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1、第二章 城镇燃气供应,燃气管道材料、附属设备及防腐,3,城镇燃气输配管网分类与选择,课程内容,2.2城镇燃气管网的布线,地下燃气管道宜沿城镇道路敷设。一般敷设在人行便道或绿化带内。在布线时，要决定燃气管道沿城镇街道的平面位置和在地表下的纵断位置。由于输配系统各级管网的输气压力不同，其设施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有区别，故应按各自的特点考虑布线。,2.2城镇燃气管网的布线,（1）最小安全防火距离见表3-2（第67页）。（2）线路力求直，其转折角不应小于120，尽可能通过开阔地区和地势平坦地区。（3）线路避免穿越矿藏区、风景名胜区、需要灌溉的种植园。（4）选择有利地形，避免不良工程
2、地质地段，尽可能避免穿越大型河流和大面积湖泊水网区、沼泽区、盐碱区、坍塌地段、水淹地段等。（5）线路应尽量靠近现有公路，避免新修公路，少占用良田好地，方便施工和维修管理。,2.2城镇燃气管网的布线,（6）线路应尽量靠近含气构造和储气构造以及工业区和城镇，以利于把燃气送入输气干线和进行储气，缩短输气支线和方便用户。（7）输气管线压气站、燃气分配站至建（构）筑物的距离应遵守有关规定。（8）输气管线通过天然或人工障碍物时，应使其具体情况敷设单线或复线。当穿越重要铁路和公路时，平行的燃气管道之间的距离应不小于30m，通过水域障碍时为3050m.,2.2城镇燃气管网的布线,（9）燃气管穿越铁路或公路时，
3、其管线中心线与铁路公路中心线交角一般不得小于60。（10）输气管与埋地电力电缆交叉时，其垂直净距不应小于0.5m，与其他管线的交叉垂直净距不应小于0.2m。（11）在管线中心线两侧各5m（共10m宽）划定为“输气管线防护地带”，防护地带内的土地严禁种植深根植物，严禁修建任何建筑物或构筑物，严禁进行采石、取土和建筑安装工作。（12）水下穿越的输气管线，其防护地带应加宽至管中心两侧各150m（共300m）。在该区内严禁设置码头、抛,2.2城镇燃气管网的布线,锚、加深等工作。（13）为方便管线的维修，沿线每隔一定距离设置线路阀室，以便在事故发生或抢修时及时切断气源。阀门间距依管线所处地区不同而异，一
4、般为2030km；对于沿线人口稠密、交通频繁和工矿企业较多的地区，其间距可缩短为2025km；山区、旷野地区为2530km。阀室位置应选择在地形开阔、地势较高、便于施工和管理的地方，同时应尽可能与阴极保护站位置结合。阀室分为地上式和半地下式两种。地上式阀室具有通风良好、操作检修方便和室内无积水等优点；半地下,2.2城镇燃气管网的布线,阀室则有工艺管线简单的优点，但应防止地下水渗漏。也可将阀门直接埋地敷设，地面上的操作装置及仪表等应用围护结构保护。凡要进行清管工艺的阀室，必须采用直通球阀，而不准采用闸阀。（14）由输气干管引出的每个支管上也要设置阀门。当穿越河流及铁路干线时要在两侧设置阀门。为排
5、空两个阀门之间管段中的气体，在阀门的上下游均设置放散管。放散管的管径一般为主管直径的 1/41/2。放散管应选在阀室的下风口，并离开阀室和附近建筑物至少40m。,2.2城镇燃气管网的布线,放散管的高度应高于附近的建筑物，并不低于3m。放散管管口不允许加装弯头，最好切成45的斜口，以减少噪声。（15）在输送未经脱水净化处理的天然气管线上，为排除管道中的水分，在管线的最低点应设置排水器。（16）输气管线穿越铁路和重要公路时，需设保护套管。套管可用钢管或钢筋混凝土管，钢套管要防腐绝缘。套管内经至少比输气管外径大200mm。套管两端与输气管之间要用填料密封。穿越一般公路时，套管可不设放散管。穿越铁路时
6、应在套管一端装设放散管。,街道地下其他管道的密集程度与布置情况,管道中燃气的压力,考虑因素,2.1城镇燃气输配管网分类与选择,管道坡度，街道地形变化情况,用户数量及用气量情况，主要还是次要管道,街道交通量和路面结构、运输干线分布情况,线路上所遇到的障碍物情况,土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度,施工、运行和发生故障时，对交通和人民生活的影响,2.2城镇燃气管网的布线,(一)高压、中压管网的平面布置,原则,(1)高压管道宜布置在城镇边缘或城镇内有足够埋管安全距离的地带(2)中压管道应布置在城镇用气区便于与低压环网连接的规划道路上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的主要交通干线敷设,高压管网的主要功
7、能是输气。中压管网的功能则是输气并兼有向低压管网配气的作用。,2.2城镇燃气管网的布线,(一)高压、中压管网的平面布置,原则,(3)高压、中压管网都应布置成环网，以提高其输气和配气的可靠性；(4)次高压、中压管道的布置，应尽量靠近直接供气的可能性的大型用户；支管末端必须考虑设置专用调压站(5)考虑调压站的布点位置，尽量使管道靠近各调压站(6)从气源厂连接次高压或中压管网的管道应尽量采用双线敷设；（7）长输次高压管线不得与单个居民用户连接,2.2城镇燃气管网的布线,(一)高压、中压管网的平面布置,原则,(8)应尽量避免穿越铁路或河流等大型障碍物，以减少工程量和投资；(9)是城镇输配系统的输气和配
8、气主要干线，必须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径或增设双线的工程量；(10)管网初期建设的实际条件只允许布置成半环形、甚至为枝状管时，应根据发展规划使之与规划环网有机联系，防止以后出现不合理的管网布局。,2.2城镇燃气管网的布线,(一)高压、中压管网的平面布置,阀门布置,1)气源厂的出口；2)储配站、调压站的进出口；3)分支管的起点；4)重要的河流、铁路两侧(枝状管线线在气流来向的一侧)；5)管线应设置分段阀门，一般每公里设一个阀门。,2.2城镇燃气管网的布线,(二)低压管网的平面布置,原则,(1)低压管网成环时边长一般控制在3
9、00600m之间。(2)为保证和提高低压管网的供气可靠性，给低压管网供气的相邻调压站之间的管道应成环布置。(3)有条件时低压管道应尽可能布置在街坊内兼作庭院管道，以节省投资。(4)低压管道可以沿街道的一侧敷设，也可以双侧敷设。(5)低压管道应按规划道路布线，并应与道路轴线或建筑物的前沿相平行，尽可能避免在高级路面下敷设。,2.2城镇燃气管网的布线,(一)低压管道平面布置,阀门设置,低压管道仅在调压室出口设置阀门，其余一般不设阀门,2.2城镇燃气管网的布线,1、地下燃气管道不得从建筑物(临时)下面穿过；2、不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；3、不能与其他管线或电缆同沟敷设。
10、当需要同沟敷设时，必须采取防护措施。4、为了保证在施工和检修时互不影响，也为了避免由于泄漏出的燃气影响相邻管道的正常运行，甚至逸人建筑物内，地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其他各种管道之间应保持必要的水平净距。,注意事项,2.2城镇燃气管网的布线,主要考虑地面、车辆重荷载的影响以及冰冻线对管内输送气体中可凝物的影响,管道埋深,(1)埋设在车行道下时，不得小于0.9m；(2)埋设在非车行道(含人行道)下时，不得小于0.6m；(3)埋设在庭院内、绿化带以及载货汽车不能通过 之地时，不得小于0.3m；(4)埋设在水田下时，不得小于0.8m。输送湿燃气的管道，应埋设在土壤冰冻线以下。,2.2城镇燃气管
11、网的布线,坡度及排水器设置,在输送湿燃气的管道中，不可避免有冷凝水或轻质油，为了排除出现的液体，需在管道低处设置排水器，各排水器之间距一般不大于500m。管道应有不小于0.003的坡度，且坡向排水器。,2.2城镇燃气管网的布线,1、在一般情况下，燃气管道不得穿越其他管道，如因特殊情况需要穿过其他大断面管道(污水干管、雨水干管、热力管沟等)时，需征得有关方面同意，同时燃气管道必须安装在钢套管内。2、地下燃气管道与其他管道或构筑物之间需满足规定的最小垂直间距,注意事项,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,(一)钢管钢管具有强度高，韧性好，抗冲击性和严密性好，焊接加工方便等优点，但耐腐蚀性能较差，
12、使用寿命约为30年。用作输送燃气的钢管一般应采用低碳钢或低合金钢，焊接后的接口部位应与母材有同等强度。,钢管,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,1、卷焊钢管管径较大，多用于燃气压力较高的出厂、出站输气干管或穿(跨)越障碍物的燃气管道。2、无缝钢管用优质碳素钢或低合金钢经热轧或冷拔加工制成，多用于输送较高压力的燃气管道 3、镀锌焊接钢管多用于配气支管、用气管。4、输送燃气的管道严禁使用未经镀锌的焊接钢管(俗称“黑铁管)。,钢管,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（二）铸铁管用于燃气输配管道的铸铁管，塑性好，钻孔、切割方便，耐腐蚀，使用寿命可达60年左右。种类：灰铸铁管和球墨铸铁管连接方式
13、：低压燃气铸铁管道的连接，广泛采用机械接口,铸铁管,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,球墨铸铁管道:一般用于城市的中低管道施工中，普通铸铁管基本不用了钢质管道:一般用于高中压的天然气管道和城市特殊地段的中低管道施工中，低压部分也有被聚乙烯复合管道替代的聚乙烯复合管道:耐压不高，其易弯曲和防腐性能好，已广泛使用于城市天然气的中低压的施工中 钢骨架聚乙烯复合管道:同上,注意,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,A、机械强度要高，B、密封性好，C、抗腐蚀性强，D、转动部件灵活，开关
14、迅速E、通用性好。,1、阀门,作用,A、启闭B、调节流量,性能要求,闸阀、旋塞阀、截止阀、球阀和蝶阀,种类,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,A、在高压燃气干管上，应设置分段阀门。分段阀门的最大间距，以四级地区为主管段不应大于8km；以三级地区为主管段不应大于13km；以二级地区为主管段不应大于24km；以一级地区为主管段不应大于32km。B、在高压燃气支管的起点处，应设置阀门。C、燃气管道阀门的选用应符合国家现行有关标准，并应选择适用于燃气介质的阀门。D、在防火区内关键部位使用的阀门，应具有耐火性能。需要通过清管器或电子检管器的阀门，应选用全通径阀门。E、管道交叉处阀门有多种布置方式。（
15、第69页）,设置要求,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,A、自然补偿器B、方形补偿器C、套筒式补偿器D、波形补偿器,调节管段胀缩量,种类,作用,2、补偿器,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,管道的伸缩量,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,温度应力,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,L形补偿器的短臂长度,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,Z形补偿器的短臂长度,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,方形补偿器自由臂长度,波形补偿器补偿能力,2.3 燃气管道材料、附属
16、设备及防腐,A、架空管道B、需要进行蒸汽吹扫的管道C、阀井中保护阀门,设置要求,设置位置,阀门的下侧(按气流方向),2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,A、不能自喷,3、排水器,安装在高、中压管道上，由于管道内气体压力较高，冷凝物在排水管旋塞打开后就能自行喷出,B、能自喷,管道内压力较低，水或油就要依靠手动唧筒等抽水设备来排出,种类,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,3、排水器,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,3、排水器,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,A、管道投入运行时利用放散管排空管内的空气，防止在管道内形成爆炸性的混合气体,4、放散管,B、在管道或设备检修时，可利用放散
17、管排空管道内的燃气。,专门用来排放管道中的空气或燃气的装置,作用,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,5、闸井,为保证管网的安全与操作方便，地下燃气管道上的阀门一般都设置在闸井中(塑料管可不设闸井)。闸井应坚固耐久，有良好的防水性能，并保证检修时有必要的空间。考虑到人员的安全，井筒不宜过深。对于直埋设置的阀门，不设阀井,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,埋地钢管的腐蚀的原因比较复杂，一般归纳为如下三类：1、电化学腐蚀；2、杂散电流腐蚀；3、化学腐蚀；4、细菌作用引起的腐蚀（微生物腐蚀）。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（一）电化学腐蚀 当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用引起的
18、腐蚀。严重的电化学腐蚀发生在埋地钢管的外壁。其原理是由于土壤各处物理化学性质不同、管道本身各部分的金相组织结构不同，如晶格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力，特别是钢管表面粗糙度不同等原因，使一部分金属容易电离，带正电的金属离子离开金属，而转移到土壤中，,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（一）电化学腐蚀在这部分管段上，电子越来越过剩，电位越来越负；而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正。因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动，在这两部分金属之间的电子有得有失，发生氧化还原反应。失去电子的金属管段成为阳极区，得到电子的这段管段成为阴极区，腐蚀电流从阴极流向
19、阳极，然后从阳极流离管道，经土壤又回到阴极，形成回路，,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（一）电化学腐蚀在作为电解质溶液的土壤中发生离子迁移，带正电的阳离子（如H+）趋向阴极，带负电的阴离子（如OH）趋向阳极，在阳极区带正电的金属离子与土壤中的带负电的阴离子发生电化学作用，使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢表面出现凹穴，以至穿孔，而阴极则保持完好。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（二）化学腐蚀 化学腐蚀是单纯由化学作用引起。金属直接和周围介质如氧、硫化氢、二氧化硫等接触发生化学作用，在金属表面上产生相应的化合物（如氧化物、硫化物等）。
20、用金属材料构成的燃气管道上所出现的化学腐蚀，常常发生在管道内壁和外壁，因为管道输送的流体中，通常含有少量的氧和硫化物以及二氧化碳和水等，直接对管道内壁产生腐蚀。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（二）化学腐蚀外壁的化学腐蚀依然存在，对于埋地管道而言，外壁会存在于有氧的环境中，架空敷设的管道同样会在空气中被氧化。化学腐蚀是全面的，在化学腐蚀作用下，管壁厚度是均匀减少的。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,（三）杂散电流腐蚀,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,(1)净化燃气(2)管道加内衬(3)采用耐腐蚀管材(4)绝缘层防腐(5)电保护法,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,绝缘层防腐法：（1）石油煤沥青防腐，（2）煤焦油磁漆防腐，（3）环氧沥青防腐涂层，（4）聚乙烯/丙烯粘胶带防腐，（5）聚乙烯“夹克”防腐。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,电保护法：（1）外加电源阴极保护，一个阴极保护站的保护半径R=1520Km，两个阴极保护站之间的保护距离S=4060Km（2）牺牲阳极保护法（3）排流保护法。,2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐,
