新津县新门站工程项目可行性研究报告.docx
《新津县新门站工程项目可行性研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新津县新门站工程项目可行性研究报告.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
新津县新门站工程项目可行性研究报告
新津县新门站工程项目可行性研究报告
摘要
全球天然气资源丰富，可满足未来100年的需求，其中非常规天然气资源将在本世纪后半叶成为天然气供应的重要来源[1]。
天然气与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱，是当今世界能源的重要组成部分。
目前除石油、煤炭以外，唯有天然气可实现低成本、大面积开采，而且运输和储存技术已十分成熟，不仅广泛应用于工业、家用燃料和石油化工原料，而且已被公认为是一种廉价、清洁、安全、高效的车用燃料。
天然气的开发利用以其储量大、清洁、高效而受到各国政府的高度重视，以天然气替代石油已成为当今世界能源发展的主要方向之一。
从这个意义上讲，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一个重要方向。
随着材料技术以及电子技术的不断发展和广泛应用，天然气燃料的优势将会大力被开发和利用。
从长远来看，天然气将会成为最有前途的车用“低污染燃料”。
关键词：
天然气，能源，门站，可持续发展
第1章前言
原新津天然气门站于93年完成场站建设投入运行，设计日输送天然气能力15×104m3/d。
原新津天然气门站建站时，站区周围为荒地。
随着新津县城的迅速发展，一些后建的建筑，不考虑与门站的安全距离，靠近门站围墙建设，造成门站工艺设备区距门站外建筑的安全距离不够，形成安全隐患，同时，随着新津县城的迅速发展，该门站的现有规模已不能满足新津县城民用及工业发展的需要。
因此为确保门站的安全运行，配合城市发展及工业园区发展的需要，并满足新津县城现有及未来20年新津民用及工业发展的需要，新津港华天然气公司决定对该门站进行整体搬迁重建。
1.1项目建设的意义
（1）改善生态环境，减少城市大气污染，具有显著的环保效益
经实际测量，一般工业城市大气污染有60%来自于机动车尾气排放。
现今以汽油、柴油作动力燃料的汽车，所排放的有害气体及固体颗粒，不仅直接影响人体健康，而且会加剧温室效应，促成“光雾”形成，甚至破坏臭氧层，对人类整体的生存条件造成严重威胁。
城市汽车采用清洁无污染燃料，一直是我国以及世界其他国家努力的方向和目标。
（2）符合我国能源发展结构调整的战略要求
目前，我国正处于调整能源发展战略的关键时期，在优质能源品种供应选择方面，推行“油气并重”的原则。
受自然资源条件的限制，未来的能源消费结构不具备以石油为主方向发展的先天条件，而天然气资源相对丰富，周边国家的天然气储量也相当可观。
长期以来我国天然气的利用只占到一次能源消费的较低比例，远低于发达国家和世界平均水平。
全球范围内燃料主体正由以煤炭为主向煤炭、石油、天然气多元化方向发展。
天然气开发步伐正在加快、天然气市场日臻成熟、应用领域不断扩展。
天然气作为一种洁净、高效、优质的燃料，目前已成为世界三大支柱能源之一。
20世纪70年代到90年代，全世界天然气的探明储量、产量快速增长，天然气产量增幅达64%。
预计2010年世界天然气产量的当量值将超过石油从而跃居各能源之首，2020年天然气在世界能源消费结构中将占到29%—30%[2]。
由于天然气具有环保和经济双重意义，其在世界一次能源结构中的比重不断上升。
我国天然气储藏量丰富，但近年天然气在全国能源消费中的比重仅占2.5%—3%，远远低于世界平均水平。
由于能源结构不合理，一些地区酸雨危害日益严重，大气环境不断恶化。
为改善大气环境，实现我国经济可持续发展，国家已确定把开发利用天然气作为优化能源消费结构、改善大气环境的一项重要举措。
配气站工程的建设，有助于城市能源的稳定发展，方便城乡居民的生活，引导产业、城镇合理布局，促进人与自然和谐，为创造经济繁荣、生活富裕、生态良好的社会做出贡献。
（3）使用天然气是社会经济发展的必然趋势
天然气的发展，已成为市经济发展，投资环境改善，生活现代化必须品[3]。
使用天然气安全、经济、方便。
使用天然气大大地减少了环境污染物和温室气体的排放量，使居民家庭环境和生活质量都有了极大的改善，对环境保护做出了贡献。
（4）确保安全站场安全
原新津天然气门站建站时，站区周围为荒地。
随着新津县城的迅速发展，一些后建的建筑，不考虑与门站的安全距离，靠近门站围墙建设，造成门站工艺设备区距门站外建筑的安全距离不够，形成安全隐患，因此为确保门站的安全运行，该门站需进行整体搬迁重建。
（5）城市用气规模需要
随着新津县城的迅速发展，该门站的现有规模已不能满足新津县城民用及工业发展的需要。
因此为满足新津县城现有及未来20年新津民用及工业发展的需要，需对站场进行改造。
因此，新津县天然气门站工程有强烈的紧迫性和充分的必要性，项目建设势在必行。
第2章研究原则、目的、规模及主要内容
2.1研究原则
2.1.1严格遵循国家有关法规、规范和现行标准，做到技术先进、经济合理、安全适用、便于管理。
2.1.2在新津县总体规划的指导下，结合国民经济和社会发展现状，充分考虑新津县的需求特点和发展趋势，作到统筹兼顾、合理安排、切实可行，坚持需要和可能相结合，避免浪费投资和二次投资。
2.1.3为提高系统供气质量，必须使系统中技术、管理和经营适应现代化要求，以获得更好的社会效益、环境效益、节能效益和经济效益。
2.1.4充分利用原有天然气设施和设备，在新建站场时对原有设备进行检验，合格后继续使用，不合格按照原型号进行更换。
2.1.5根据城市规模，适当调整工艺流程，以满足新津天然气的发展需要。
2.1.6综合考虑三废治理和节约能源。
做到环境保护与经济效益并重，遵循可持续发展的原则。
2.1.7充分发挥天然气的优势，改变城镇能源结构，发展各类燃气用户，改善城镇大气环境，力求获得较好的经济效益、社会效益和环境效益。
2.1.8配气站的总体布局、建筑结构设计严格按照公安消防的有关安全规定。
始终将安全放在突出位置考虑。
2.2研究目的
根据城市的供气规模，在站场搬迁的同时，通过对工艺参数、输配气工艺方案进行研究，在原有工艺的基础上，寻求一个满足用户要求、符合发展规划、技术成熟、经济、实用的可行性方案，为发展新津县及其周边城镇天然气市场提供决策依据。
2.3规模及主要内容
2.3.1研究范围
新津门站改造后气源接管和站场总图、工艺搬迁方案研究。
2.3.2主要研究内容
（1）气源接管
（2）站场总图、结构、工艺、通信、供电、给排水、防雷、防静电等相关配套工程；
2.3.3工程规模
根据市场调查要求，该项目建设规模为：
新津天然气门站设计规模为35×104m3/d。
其中新津天然气公司:
20×104m3/d。
2.3.4主要工程量及主要技术经济指标
新津配气站主要工程量表表2－1
序号
名称
单位
数量
备注
1
气源管道D159
km
2.0
2
新津门站工艺
套
1
含原中石油流程搬迁和站场新津天然气公司部分工艺改造
3
配套工程
套
1
总图、建筑、水、电、讯等
4
人员配置
人
10
5
站区占地面积
m2
8466.9
6
建构物占地面积
m2
1696.1
第3章各项指标分析报告
3.1气源简介
根据四川省新津县港华燃气有限公司提供的相关资料，新津县城区用气由平落坝气田引入,主要输气管线为邛新线。
老配气站位于纯阳观附近,纯阳观西侧有D219高压燃气管线。
平落坝气田主体位于邛崃境内平落坝，探明储量为145亿立方米，在2008年产量约为1亿立方米，随着新气井产量降低及老井井口压力的下降，目前处于产量递减期。
平落坝气田所产天然气主要通过平籍线DN300并入省网，同时通过邛羊新线向邛崃、新津、大邑等地供气。
邛新线起点为邛崃输气站，管径D159，设计压力4.0MPa，目前最高运行压力约为2.5MPa。
华新线为华阳输气站向新津供气的管线，管径D219，设计压力4.0MPa，目前最高运行压力约为1.6MPa。
3.2气质参数
1、天然气主要组分体积百分比
天然气组分表（mol%）表3-1
组分
C1
C2
C3
其他
mol%
96.32
2.31
0.22
1.15
2、主要物理性质：
低热值35.53MJ/m3
高热值39.06MJ/m3
相对密度0.56
气体密度0.73Kg/Nm3
爆炸上限15.34%
爆炸下限5.10%
华白数52.2MJ/Nm3
本工程中的天然气甲烷含量高，其它杂质成分少，热值、硫化氢和二氧化碳含量指标已达到《天然气》（GB17820-1999）二类天然气标准，是优质商品天然气。
国标《天然气》（GB17820-1999）规定，天然气中硫化氢含量指标分别为：
一类天然气≤6mg/m3、二类天然气≤20mg/m3，民用天然气应符合一类或二类气的硫化氢含量指标。
第4章气源管道
4.1线路路由方案
4.1.1线路选择原则
根据老门站气源管道和新建门站的位置，结合当地的城镇建设现状和规划、地形地貌、交通等情况，在线路路由方案选择中主要遵循以下原则：
（1）线路在符合城镇规划、建设要求的前提下，力求顺直，以缩短线路长度，节省钢材和投资；
（2）尽量沿已建或规划干道敷设，以保障今后管道的安全平稳运行和方便管理；
（3）尽量避开现有建筑群、水利工程设施、自然保护区、军事单位和人口稠密区，减少外部干扰；必须通过时应考虑其相互影响和规划发展，征得相关部门同意，并采取相应安全措施；
（4）公路穿（跨）越点位置的选择应服从线路走向；
4.1.2线路路由方案比选
根据四川新津工业集中发展区A区控制性详细规划（修编）大纲，结合现状和实地踏勘，按选线原则分别对两个接管方案进行比选。
线路路由方案（详见附图3）示意图如下：
图4-1线路路由方案示意图
（1）方案一
管线在老门站（新津县迎宾大道）前已建高压A管道上接管，接管后沿规划城市道路西侧向北敷设至希望西路，再沿希望西路向东敷设至新门站，管线全长约2.0km。
（2）方案二
管线在老门站（新津县迎宾大道）前已建高压A管道上接管，接管后继续沿迎宾大道向东敷设至儒林路，管道沿儒林路向北敷设至希望西路城市新门站，管线全长约2.6km。
（3）主要工程量及方案优缺点比较
①路由方案主要工程量对比
表4-1路由方案主要工程量对比表
项目
方案一
方案二
Ø159线路长度（km）
2.0
2.6
地表覆盖物
（km）
人行道
0.2
0.6
绿化带
1.8
2
顶管穿越已建道路m/次
25/1
120/6
大开挖穿越道路，m/次
4/115
30/2
②方案优缺点比较
表4-2路由方案优缺点比较
项目
优点
缺点
方案一
1、线路短。
2、管段全部在已建成区外，开挖对城市道路影响小。
3、工业区建筑密度较居住区低，高压管道安全间距容易保证。
1、规划区外，城市道路未成型，后期道路施工对管线存在部分影响。
方案二
1、沿城区已建道路敷设，施工方便。
1、线路长。
2、对已建成城市道路和绿化带影响大。
3、已建成区处于4类地区，高压A管道应尽量不进入该地区。
4、对沿线部分建筑安全间距无法保证，保护措施多，造成费用增加较多。
4）结论
考虑到管道设计压力为高压A，为保证安全间距，同时节约工程投资的优点，推荐气源管道路由采用方案一。
4.2输气工艺
4.2.1气源管道主要工艺参数
1设计输量：
35×104m3/d；
2设计压力：
4.0MPa；
3管道长度：
2km；
4运行参数：
运行压力：
≥1.2MPa；门站最低进站压力：
≥0.40MPa。
1）工艺计算公式
本工程气源管道水力计算采用《输气管道工程设计规范》（GB50251－2003）推荐公式：
式中：
qv—气体（P0=0.101325MPa，T=293K）的流量，m3/d；
P1—输气管道计算段的起点压力（绝），MPa；
P2—输气管道计算段的终点压力（绝），MPa；
d—输气管道内直径，cm；
Z—气体的压缩系数；
Δ—气体的相对密度；
T—气体的平均温度，K；
L—输气管道计算段的长度，km；
λ—水力摩阻系数；
水力摩阻系数采用科尔布鲁克（C·K·Colebrook）计算公式：
式中：
K—管内壁等效绝对粗糙度，m；
d—管内径，m；
Re—雷诺数。
1工艺计算
本工程初选Ø108、Ø159、Ø2193三种管径进行计算比选，见下表：
表4-3不同管径门站进站压力计算结果表
序号
管径
管道长度
（km）
起点压力
（MPa）
输气量
（104m3/d）
终点压力
（MPa）
1
Ø108
2
1.2
35
-
2
Ø159
35
0.50
3
Ø219
35
1.02
表4-4不同管径门站进站流速计算结果表
序号
管径
管道长度
（km）
起点压力
（MPa）
输气量
（104m3/d）
终点压力
（MPa）
进站流速
（m/s）
1
Ø108
2
1.2
35
-
-
2
Ø159
35
0.50
40
3
Ø219
35
1.02
11
表4-5不同管径最大输量计算结果表
序号
管径
管道长度
（km）
起点压力
（MPa）
终点压力
（MPa）
最大输量
（104m3/d）
1
Ø108
2
1.5
0.4
14
2
Ø159
39
3
Ø219
98
根据计算结果，考虑到管道设计压力为4.0MPa，而实际近期运行压力仅为1.2MPa的情况，考虑到远期压力增加的可能性。
推荐气源管道管径采用能满足远期供气量及供气压力需求、有一定的富裕量，且进站流速合适、投资相对较小的Ø159。
4.2.2主要设备选型
根据水力计算结果，进口管径选择Φ159，设计供气规模分为两部门，一部分为新津天司供气量，为15×104Nm3/d；另一部分为中石油供气量，为25×104Nm3/d。
根据Fisher调压器的流量选型资料，三路调压均选择DN80口径调压器可满足压力、流量参数。
4.2.3工艺流程图
综上所述的所有参数，绘制如下工艺流程图：
4.2.4平面布置图
4.2.5立面布置图
4.2.6管线连接图
4.3线路用管
4.3.1管型选择
目前，DN159小口径输气管道线路常用的管型主要有无缝钢管和直缝电阻焊钢管。
直缝高频电阻焊钢管（ERW）ERW焊管的生产方法是将热轧卷板经连续辊式成型机成型后，在高频电流集肤效应和邻近效应基础上，利用高频电流或感生高频电流所产生的电阻热将管坯对接边缘加热熔化，在挤压辊的作用下而熔合的工艺过程。
其特点为热量高度集中、热影响区范围较小、焊接温度梯度大、易产生硬化相和较大的焊接应力、成本低。
目前有许多新型的技术已应用于ERW焊管的生产过程中，使ERW焊管的制管工艺日趋完善，产品质量大幅提高，其主要在净化气输气管道和城镇燃气管道中广泛使用。
国内生产ERW焊管的规格为Φ114～Φ355.6。
无缝钢管是国内油气输送管道常用管材之一。
无缝钢管的优点在于无缝，其质量均匀程度高、理化性能、力学性能较均匀，往往用在重要的场合。
其主要缺点是受管径和几何尺寸的限制，目前在大口径管道输送中已不占优势。
但由于小口径有缝管质量不如大口径管稳定，目前的油气输送用小口径管中无缝钢管仍占主导地位。
考虑到本工程DN150气源管道设计压力为4.0Pa，全线长度约2km左右；在满足安全和经济的条件下，本工程推荐采用无缝钢管，材质选用L245。
制管标准均按《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：
B级钢管》（GB/T9711.2－1999）执行。
4.3.2壁厚计算
1）管道强度计算
管道强度计算采用《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）规定公式：
式中：
δ
—
管段计算壁厚，mm；
P
—
管道的设计压力，MPa；本工程为4.0MPa；
D
—
管道外径，mm；本工程为159mm；
σs
—
钢管规定最低屈服强度，MPa；本工程为245MPa；
ϕ
—
焊缝系数，取1.0；
F
—
设计系数；本工程四级地区为0.4；
t
—
设计温度；
2）计算结果及选择
经计算，线路管道计算壁厚为3.25mm；考虑市场现货供应情况，推荐选用壁厚为7mm。
因此，本工程气源管道推荐选用Ø159×6、L245无缝钢管，制管标准按《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：
B级钢管》（GB/T9711.2－1999）。
4.4管道敷设及特殊地段处理
4.4.1管道敷设
1）敷设原则
本工程气源管道以沟埋敷设为主；根据地形条件，采用弹性敷设、现场冷弯管（R=40D）或预制热煨弯管（R=6D），以适应管道在平面和竖向上的变化。
2）管沟开挖形式及埋深
考虑管道全线为四级地区，为确保管道安全运行，不受外力破坏，管道埋设的最小覆土厚度（路面至管顶）推荐为1.0m；当裸管穿越道路时，最小覆土厚度为1.2m。
4.4.2特殊地段处理
1）与其它管道、线缆交叉
与其它管道交叉时，垂直净距不小于0.3m，当小于0.3m时，两管间应设置坚固的绝缘隔离物。
管道与电力、通信电缆交叉时，其垂直净距不小于0.5m，管道在交叉点两侧各延伸10m以上的管段，采用最高绝缘等级。
4.5防腐
4.5.1防腐
1）内壁防腐
高压管道输送介质为基本不含水和硫化氢的干气，故不考虑内防腐涂层。
2）外壁防腐涂层比较
埋地管道外防腐涂层一般应具有：
良好的粘接力，优异的抗化学介质的能力，良好的绝缘电阻（涂层电阻不应小于1万平方米），一定的耐阴极剥离强度的能力，良好的抗土壤应力的能力。
为满足施工的要求，还应具有：
良好的弯曲性，耐磨性，一定的抗冲击强度和硬度，补伤和环焊缝补口容易。
目前通用的埋地管道外防腐涂层有石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、聚乙烯粘胶带、熔结环氧、挤出聚乙烯、环氧粉末涂料。
各种方法比较见下表。
表4-6管道常用防腐涂层性能综合比较
方法
项目
环氧粉末
煤焦油瓷漆
聚乙烯包覆
三层PE
二层PE
SY/T0315-1997
SY/T0073-1993
SY/T4013-1995
SY/T4013-1995
结构
单层薄涂
多层厚涂增强缠绕
三层厚涂
二层厚涂
材料
环氧树脂粉末
底漆+瓷漆+
内外包扎带
环氧粉末+共聚物+聚乙烯
胶粘剂+聚乙烯
涂敷工艺
静电喷涂
热涂缠绕
静电喷涂+共聚物+聚乙烯
挤出包覆或缠绕
适用温度
-30～110℃
-13～80℃
-15～80℃
≤80℃
除锈要求
Sa2.5
Sa2.0
Sa2.0
Sa2.5
涂层厚度
0.3～0.5mm
3.0～5.0mm
1.8～3.7mm
1.8～3.7mm
国产化
已通过部级鉴定，尚未大规模应用
材料已国产化
部分材料已国产化
材料已国产化
补口工艺
喷涂工热收缩套
热烤缠带或热收缩套
电熔套或热收缩套
电熔套或收缩套
主要优点
粘结力强，使用温度范围宽，涂敷管可冷弯，具有极好的耐土壤应力和耐阴极剥离性能。
耐石油产品植物根系、微生物，国内原料充足，吸水率低。
使用寿命长。
综合性能优，既有FBE的强粘结性，良好的耐阴极剥离和防腐性能，又有PE良好的机械性能，抗透湿性和高绝缘性。
绝缘性能好，机械强度高、吸水率低、抗透湿性强，耐土壤应力好。
缺点
易为尖锐物冲击破坏，对吸水敏感，涂装过程要求十分严格，耐光老化性能差。
机械强度较低，使用温度有限，环境污染较重。
造价高，涂敷工艺复杂，补口若与管体同结构，将较复杂，否则与管体不匹配，造价高。
粘结力较差，失去粘结后易造成阴极保护屏蔽，与焊缝较高的钢管结合较差，阳光下易老化，严重损伤修复困难。
3）外防腐涂层选择
本工程管道外壁采用聚乙烯三层复合结构防腐涂层，加强级防腐。
应符合《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T0413-2002）的规定，在工厂内制造。
4）管道补口补伤
现场补口补伤推荐采用液态环氧加辐射交联聚乙烯热收缩套（带）工艺，有关技术要求执行《《辐射交联聚乙烯热收缩带（套）》SY/T4054-2003标准；防腐层和进行补口材料剥离强度测试留下的伤口，采用辐射交联聚乙烯补伤片补伤。
5）埋地管道下沟前，必须对防腐层进行100%的外观检查，回填前应进行100%的电火花检漏，如有破损或针孔应及时修补。
6）阀门及管件
埋地阀门、弯头和三通等管件防腐采用聚乙烯胶粘带防腐，防腐等级为特加强防腐。
相关技术要求执行《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414－2007标准。
埋地阀门出厂前应按要求涂装防腐涂层，安装前应修补或重涂。
4.5.2阴极保护
阴极保护是一种防止金属在电介质（土壤、水）中被腐蚀的电化学保护技术，依据电化学腐蚀原理，对被保护金属表面施加一定的直流电流，改变被保护金属电位，从而抑制金属腐蚀的速度，金属的腐蚀速率就可以控制在允许的0.01mm/a范围内，达到阴极保护的目的。
阴极保护作为管道防护的一种补充手段，对管道安全运行起着重要的作用，是在相关标准中要求强制执行的方法。
国家标准GB/T21447－2008《钢质管道外腐蚀控制工程设计规范》和GB/T21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》中规定：
“新建管道应采用防腐层加阴极保护的联合防护措施或其他已证明的有效的防腐控制技术”。
“长输管道和石油外输管道必须采用阴极保护；油气田内的油气集输干线管道应采用阴极保护；其他管道和储罐宜采用阴极保护”。
2）阴极保护方案
阴极保护可由两种方式实现：
强制电流法和牺牲阳极法。
根据强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护的特点，结合外涂层材料质量、施工质量及沿线电源等情况，合理选用阴极保护方案。
强制电流法阴极保护的优点：
保护距离远，一般为几十公里以上，其使用寿命长，不受管道沿线地形限制，电位、电流可调。
缺点：
对地下金属构筑物存在一定干扰，一次性投资较大，须设置阴极保护站，要配备值班、维修人员，需要进行日常维护，强制电流法阴极保护方式比较适用于长输管线。
牺牲阳极法阴极保护投资少，不需要外部电源，不设置专门的阴极保护站和值班维护人员，但使用寿命相对较短，维护、更换难度大。
基于工程情况，综合建设方意见，从经济和施工条件角度考虑，本次工程新建管线采用牺牲阳极阴极保护方式。
3）阴极保护
牺牲阳极布置：
本工程牺牲阳极选用带填包料的袋装棒状镁合金牺牲阳极，2只一组，成组沿管线平均每0.4～0.5km布置；在布置牺牲阳极时，注意阳极与管道之间不应有金属构筑物。
4）绝缘接头
管道的电绝缘是阴极保护的必要条件,为避免或减小阴极保护电流的漏失，在被保护管线出井站、进配气站、进出阀室时安装绝缘接头，使保护的管道与未保护管网隔离，确保阴保效果。
绝缘接头性能及产品检验要求执行《阴极保护管道的电绝缘标准》（SY/T0086-2003）。
5）浪涌保护器
为防止雷电或高压感应危险电涌的冲击,电绝缘装置应安装防浪涌装置，对于三层PE绝缘的防腐管道，由于防腐层绝缘电阻高，管道上感应的高电压不易通过防腐层得到释放，这些高电压可能造成电绝缘装置的损坏，因此在绝缘接头处设置防浪涌保护器，使管道上集聚的高
升级会员 