【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒。設(shè)計、年供氣量、小時計算流量。管網(wǎng)壓力等級確定，管網(wǎng)布置，調(diào)壓站進站管線確。分項設(shè)計包括CNG加氣站設(shè)計和調(diào)壓站設(shè)計。加氣系統(tǒng)三維模型建立。

　　

【正文】 P2=+==500KPa 0Q =( hm/3 ) L= T/T0≈ 1 公式： (P12P22)/L=179。 1010179。λ179。 (Q02 /d5)179。ρ 0179。（ T/T0） 代入數(shù)據(jù)解得 d= ㎜ 28 管材的選擇 可用于輸送燃氣的管材種類很多，必須根據(jù)燃氣的性質(zhì)、系統(tǒng)壓力及施工要求來選用，并滿足機械強度、抗腐蝕、抗震及氣密性等各項基本 要求。 燃氣管道主要使用鋼管、鑄鐵管和塑料管等。燃氣高壓、中壓管道通常采用鋼管，中壓和低壓采用鋼管和鑄鐵管。塑料管多用于工作壓力≤ MPa 的室外地下管道。 鋼管 鋼管是高壓長輸管道用量最大的材料，也是最重要的材料。 按生產(chǎn)方法 鋼管 可分為兩大類： 普通 無縫鋼管 和 焊接鋼管 ，具有承載應(yīng)力大 、可塑性好、便于焊接的優(yōu)點。與其他管材相比，壁厚較薄、節(jié)省金屬用量。但耐腐濁性較差，必須采取可靠的防腐措施。 普通無縫鋼管用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金碳素鋼軋制而成。按生產(chǎn)方式又可分為：熱軋和冷軋（冷拔）無縫鋼管。在燃氣輸送中，管徑小于 DN200時管道宜選用無縫鋼管，其接口形式為螺紋連接或法蘭連接。 焊接鋼管種類較多，按焊接方式可分為直縫焊接鋼管和螺旋縫焊接鋼管兩類 。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。 在選用鋼管時，當直徑在 150mm 以下時，一般采用低壓流體輸送焊接鋼管；大口徑管道多采用螺旋焊縫鋼管。因為輸氣管道在運行時，管道中積聚了大量的彈性壓縮能，鋼管一旦發(fā)生破裂，材料的裂紋擴展速度極快，且不易止裂，其斷裂長度會很大。因此，要求采用的鋼管應(yīng)具有高的強度、良好的韌性和良好的焊接性能，以保證輸氣管道的安全。 鑄鐵管 鑄鐵管的抗腐蝕性能很強。 用于燃氣輸配管道的鑄鐵管采用鑄模澆鑄或離心澆鑄方式制造出來。 目前常見的鑄鐵管有灰口鑄鐵和球墨鑄鐵。 灰口鑄鐵的抗拉強度 、 抗彎曲 、 抗沖擊能力和焊接性能均不如鋼管好，但由于抗腐蝕性能 良好，在城市的中 、 低壓燃氣管道中仍被廣泛采用?；铱阼T鐵中的碳以石墨狀態(tài)存在，破斷后斷口呈灰色 ， 故稱灰口鑄鐵?；铱阼T鐵易于切削加工。 管鑄鐵熔煉時在鐵水中加入少量球化劑 ， 使鑄鐵中的石墨球化 ， 這樣就得到球墨鑄鐵。鑄鐵進行球化處理的主要作用是提高鑄鐵的各種機械性能 ，降低了維護費用 。 29 球墨鑄鐵不但具有灰口鑄鐵的優(yōu)點 ， 而且還具有很高的抗拉、抗壓強度 ， 其沖擊性能為灰口鑄鐵管十倍以上。因此國外已廣泛采用球墨鑄鐵管來代替灰口鑄鐵管。我國球墨鑄鐵管生產(chǎn)已有增長 ， 并已開始應(yīng)用于燃氣管道 。 但管材規(guī)格不全 ， 管件也未能配套供應(yīng)。 塑料 管 塑料管具有耐腐蝕、質(zhì)輕、流體流動阻力小、使用壽命長、施工簡便、抗拉強度較大的一系列優(yōu)點。塑料管的品種較多，有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等 ， 根據(jù)管材性能、價格、施工工藝等多方面的比較 ， 目前主要采用聚乙烯管（ PE 管）。聚乙烯管是低壓地下天燃氣管道常用管材 。 PE 中文名為聚乙烯，是 最基礎(chǔ)的一種塑料，塑料袋 ,保鮮膜等都是 PE。它 具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性 ，其強度高、耐高溫、抗腐蝕、無毒、耐磨等特點，被廣泛應(yīng)用于給排水制造領(lǐng)域。因為它不會生銹，所以，是替代普通鐵給水管的理想管材 。 PE 管有低密度聚乙烯管（ LDPE） 、 中密度聚乙烯管 (MPVC)和高密度聚乙稀管(HDPE)。低密度聚乙烯管 性質(zhì)較柔軟，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐 70℃ ），但機械強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度（ 55%～ 65%）低，結(jié)晶熔點（ 108～ 126℃ ）也較低。適宜于制薄膜、重包裝膜、電纜絕緣層材料、吹注塑及發(fā)泡制品。 高密度聚乙烯管 主要是采用低壓生產(chǎn)，故又稱低壓聚乙烯。 HDPE 分子中支鏈少，結(jié)晶度高 85%～ 95%)，密度高（ ～ ） ，具有較高的使用溫度，硬度、力學(xué)強度和耐化學(xué)藥品性較好。適用于中空吹塑、注塑和擠出各種制品（硬 )，如各種容器、網(wǎng)、打包帶，并可用作電纜覆層、管材、異型材、片材等。 根據(jù)壁厚又分為 SDR1 、 SDR1 SDR2 SDR26系列。 PE 管的力學(xué)特性：聚乙烯（ PE）作為制造管材、管件等的原料，與其他工程材料如鋼鐵、水泥等一樣，必須具備與工程要求相適應(yīng)的強度、剛度、韌性、壽命等基本性能。材料的質(zhì)量性能是其制品及工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，材料的長期靜液壓強度、耐慢速裂紋增長 (SCG)和耐快速裂紋擴展能力（ RCP）是燃氣管道專用料三個最為關(guān)鍵的性能指標。對于燃氣專用料，首先要求這三個指標表現(xiàn)突出且達到一定平衡。 管材連接方式 30 鋼管可以用螺紋連接、焊接連接和法蘭連接，室內(nèi)管徑較小、壓力較低，一般用螺紋連接；室外輸配管道以焊接連接為主； 管道與設(shè)備、儀表 的連接常用法蘭連接。 鑄鐵管的連接方式為承插口連接和機械接口連接。 PE管常采用熱熔連接、電熔連接，與金屬管連接時通常采用鋼塑接頭連接。 管網(wǎng)管材的確定 通過對鋼管、鑄鐵管和塑料管材質(zhì)的比較，及《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》關(guān)于 PE 管材的燃氣管道 工作壓力 PN 應(yīng)小于 的規(guī)定，調(diào)壓站引入管的工作壓力大于，因此引入管選用鋼管；城區(qū)地下供氣環(huán)網(wǎng)可選用 PE 管，選用 SDR21 系列 。 4. 管網(wǎng)布線 布線依據(jù) 地下燃氣管道宜沿城市道路、人行便道敷設(shè)、或敷設(shè)在綠化地帶內(nèi)。在決定城市中不同壓力燃氣管道的布線問題時，必須要考慮到下列基本情況： （ 1）管道中的燃氣壓力； （ 2）街道及其他地下管道的密集程度與布置情況； （ 3）街道交通量和路面結(jié)構(gòu)情況，以及運輸干線的分布情況； （ 4）所輸燃氣的含濕量，必要的管道坡度，街道地形變化情況； （ 5）與該管道相連接的用戶數(shù)量以及用戶情況，該管道是主要管道還是次要管道； （ 6）線路上遇到的障礙物情況； （ 7）土壤性質(zhì)、腐蝕性能和冰凍線深度； （ 8）該管道在施工、運行和萬一發(fā)生故障時，對交通和人民生活的影響。 在布線時，要決定燃氣管道沿城市街道的平面與縱斷面的位置。 由于輸配系統(tǒng)各級各級管網(wǎng)的輸氣壓力不同，其設(shè)施和防火安全的要求也不同，而且各自的功能也有所區(qū)別，故應(yīng)該按各自的特點進行布置。 高、中壓管網(wǎng)的平面布置 高、中壓管網(wǎng)的主要功能是輸氣，并通過調(diào)壓站向低壓管網(wǎng)各環(huán)網(wǎng)配氣。因此，高壓管和 中壓管的平面布置有共同點，也有不同點。一般按以下原則布置： （ 1）高壓管道宜布置在城市邊緣或市內(nèi)有足夠埋管安全距離地帶，并應(yīng)成環(huán)，以提高高壓供氣的可靠性。 31 （ 2）中壓管道應(yīng)布置在城市用氣區(qū)便于與低壓環(huán)網(wǎng)連接的規(guī)劃道路上，但應(yīng)盡量避免沿車輛來往頻繁或鬧市區(qū)的交通線敷設(shè)，否則對管道施工和管理維修造成困難。 （ 3）中壓管道應(yīng)布置成環(huán)網(wǎng)，以提高其輸氣和配氣的安全可靠性。 （ 4）高、中壓管道的布置，應(yīng)考慮調(diào)壓站的布點位置和對大型用戶直接供氣的可能性，應(yīng)使管道通過這些地區(qū)時盡量靠近各調(diào)壓站和這類用戶，以縮短連接支管的長度。 （ 5）從氣源廠連接高壓或中壓管道的連接管段應(yīng)采用雙線敷設(shè)。 （ 6）由高、中壓管道直接供氣的大型用戶，其用戶支管末端必須考慮設(shè)置專用調(diào)壓站的位置。 （ 7）高、中壓管道應(yīng)盡量避免穿越鐵路等大型障礙物，以減少工程量和投資。 （ 8）高、中壓管道是城市輸配系統(tǒng)的輸氣和配氣主要干線，必須綜合考慮近期建設(shè)與長期規(guī)劃的關(guān)系，以延長已經(jīng)敷設(shè)的管道的有效使用年限，盡量減少建成后改線、增大管徑或增設(shè)雙線的工程量。 （ 9）當高、中壓管網(wǎng)初期建設(shè)的實際條件只允許布置半環(huán)形、甚至為枝狀管網(wǎng)時，應(yīng)根據(jù)發(fā)展規(guī)劃使之與規(guī)劃管網(wǎng)有機聯(lián)系 ，防止以后出現(xiàn)不合理的管網(wǎng)布局。 管道的縱面布置 在決定縱斷面布置時，要考慮下列各點： （ 1）地下燃氣管道埋設(shè)深度，宜在土壤冰凍線以下。管頂覆土厚度還應(yīng)滿足下列要求： 埋設(shè)在車行道下時，不得小于 。 埋設(shè)在非車行道下時，不得小于 。 隨著干天然氣的廣泛使用以及管道材質(zhì)的改進，埋設(shè)在人行道、次要街道、草地和公園的燃氣管道可采用淺層敷設(shè)。 （ 2）輸送濕燃氣的管道，不論是干管還是支管，其坡度一般不小于 。布線時，最好能使管道的坡度和地形相適應(yīng)。在管道的最低點應(yīng)設(shè)排水器。 （ 3）燃氣 管道不得在地下穿過房屋或其他建筑物，不得平行敷設(shè)在有軌電車軌道之下，也不得與其他地下設(shè)施上下并置。 （ 4）在一般情況下，燃氣管道不得穿過其他管道本身，如因特殊情況要穿過其他大斷面管道（污水干管、雨水干管、熱力管溝等）時，需征得有關(guān)方面同意，同時燃 32 氣管道必須安裝在鋼套管內(nèi)。 （ 5）燃氣管道與其他各種構(gòu)筑物以及管道相交時，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定保持一定的最小垂直凈距。 如受地形限制，燃氣管道按有關(guān)規(guī)范要求以及埋設(shè)深度的規(guī)定布線有困難，而又無法解決時，要與有關(guān)部門協(xié)商，采取行之有效的防護措施，保證輸送的濕燃氣中的冷凝物不致 凍結(jié)，管道也不致遭受機械損傷，則可適當降低標準。 通常采用的防護措施是將管道敷設(shè)在套管內(nèi)。套管是比燃氣管道稍大的鋼管，直徑一般大 100mm，其伸出長度，從套管端至與之交叉的構(gòu)筑物或管道的外壁不小于 1m。也可采用非金屬管道作套管。套管兩端有密封填料，在重要套管的端部可裝設(shè)檢漏器。簡陋管上端深入防護罩內(nèi)，由管口取氣樣檢查套管中的燃氣含量，以判明有無漏氣及漏氣的程度。穿越鐵路、電車軌道、公路、峽谷、沼澤以及河流的燃氣管道，應(yīng)用鋼管?？梢圆捎玫厣峡缭剑醇芸辗笤O(shè)），也可采用地下穿越，需視當?shù)貤l件及經(jīng)濟合理性而定。在 城市，只有在得到有關(guān)單位同意的情況下，才能采用地上跨越。而在礦區(qū)和工廠區(qū)，一般應(yīng)采用地上跨越。 燃氣管道在鐵路、電車軌道和城市主要交通干線下穿越時，應(yīng)敷設(shè)在套管或地溝內(nèi)，管道敷設(shè)在鋼套管內(nèi)，套管兩端超出路基底邊，至鐵路邊軌的距離不小于 ，至電車道邊軌的距離不小于 。置于套管內(nèi)的燃氣管段焊口應(yīng)該最少，并需經(jīng)物理方法檢查，還應(yīng)采用特加強絕緣層防腐。對埋深的要求是：從軌底到燃氣管道保護套管管頂應(yīng)不小于 。在穿越工廠企業(yè)的鐵路專用支線時，燃氣管道的埋深有時可略小些。 燃氣管道在穿越電車軌道和城市主 要交通干線時，允許敷設(shè)在鋼制的、鑄鐵的、鋼筋混凝土或石棉水泥制的套管中。對于穿過城市非主要干道，并位于地下水位以上的燃氣管道，可敷設(shè)在過街溝里。 燃氣管道采用穿越河底的敷設(shè)方式時，應(yīng)盡可能從直線河段，并與水流軸向垂直，從河床兩岸有緩坡而又未受沖刷、河灘寬度最小的地方穿越。燃氣管道從水下穿越時，一般宜用雙管敷設(shè)。每條管道的通過能力是設(shè)計流量的 75％，但在環(huán)形管網(wǎng)可由另側(cè)保證供氣，或以枝狀管道供氣的工業(yè)企業(yè)在過河檢修期間，可用其他燃料代替的情況下，允許采用單管敷設(shè)。在不通航河流和不受沖刷的河流下，雙管允許敷設(shè)在 同一溝槽內(nèi)，兩管的水平凈距不應(yīng)小于 。當雙管分別敷設(shè)時，平行管道的間距，應(yīng)根據(jù) 33 水文地質(zhì)條件和水下挖溝施工的條件確定，按規(guī)定不得小于 30～ 40m。燃氣管道在河床下的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)水流沖刷的情況確定，一般不小于 。對通航河流還應(yīng)考慮疏浚和拋錨深度。在穿越不通航或無浮運的水域，當有關(guān)管理機關(guān)允許時，可以減少管道的埋深，甚至直接敷設(shè)在河底上。水下燃氣管道的穩(wěn)管重塊，應(yīng)根據(jù)計算決定。一般采用鋼筋混凝土重塊，或中間澆灌混凝土的套管，也允許用鑄鐵重塊。水下燃氣管道的每個焊口均應(yīng)進行物理方法檢查，規(guī)定采用特加 強絕緣層。在加上穩(wěn)管重塊之前，應(yīng)在管道周圍綁扎 20mm179。 60mm 的木條，以保護絕緣層不受損壞。 敷設(shè)在河流底的輸送濕燃氣的管道，應(yīng)有不小于 的坡度，坡向河岸一側(cè)，并在最低點處設(shè)排水器。 通過水流速度大于 2m/s，且河床和河岸穩(wěn)定的水域，以及通過較深的峽谷和洼地、鐵路車站等障礙物時，建議采用水上（或地上）跨越。跨越可采用桁架式、拱式、懸索式以及棧橋式，最好采用單跨結(jié)構(gòu)。在得到有關(guān)部門同意時，也可利用已建的道路橋梁。架空敷設(shè)時，管道支架應(yīng)采用難燃或不燃材料制成，并在任何可能的載荷情況下，能保證管道穩(wěn)定和 不受破壞。 5. 管網(wǎng)的投資 環(huán)網(wǎng)方案比較應(yīng)將工程各方面因素納入一起考慮，為經(jīng)濟比較更加合理，經(jīng)粗略計算得出兩方案的直接投資。 環(huán)網(wǎng)基價費用 方案一，環(huán)網(wǎng)共 穿越河流 2 次 ，穿越道路 21次，全長 24278m；方案二，環(huán)網(wǎng)共穿越河流 2次，穿越公路 20 次，全長 23178m。東營土質(zhì)屬一類土，穿越時選用中型鉆機。環(huán)網(wǎng)基價費用見表 36。 表 36 環(huán)網(wǎng)工程費用 建筑安裝費 人工費 (元 /km) 57635 材料費 (元 /km) 747262 機械費 (元 /km) 20209 綜合費用 (元 /km) 175718 合計 (元 /km) 1000683 穿跨越費 鉆機井場安拆調(diào)試 (元 /次 ) 41475 鉆具安拆 (元 /項 ) 87200 導(dǎo)向孔 (元 /10m) 道路 4212 河流 4294 34 預(yù)擴孔 (元 /10m) 6851 回拖 (元 /10m) 5958 環(huán)網(wǎng)預(yù)算費用 環(huán)網(wǎng)預(yù)算費用見表 37： 表 37 環(huán)網(wǎng)預(yù)算費用 方案 管材 長度／ m 一般管段安裝費 ／元 穿越費用／元 套管費用／元 合計／元 一 PE 管 24278 51453836 二 PE 管 23178 491682