钢级确定 (11)

3.2.5管道强度及抗震校核 (13)

3.3 线路工程设计比选 (16)

3.3.1 方案设置情况 (17)

3.3.2 方案投资计算 (18)

3.3.3 方案经济比选 (20)

3.2.3 用管统计 (21)

3.4管道敷设 (22)

3.4.1 管道敷设技术方案 (22)

3.4.2管道敷设的技术要求 (22)

3.4.3 管沟开挖及施工作业带 (23)

3.4.4 管道焊接及检验 (25)

3.4.5 管道下沟及管沟回填 (26)

3.4.6 土地复垦 (28)

3.5黄土地区水工保护及处理措施 (30)

3.5.1黄土微地貌特征及湿陷性的治理措施 (30)

3.5.2 黄土边坡的治理 (31)

3.5.3 黄土冲沟的治理 (33)

3.6穿跨越工程 (34)

3.6.1 公路穿越 (34)

3.6.2 铁路穿越 (34)

3.6.3 省道及河流穿越 (35)

3.6.4 黄土冲沟跨越 (35)

3.7管道清管、试压及干燥 (35)

3.7.1 一般要求 (35)

3.7.2 分段清管 (36)

3.7.3 分段水压试验 (36)

3.7.5 站间清管 (38)

3.7.6 站间管道干燥 (38)

3.8线路附属构筑物 (39)

3.8.1 管道标志桩和警示带 (39)

3.8.2 固定墩 (39)

3.8.3 线路阀室 (40)

3.8.4 施工道路 (41)

3.9线路工程主要工程量 (41)

第4章省道及河流穿越工程设计 (44)

4.1 设计基础资料 (44)

4.1.1 自然地理条件 (44)

4.1.2 场地工程地质条件 (44)

4.2 省道穿越工程设计 (46)

4.2.1 穿越方案选择 (46)

4.2.2 顶管管位设计 (47)

4.2.3 工作井与接收井 (48)

4.2.4顶管工程结构设计 (50)

4.2.5 套管防腐设计 (53)