2015年压力管道设计审批人员培训讲义_GB公用管道部分 (2)

1.前言

1.2 压力管道分类及分级
压力管道共分为4大类，9级。
1.前言

1.3 GB类（公用管道的定义）
指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管 道和热力管道。

1.4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。
管道系统的布置和敷设
中 压 管 道 布 置


中压管道应布置在城市用气 区便于与中低压调压站连接 的道路上，尽量开交通干道 和闹市区繁华街道； 中压管道应布置成环网，以 提高其输气和配气的安全可 靠性。
管道系统的布置和敷设 低 压 管 道 布 置




低压管道以环状网路布置为主， 环枝结合。成环边长一般在300～ 600m之间； 宜布置相邻调压室之间的连通管 道，管径应大于相邻管网管径； 低压管道有条件时，应尽可能布 置在街坊内兼作庭院管道，以节 省投资； 某些情况低压管道可考虑在道路 两侧敷设。
2.GB1 城镇燃气管道

2.2 GB 50028—2006，城镇燃气设计规范使用范围
规范适用于向城市、乡镇或居民点供给居民生活、商业、工业企业 生产、采暖通风和空调等各类用户作燃料用的新建、扩建或改建城镇燃 气工程设计。
注：1)本规范不适用于城镇燃气门站以前的长距离输气管道工程。 2)本规范不适用于工业企业自建供生产工艺用且燃气质量不符合本规范质 量要求的燃气工程设计，但自建供生产工艺用且燃气质量符合本规范要求 的燃气工程设计，可按本规范执行。 工业企业内部自供燃气给居民用户使 用时，供居民使用的燃气质量符合本规范要求的燃气工程设计，可按本规 范执行。 3)本规范不适用于海洋和内河轮船、铁路车辆、汽车等运输工作上的燃气 装置设计。
液化天然气供应站 压缩天然气子站
气化、减压、调压
公路运输
中压管网
压缩母站、液化厂、接收基地
城市燃气管道设计


管道系统的压力分级和组成 管道系统的布置和敷设 管道系统的计算 管道系统的材料和设备 钢管腐蚀控制 液态液化石油气管道
管道系统的压力分级和组成
名 高压燃气管道 次高压燃气管道 中压燃气管道 低压燃气管道 称 A B A B A B 压力/MPa 2.5<P≤4.0 1.6<P≤2.5 0.8<P≤1.6 0.4<P≤0.8 0.2<P≤0.4 0.01<P≤0.20 P≤0.01
＝0.147=14.7﹪
2.GB1 城镇燃气管道--城镇燃气输配系统

城镇燃气输配系统构成 城市燃气输配系统组成示意图 液化石油气供应系统组成示意图 压缩天然气液化天然气供应系统示意图
城镇燃气系统构成
上游 中游 下游
天然气气田 油田 人工制气厂 LNG接收基地 煤矿
输气管线
城市门站
储气设施 城市管网 调压设施 管理系统
管道系统的布置和敷设

埋深：

管 道 埋 深 与 坡 度


埋设在车行道下时，不得小于0.9m； 埋设在非车行道（含人行道）下时，不 得小于0.6m； 埋设在庭院（指绿化地及载货汽车不能 进入之地）内时，不得小于0.3m； 埋设在水田下时，不得小于 0.8m。 输送湿燃气的燃气管道，应埋设在土壤 冰冻线以下。 为了排除管道内凝结液，管道坡向凝水 缸的坡度不宜小于0.003。
管道系统的布置和敷设

管 道 穿 越 河 流



燃气管道宜采用钢管； 燃气管道至规划河底的覆土厚度，应根据水 流冲刷条件确定，对不通航河流不应小于 0.5m；对通航的河流不应小于1.0m，还应考 虑疏浚和投锚深度； 稳管措施应根据计算确定； 在埋设燃气管道位置的河流两岸上、下游应 设立标志。 燃气管道对接安装引起的误差不得大于3°
居民用户 商业用户 工业用户
城市燃气输配系统组成示意图
分输站 长输管线
人工制气厂
城市门站 储配站
高中压调压站
高中压调压站
储配站
中压管网
储配站
高中压调压站
高中压调压站
储配站
液化石油气系统组成示意图
铁路运输 公路运输 管道运输 液化石油气气化厂 储存 灌装 液化石油气储配站
中压管网
用户
压缩天然气液化天然气供应系统示意图
1）主要质量指标：
2）加臭（安全考虑） 1）加臭标准 无毒燃气漏入空气达爆炸极限下限20%时，应能觉查。
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 主要加臭剂：四氢噻吩、硫醇等
2.GB1 城镇燃气管道

2.3.3燃气的爆炸极限
管道系统的压力分级和组成
城镇燃气管道的主要部分是燃气管网，根据所采 用的管网压力机制不同分为四类： 1）单级管网系统（低压单级） 2）两级管网系统（中低压、高低压、高中压） 3）三级管网系统（高中低压、高-次高-中压） 4）多级管网系统（高-次高-中压-管网低压管网）
为什么要分级？
经济性、用户需要压力、安全性
易燃气体、易燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到火源就 会发生爆炸。达到爆炸的空气混合物的浓度，称之为爆炸极限。爆炸极限通常以可燃 气体，蒸汽或粉尘在空气中的体积百分数来表示。其最低浓度成为“爆炸下限”，最 高浓度称为“爆炸上限”。
1）概念：
2）计算公式 不含氧气或惰性气体的可燃气体的爆炸极限计算公式： 1 L-可燃气体的爆炸上（下）限， L Vi %）， Li LVi-i可燃气体各组分的爆炸上（下）限（体积 -可燃气体各体积组分（%） 可燃气体中含有惰性气体时的爆炸极限：将某一可燃气体与惰性气体组合起来， 视为一种可燃气体组分。 可燃气体中含有氧气时的爆炸极限：可燃气体中混有氧气时，可以认为混入了空气， 应扣除氧含量以及按空气中氧、氮比例求的氮含量，重新调整可燃气体的体积组分
GB公用管道设计
主讲：郭建军
主办：河北省特种设备学会 2015-06 秦皇岛
1.前言

1.1 压力管道定义
指利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备，其范围规定 为最高工作压力大于或等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质 或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸 点的液体介质，且公称直径大于 50mm的管道。公称直径小于150mm， 且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性 气体的管道和设备本体所属管道除外。 (管道与设备的划分界限：管道与设备焊接连接的第一个环向焊缝、 螺纹连接的第一个接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件的 第一个密封面。)
管道系统的布置和敷设
高 压 管 道 布 置

四级地区地下燃气管道输配压力 不宜大于1.6MPa（表压）。遇有 特殊情况时：


高压A地下燃气管道与建筑物外墙 面之间的水平净距不应小于30m （满足条件不应小于15m）。 高压B地下燃气管道与建构物外墙 面之间的水平净距不应小于16m （满足条件不应小于10m）。
管道系统的布置和敷设

穿 越 铁 路 与 公 路
管道系统的压力分级和组成
管道系统的压力分级和组成
各种级别燃气管道之间的连接
1）城镇燃气系统各种级别燃气管道之间用过调 压装置连接。 2）设置防止超压的安全保护装置。
管道系统的布置和敷设
城镇燃气管道的敷设方式
1）地下敷设 2）架空敷设
管道系统的布置和敷设
高 压 管 道 布 置


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高压管道宜布置在城市边缘或有 足够安全距离的地带，并应逐步 连接成环网； 高、中压管道布置，应考虑大型 用户的直接供气可能性，并尽量 靠近这类用户； 高、中压管道的布置应考虑调压 室的布点位置，尽量使管线靠近 各调压室； 高压管道应尽量减少穿越铁路、 河流和其他大型障碍物。
管道系统的布置和敷设
高 压 管 道 地 区 等 级 划 分

二、三、四地区的长度可按如下规定 调整：


四级地区的边界线与最近地上4层或4层 以上建筑物相距200m。 二、三级地区的边界线与该地区最近建 筑物相距200m。

确定城镇燃气管道地区等级应为该地 区的今后发展留有余地，宜按城市规 划划分地区等级。
管道系统的布置和敷设
高 压 管 道 地 区 等 级 划 分

沿管道中心两侧各 200m 范围内，任意划分 为1.6km 长并能包括最多供人居住的独立建 筑物数量的地段，按房屋建筑密集程度，分 为四个等级。



一级地区：有12个或12个以下供人居住建筑物的 任一地区分级单元。 二级地区：有12个以上，80个以下供人居住建筑 物的任一地区分级单元。 三级地区：介于二级和四级之间的中间地区。有 80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区分级 单元，或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线 的区域。 四级地区：地上4层或4层以上建筑物普遍且占多 数的的任一地区分级单元（不计地下室层数）。
2.GB1 城镇燃气管道

2.1城镇燃气管道设计常用标准、规范
(1)GB 50494—2009，城镇燃气技术规范 (2)GB 50028—2006，城镇燃气设计规范 (3)GB 50016—2014，建筑设计防火规范 (4)CJJ 63—2008，聚乙烯燃气管道工程技术规程 (5)GB 15558.1—2003，燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统 第1部分： 管材 (6)GB 15558.2—2005，燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统 第2部分： 管件 (7)GB 15558.3—2008，燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统 第3部分： 阀门 (8) CJJ 33—2005，城镇燃气输配工程施工及验收规范
2.GB1 城镇燃气管道

2.3.3燃气的爆炸极限（举例）
参数 甲烷 丙烷 丁烷
爆炸下限 LL
爆炸上限LH 爆炸下限 LL ＝
5%
15%
2.1%
9.5% ＝0.048=4.8﹪
1.5%
8.5%
1 97% 2% 1% ＋ ＋ 5% 2.1% 1.5%
爆炸上限LH＝
1 97% 2% 1% ＋ ＋ 15% 9.5% 8.5%

坡度：

管道系统的布置和敷设

管 道 跨 越 河 流



随桥铺设的燃气管道输气压力不应大于 0.4MPa。 应采用加厚的无缝钢管或焊接钢管、尽量减 少焊缝，对焊缝进行100%无损探伤； 跨越通航河流的燃气管道管底标高，应符合 通航净空的要求，管架外侧应设置护桩； 应与随桥敷设的其它管道保持一定间距； 管道应设置必要的补偿和减震措施； 应做较高等级的防腐保护；
1）城镇燃气中可燃成分
2.GB1 城镇燃气管道

2.3.3城镇燃气质量要求
1）热值：人工煤气：低热值14MJ/Nm3 天然气： 低热值31.4MJ/Nm3 2）波动范围：华白数（燃气的高热值与燃气相对密度的平方根之比） 燃烧势（燃烧速度的指数） 3）有毒有害物质的限量：燃气中硫化氢的含量要求在20mg/m3以下
2.GB1 城镇燃气管道

2.1城镇燃气管道设计常用标准、规范(续)
(9)GB/T9711-2011，石油天然气工业管线输送系统用钢管 (10)GB/T3091-2009，低压输送用焊接钢管 (11)GB/T8163-2008，输送流体用无缝钢管 (12)GB/T12459-2005，钢制对焊无缝管件 (13)HG/T20592~20635-2009，钢制管法兰、垫片、紧固件 (14)CJJ 95—2013，城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程 (15) SY/T 0413—2002，埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准
▲输配系统中输送燃气压力不大于4.0MPa，超过4.0MPa，按《输气 管道工程设计规范》GB 50251-2003执行。
2.GB1 城镇燃气管道

2.3城镇输配介质
2.3.1城镇燃气气源种类
2.GB1 城镇燃气管道

2.3.2城镇燃气组成
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。