XX县压缩天然气城市气化工程初步设计说明书.docx
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XX县压缩天然气城市气化工程初步设计说明书
第一章概述
第一节设计依据和原则
一、项目名称及建设单位
项目名称：
XX县压缩天然气城市气化工程
项目建设单位：
陕西省天然气股份有限公司
二、设计依据
1.XX燃气热力设计有限公司与陕西省天然气股份有限公司签订的《渭南市XX县压缩天然气城市气化工程初步设计合同》
2.《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，陕西省燃气设计院，2009年3月
3.《XX县城市总体规划文本及说明》（1998-2015），渭南市城乡规划设计研究院
4.《XX县城市总体规划平面图》，渭南市城乡规划设计研究院
5.《XX县城市集中供热工程可行性研究报告》，西安有色冶金设计研究院
6.《岩土工程勘察报告-CNG储配站》西北综合勘察设计研究院2009年4月
7.市场调查资料及现场踏勘
三、设计原则
设计以“安全第一、保证供应”为总的指导思想，为确保工程优质、高效、低投入，工程完成后能发挥最大的经济效益、社会效益和环保效益，设计遵循以下原则：
1.在XX县城市总体规划等文件的指导下，以近期为主，远近结合，适当留有发展余地。
2．严格执行国家现行设计规范、标准、贯彻环保政策，节约能源，节约土地。
3.积极采用国内成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料，保证工程工艺技术的先进性、可靠性、安全性、经济性，使工程整体建设达到国内先进水平。
四、设计遵循的主要标准、规范
《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
《城镇燃气输配工程施工验收规范》CJJ33-2005
《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《输气管道工程设计规范》GB50251-2003
《汽车加油加气设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）
《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2007
《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424-2007
《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ95－2003
《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007－1999
《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019－1997
《埋地钢质管道强制电流阴极极保护设计规范》SY/T0036－2000
《流体输送用无缝钢管》GB/T8163-1999
《石油天然气工业输送钢管交货技术条件—A级钢管》GB/T9711.1—1997
《燃气用埋地聚乙烯管道系统第Ⅰ部分管材》GB15558.1-2003
《燃气用埋地聚乙烯管道系统第Ⅱ部分管件》GB15558.2-2003
《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB5032-2003
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《市政公用工程设计文件编制深度规定》建质【2004】16号建设部
《供配电系统设计规范》GB50052-95
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
《火灾自动报警系统设计规范》GB50016-98
《城市区域噪声标准》GB3096-93
《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90
《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》
以及我国现行的其他相关的标准、规范及规程。
第二节XX县概况
一、基本概况
XX县位于陕西省东北部，处于关中平原与陕北高原的过渡地带，是联结关中与陕北的咽喉要地，因境内XX河而得名。
XX县地处东经109°16′－109°45′，北纬35°4′－35°27′之间，东隔洛河与澄城县相望，南接蒲城县有五龙山相隔，西接铜川市郊区与渭北黑腰带相连，北以黄龙山、雁门山为界，与宜君、黄龙、洛川三县毗邻。
全县总面积986.6平方公里，其中耕地面积72万亩，辖6镇8乡，194个行政村，总人口30万人。
XX县有丰富的自然资源。
分布着洛河、XX河等49条河流和林皋、铁牛河等六座水库，水资源总量4956万立方米。
北洛河梯级开发水电站5座，总装机容量2.14万千瓦。
XX地处渭北黑腰带腹地，煤炭总储量达5.9亿吨，年产原煤200万吨。
建设火电厂2座，总装机容量11.2万千瓦，年发电量近6亿度。
青红砂石资源范围广，赋存条件和品质优良，裸露地表便于开发，总储量达27.7亿立方米。
开发前景十分广阔。
石灰石储量1亿吨，陶土1000万吨，高岭土1918万吨。
旅游资源主要有仓颉庙、杜康庙、林皋湖.、方山森林公园、富卓农家乐等,丰富的资源为XX经济发展提供了强大的发展空间。
二、自然条件
XX县位于中纬度半干旱地区，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，无霜期长。
历年平均气温11.4℃，年极端最低气温－18.4℃，年极端最高气温38.9℃，无霜期207天左右，历年平均降水量568毫米，降水年际变化大，年内分配不均，且多为暴雨。
日照充足，光热资源丰富。
冬季盛行西北季风，夏季盛行东南季风，以干旱、暴雨、霜冻、冰雹、连阴雨等为特征的自然灾害频繁。
最大冻土层深度55㎝，地震烈度7°。
三、人口规划
XX县陕西省乃至全国优质苹果生产基地，XX县城是全国重要的果品集散中心，是以发展果业、旅游、食品加工、能源、酿酒、建材工业为主导产业，形成商贸发达、环境优美的现代化小城市。
规划XX县城区气源为天然气。
至2011年底，XX县城区居民人口规模约5.54万人（2007底现状人口约5.16万人），至2015年底，人口规模约6.11万人。
四、XX县的道路与住宅
XX县城地处渭北高原，地势平坦，老城区建筑物比较密集，街道和人行道比较狭窄。
目前城区南北向道路主要有仓颉路、人民路、彭衙路等，东西向道路有雷公路、蔡伦路、东风街、粮巷、杜康路、自强街、新兴街、站东路等。
五、燃料情况
目前XX县商业用户用燃料主要是煤，其能源利用率低、污染大；城区居民生活主要用液化石油气，辅以煤、电，瓶装液化石油气用量约为2000吨／年。
瓶装供气使用不便，存在安全隐患，且易受石油、成品油市场供求关系的影响，引发市场供应混乱，价格不稳，很难保证持续、稳定、可靠地供气。
煤的价格约450元/吨，液化石油气的价格约6.5元/千克。
XX县的能源结构中，一次性能耗以煤、液化石油气为主，各类用户所产生的SO2、烟尘是其大气污染的主要来源，尤其是秋冬季采暖致使大气污染物TSP、SO2、NO2等超标。
城市燃气化是城镇社会发展标志性的基础设施之一，城市燃气由液化石油气改为优质天然气，是利用洁净能源的一个新进步。
XX县国民经济的快速发展，使XX县的发展上了一个新的台阶。
城镇建设的发展，城区规模的扩大，各类耗能用户在增加的同时，应优先利用优质、洁净、燃烧后无污染的天然气资源，调整XX县的燃料结构，降低大气污染，保护生态环境，提高居民生活水平，优化投资环境。
因此，建设天然气工程是十分必要的。
在提高城市社会效益的同时，项目建设单位也将在天然气工程的建设和持续发展中获得相应的回报。
第三节工程概述
一、工程建设期限
根据本工程《可研报告》，工程建设期至2015年末。
二、工程设计范围及主要内容
本次初步设计范围为本工程《可研报告》中所有工程，具体如下：
近期：
CNG储配站内CNG减压配气及其配套工程的设计，包括天然气的储存、调压、计量、加臭、加气及整个CNG储配站的总图布置、建筑、给排水、配电、控制、消防、通讯等，并为二期适当留有发展余地；《可研报告》中近期城区中压主干网。
2015年末：
CNG储配站内CNG减压工艺的第二路工艺设施及其配套的自控设计；汽车加气子站；《可研报告》中2015年末城区中压主干网。
本设计不含庭院入户工程
第四节设计规模与供气参数
一、设计规模
由于城市总体规划仅规划到2015年，考虑到本项目的特点，设计以2015年城市规划有关数据为基础，并考虑城市发展空间。
根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》的评估意见，确定本工程设计规模为：
城市气化用气量，根据计算，现状供气规模为340.91万Nm3/年，至2015年供气规模为1023.69万Nm3/年。
汽车加气用气量，根据计算，至2015年末供气规模为360万Nm3/年。
二、供气参数
根据可行性研究报告，天然气的成分及其参数如下：
天然气组分及性质一览表
序号
项目
数值
备注
一
组分
含量（%）
体积百分比
1
CH4
95.665
2
C2H6
0.8502
3
C3H8
0.0577
4
IC4H10
0.0037
5
NC4H10
0.0046
6
IC5H12
0.0012
7
NC5H12
0.0005
8
C6+
0.0001
9
总烃
96.5729
10
N2
0.2376
11
He
0.2270
12
H2
0.0000
13
CO2
2.9520
14
H2S（mg/m3）
7.820
二
性质
数值
1
高热值（MJ/Nm3）
35.97
2
低热值（MJ/Nm3）
32.42
3
平均密度（kg/Nm3）
0.7083
4
比重
0.5882
5
临界温度（K）
197.089
6
临界压力（MPa）
4.735
7
水露点（℃）
－23
5.0MPa
第五节供气原则和供气范围
一、供气原则
根据国家对能源利用的方针、政策，结合XX县城镇总体规划，确定以下天然气供气原则。
▲优先发展气化范围内具备气化条件的居民用户；
▲积极发展供气范围内的医院、学校、宾馆、饭店、餐饮业等各类商业用户；
▲稳步开展工业用户的以气代煤；
▲推广天然气汽车用气。
二、供气范围
根据可行性研究报告确定，本工程供气范围为XX县城区及县城规划区内的居民用户、商业用户、工业用户、天然气汽车等用户的用气。
三、气化率
根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，XX县城区现状居民人口规模约5.30万人，2015年底城区人口约6.11万人。
城区现状具备气化条件的居民（主要是相对集中的单位家属楼或居民小区）户数约8340户，按3.5人/户计，则约2.92万人。
在此基础上考虑近期城市建设，近期气化率取60％，气化人数为3.18万人；远期气化率取80％，气化人数为4.888万人。
第二章天然气用量的计算与气量平衡
第一节居民与公共福利用户耗热定额
一、居民的耗热定额
居民耗热定额是测算居民用气量的一个重要参数，与居民的生活水平、生活习惯和住宅用气设备的设置情况及气候条件有关。
由于居民生活用气定额的影响因素很多，因此各个城市或地区的居民耗热定额都是不完全相同的。
根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，并参考《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中所推荐的数据，确定XX县城区居民耗热定额为2500MJ/人·年，每人年均日耗气量约为0.211Nm3。
二、公共福利用户耗热定额
公共福利用户耗热定额根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，并参考《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中所推荐的数据及其它城市同类用户的耗热指标，确定XX县各类公共福利用户的耗热定额如下表：
商业用户耗热指标
序号
用户类别
耗热定额
折算天然气耗量
1
医院
3200MJ/床·年
98.70Nm3/床·年
2
宾馆招待所
850MJ/床·年
26.22Nm3/床·年
3
餐饮业
8500MJ/座·年
262.18Nm3/座·年
4
中小学
1500MJ/人·年
46.27Nm3/人·年
5
托幼
2200MJ/人·年
68.23Nm3/人·年
6
职工食堂
1900MJ/人·年
58.61Nm3/人·年
三、工业用户用气量指标
根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，XX县城区的工业用户很少，而准备采用天然气作燃料或原料的企业基本没有，所以本工程近期不考虑工业用气，远期工业用户耗气量按一定比例预留。
四、采暖用户用气量指标
根据《渭南市XX县CNG城市气化工程可行性研究报告》，XX县城区集中供热站正在规划建设，燃料为煤，故本工程不考虑该部分用气量。
但部分集中供热辐射不到的区域而经济条件较好的用户，已经在居民耗热指标里考虑。
五、天然气汽车用气量指标
根据汽车类型，按百公里耗油量折算成天然气。
第二节生活用气不均匀系数的确定
燃气运行中的不均匀性是城市居民用气的一个显著特征，表现为月不均匀性，日不均匀性和时不均匀性。
用相应的系数K月max、K日max、K时max表示。
燃气输配管网的管径、设备通过能力和储气能力与K月max、
K日max、K时max有着密切的关系：
Qh=
Qa
式中：
Qh―计算流量（Nm3/h）
Qa―年用气量（Nm3/a）
K月max—月高峰系数
K日max—日高峰系数
K时max—时高峰系数
根据可行性研究报告，参考《城镇燃气设计规范》，并结合XX县的实际情况，确定本工程的用气不均匀系数如下：
1.月高峰系数
居民用户:
KM1=1.20
商业用户：
KM2=1.15
2.日高峰系数
居民用户:
Kd1=1.15
商业用户：
Kd2=1.10
3.时高峰系数
居民用户：
Kh1=2.70
商业用户：
Kh2=2.60
4.居民用户与商业用户用气三个高峰系数乘积为：
居民用户：
Km1·Kd1·Kh1=1.20×1.15×2.70=3.726
商业用户：
Km2·Kd2·Kh2=1.15×1.10×2.60=3.289
工业用户用气按每天16小时，每年运行350天考虑；天然气汽车用气每天按12小时，每年运行350天考虑。
第三节各类用户天然气用量计算
1.居民用户耗气量
根据《XX县统计年鉴》和《XX县城市总体规划文本及说明》，2011年底XX县城区居民人口规模约5.30万人，2015年底城区人口约6.11万人。
根据用户调查统计结果显示，近期工程初步具备气化条件的居民（主要是相对集中的单位家属楼或居住小区）户数约8340户，按3.5人/户计，则约2.92万人。
在此基础上综合其他因素，建设初期气化率取60％，气化人数为3.31万人；远期气化率取80％，气化人数为4.89万人。
城区居民每人年均日耗气量0.211Nm3，则建设初期居民用户年耗气量约244.91万Nm3，2015年末居民用户年耗气量约376.45万Nm3。
2.商业用气量
通过对XX县城医院、中小学、托幼、宾馆饭店招待所、个体餐饮业等商业用户进行调查分析，并结合《XX县城市总体规划及文本说明》，其商业用户耗气量如下：
商业用户耗气量表
类别
数量
（床，座，人）
耗热指标
（MJ/人*年）
折算天然气耗量
（万Nm3/人*年）
气化率
年耗气量（万Nm3）
近期
2015年末
近期
2015
年末
医院
315
3200
3.127
40％
80％
1.25
2.50
宾馆、饭店招待所
2470
850
6.512
2.61
5.21
餐饮业
5460
8500
143.952
57.58
115.16
中小学
7000
1500
32.568
13.02
26.05
托幼
1400
2200
9.553
3.82
7.64
合计
78.28
156.56
3.工业用户耗气量
根据《XX县城市总体规划及文本说明》及现场调查，本工程现阶段不考虑工业用户用气，2015年末工业用气量按民用户的15％考虑，则年耗气量约79.05万Nm3。
4.天然气汽车用气量
根据调查资料显示，XX县目前无公交车辆，现有出租车188辆，且多数车辆不具备油改气条件，据此近期工程不考虑该部分耗气量，至2015年在CNG储配站内合建一座CNG加气站，建站规模为1.0万Nm3/天，每年运行360天，则年耗天然气约360万Nm3。
5.不可预见用气量
这部分用气按总用气量的5％考虑。
6.气量平衡
年耗气量平衡表（单位：
万Nm3）
项目
居民用户
商业用户
工业用户
天然气汽车
不可预见
总用气量
耗气量
现状
244.91
78.28
－
－
17.01
340.91
2015年末
376.45
156.56
79.50
360.00
51.18
1023.69
年平均日耗气量平衡表（单位：
万Nm3）
项目
居民用户
商业用户
工业用户
天然气汽车
不可预见
总用气量
耗气量
现状
0.67
0.21
－
－
0.05
0.93
2015年末
1.03
0.43
0.22
1.00
0.14
2.82
计算月平均日耗气量平衡表（单位：
万Nm3）
项目
居民用户
商业用户
工业用户
天然气汽车
不可预见
总用气量
耗气量
现状
0.82
0.25
－
－
0.05
1.12
2015年末
1.24
0.49
0.22
1.00
0.14
3.09
高峰小时耗气量平衡表（单位：
Nm3）
项目
居民用户
商业用户
工业用户
天然气汽车
不可预见
总用气量
耗气量
现状
1060.87
293.91
－
－
20.83
1375.61
2015年末
1601.20
587.81
137.50
1000.00
58.13
3384.64
第四节储气容积的确定和储气方式的选择
为解决城镇燃气各类用户逐月、逐日、逐时用气的不均匀性和天然气均衡供应的矛盾，根据规范GB50028－2006第6.1.4和7.3.3条规定，城镇燃气逐月、逐日用气不均匀性的平衡应由供气方统筹调度解决。
本工程天然气储气量根据气源、运输、气候、计算月平均日用气量等条件确定。
经计算，现状储气量：
1.7万Nm3,2015年储气量（不含加气子站）：
3.0万Nm3。
XX县城距韩城母站约80公里，根据XX县近、远期计算月平均日用气量，确定XX县CNG储配站储气设施采用CNG气瓶车储气，储气规模可根据市场规模灵活调度。
用CNG瓶车既可输气，也可用其储气，可操作性强，气源有保证。
结合本工程所需储气量：
工程建设初期储气设施需四辆CNG气瓶车挂的气量，结合运输、气候等条件，设共需三辆CNG气瓶车在线；至2015年末需增设三辆CNG气瓶车挂储气，设三辆在线，包括加气站用。
即初期需CNG气瓶车挂四辆，车头两辆；至2015年末需CNG气瓶车挂七辆，车头四辆。
根据建设方采购计划，工程建设初期建设方采购CNG气瓶车挂1辆，其余由建设方调度母站提供。
第三章输配系统
第一节系统组成
一、输配系统
本工程输配系统主要由CNG储配站、城区管网组成。
二、加气系统
本工程加气系统由加气子站组成。
第二节系统流程
一、CNG减压工艺流程
来自CNG拖车的天然气，以20MPa压力卸入CNG储配站，经过滤、换热、二级调压至0.2～0.4MPa，再经计量、加臭后，送入城区管网。
城区管网天然气经调压箱（或调压柜）调压后进入庭院管道，由庭院管道供给居民用户。
商业用户、工业用户由中压管道经专用调压设备调压至用户所需压力后使用。
本工程输配系统流程框图如下：
二、加气工艺流程
第三节压力机制的确定
根据现行《城镇燃气设计规范》GB50028-2006,城镇燃气管道压力等级分为：
城镇燃气管道设计压力（表压）分级
名称
压力（MPa）
高压燃气管道
A
2.5＜P≤4.0
B
1.6＜P≤2.5
次高压燃气管道
A
0.8＜P≤1.6
B
0.4＜P≤0.8
中压燃气管道
A
0.2＜P≤0.4
B
0.01≤P≤0.2
低压燃气管道
P＜0.01
天然气输配系统首先要确定系统采用的压力级制。
压力级制是根据气源类型、来气压力、城市供气规模、城市建筑、交通道路情况等多种因素确定的。
XX县城地处渭北高原，地势平旦，老城区建筑物比较密集，街道和人行道都比较狭窄，新城区未完全成形，用气规模不大，不宜敷设高压管道。
根据XX县城上述城市建筑、交通道路现状，结合其使用CNG气源的特点、供气规模，通过压力级制比较，确定XX县输配系统压力级制采用中压A一级系统，设计压力为0.4MPa，建设初期供气压力为0.2MPa，随着用户的发展可逐步将供气压力提高到0.3MPa和0.4MPa。
第四节供气方式
本工程采用CNG气瓶车储气及配气，中压管道输气。
第四章CNG储配站
第一节站址选择原则
一、一般要求
▲符合城市规划部门的总体规划和有关部门的推荐意见；
▲满足防火规范要求，站址用地必须开阔、平坦、不能有低凹，应
避开不良地质地段，距四邻须有一定的防火间距，须有可靠的供电、给
水排水、通讯及工程地质条件。
▲应保证交通通畅，便于CNG气瓶车、消防车辆、公交出租加气车
辆及各种检修车辆的通行；
▲站址尽量靠近负荷中心，以利于调度城市用气负荷，实施管理，
降低输配费用，并有利于辐射周围地区。
二、站址选择安全要求
▲站址选择应符合《建筑设计防火规范》、《城镇燃气设计规范》、
《汽车加油加气站设计与施工规范》的防火安全要求；
▲避开重要建筑物和人流密集区；
▲远离明火场所。
第二节CNG储配站站址概述
XX县CNG城市气化工程储配站、加气站合建站位于XX城区东南角，雷公路南侧、仓颉路以东约400m，张坡加油站对面，并靠近规划铁路，面临运煤专线公路。
该处地形平坦，地势西北稍高而东南低，参考临近的建筑工程项目地勘报告，工程、水文地质条件较好，四野开阔，交通便利，靠近城市南北主轴线，人流、物流方便；自来水可就近接入，用水方便；10kv高压输电网从此经过，用电方便。
站内设置减压装置、加臭装置、压缩机、储气井、消防水池等生产设施，辅助区设有锅炉房、综合办公楼、维修间等。
第三节站内工艺设施与站外建筑物防火距离
本站站内工艺设施与站外建构筑物的防火距离，严格按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002（2006年版）设计。
第四节总图运输
一、用地规模
CNG储配站用地规模主要依据建设投资规模的工艺装置需要、区域功能要求及防火规范要求。
本站总征地面积约9964m2（14.95亩）。
二、总平面布置
本储配站按火灾危险性分类属于甲类场所，站区平面布局严格按现行防火规范的有关规定布置。
站外距CNG气瓶车固定停车位60米范围内无重要公共建筑，30米范围内无明火、散发火花点、室外变配电站、民用建筑及甲类物品仓库等。
根据站内功能设置全站可分为储配区、生产辅助区、办公宿舍区和加气区共四大功能分区。
储配
升级会员 