第一章总则
1.1制定目的
为规范城镇燃气管道工程设计行为,保障燃气管道工程设计质量与运行安全,促进城镇燃气事业健康发展,依据《中华人民共和国安全生产法》《城镇燃气管理条例》《城镇燃气设计规范》(GB 50028)、《燃气管道工程设计规范》(GB 50251)等相关法律法规及国家标准,结合城镇燃气管道工程设计实践经验,制定本规程。
1.2适用范围
本规程适用于新建、扩建、改建的城镇燃气管道工程设计,涵盖从气源厂、门站、储配站到用户终端的燃气输配管道系统,包括低压、中压(A、B)、次高压(A、B)、高压(A、B)燃气管道的设计。
本规程不适用于工业企业内部自有燃气管道、长距离输气管道(城镇规划区外)及军事设施、地下铁道等特殊区域内的燃气管道工程设计。
1.3基本原则
1.安全第一原则:设计应优先保障燃气管道运行安全,严格控制设计风险,防范燃气泄漏、爆炸、中毒等事故发生;
2.技术先进原则:积极采用成熟、可靠、先进的设计技术和工艺,提升管道工程的技术水平和运行效率;
3.经济合理原则:在满足安全和使用功能的前提下,优化设计方案,降低工程投资和运行成本;
4.环保节能原则:符合国家环境保护和节能要求,减少工程建设和运行对环境的影响,降低能源消耗;
5.协调发展原则:设计应与城镇总体规划、地下管线综合规划、道路交通规划等相协调,预留未来发展空间。
1.4设计依据
设计单位开展城镇燃气管道工程设计时,除应遵守本规程外,还应符合下列现行法律法规、国家标准及行业标准:
6.《中华人民共和国建筑法》;
7.《中华人民共和国消防法》;
8.《城镇燃气设计规范》(GB 50028);
9.《燃气管道工程设计规范》(GB 50251);
10.《输气管道工程设计规范》(GB 50251);
11.《埋地聚乙烯燃气管道工程技术规程》(CJJ 63);
12.《城镇燃气输配工程施工及验收规范》(CJJ 33);
13.《建筑物防雷设计规范》(GB 50057);
14.《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183);
15.其他相关法律法规、国家标准及行业标准。
第二章术语
2.1城镇燃气
指符合国家质量标准的天然气、液化石油气、人工煤气等用于城镇生产、生活的燃气。
2.2设计压力
指燃气管道工程设计中,管道系统在正常运行工况下,管道内燃气的最大工作压力(MPa),不包括瞬时压力波动。
2.3公称直径
指管道元件的名义直径,是用于标识管道规格的数值,不表示管道的实际内径或外径(mm)。
2.4管道埋深
指燃气管道管顶到地面的垂直距离(m)。
2.5压力等级
城镇燃气管道按设计压力(P)划分如下:
16.低压燃气管道:P<0.01 MPa;
17.中压燃气管道:0.01 MPa≤P<0.4 MPa(其中中压A:0.2 MPa≤P<0.4 MPa;中压B:0.01 MPa≤P<0.2 MPa);
18.次高压燃气管道:0.4 MPa≤P<1.6 MPa(其中次高压A:1.0 MPa≤P<1.6 MPa;次高压B:0.4 MPa≤P<1.0 MPa);
19.高压燃气管道:1.6 MPa≤P<4.0 MPa(其中高压A:2.5 MPa≤P<4.0 MPa;高压B:1.6 MPa≤P<2.5 MPa)。
2.6埋地管道
指埋设于地下(含管沟敷设)的燃气管道。
2.7架空管道
指架设于地面以上,通过支架、吊架等支撑的燃气管道。
2.8穿越工程
指燃气管道穿越河流、湖泊、公路、铁路、地下管线等障碍的工程。
2.9调压站(箱)
指用于调节和稳定燃气压力,控制燃气流量,并具有安全保护功能的设施。
第三章基本规定
3.1设计前期准备
20.设计单位应在设计前收集完整的基础资料,包括但不限于:城镇总体规划、地下管线综合规划、道路交通规划、地形地貌图、水文地质资料、气象资料、地震烈度资料、地下障碍物分布图、用户分布及用气需求资料、气源参数资料等;
21.设计前应开展现场勘察工作,核实地形地貌、地下障碍物(如地下管线、电缆、构筑物等)的位置和埋深,勘察结果应作为设计的重要依据;
22.对于重大或复杂的燃气管道工程,应进行多方案技术经济比选,择优确定设计方案。
3.2材料选择基本要求
23.燃气管道及附件的材料应符合国家相关标准,具有良好的耐腐蚀性、耐压性和密封性,且应与所输送的燃气性质相适应;
24.埋地燃气管道宜采用聚乙烯(PE)管、钢管等管材:
PE管适用于中低压燃气管道,应选用符合国家标准的PE80或PE100级管材;
25.钢管适用于各类压力等级的燃气管道,中高压管道宜采用无缝钢管或高频电阻焊钢管,低压管道可采用焊接钢管;
26.在腐蚀性较强的土壤环境中,钢管应采取有效的防腐措施。
27.燃气管道附件(如阀门、管件、补偿器等)的材质、规格应与管道相匹配,其耐压等级不应低于管道的设计压力。
3.3设计计算基本要求
28.燃气管道的水力计算应根据用户用气负荷、管道长度、管径、燃气性质等参数,计算管道的压力损失,确保管道末端的燃气压力满足用户使用要求;
29.管道的强度计算应根据设计压力、管道材质、管径等参数,计算管道的壁厚,确保管道具有足够的强度承受设计压力;
30.对于埋地管道,应进行土壤荷载、车辆荷载等外部荷载的计算,必要时进行抗震计算;
31.水力计算、强度计算等应采用符合国家相关标准的计算方法或专业计算软件。
3.4安全设计基本要求
32.燃气管道的设计应设置必要的安全保护设施,如紧急切断装置、泄漏检测装置、防雷防静电装置等;
33.燃气管道与建筑物、构筑物、其他地下管线等的安全距离应符合本规程及国家相关标准的要求;
34.设计应考虑燃气泄漏后的扩散范围,避免管道布置在人员密集区域或易燃易爆场所附近;
35.对于高压、次高压燃气管道,应设置分段阀门,便于事故状态下的隔离和抢修。
第四章管道系统设计
4.1路由选择
36.燃气管道路由选择应符合城镇总体规划和地下管线综合规划的要求,避开文物保护单位、自然保护区、水源保护区等敏感区域;
37.路由选择应尽量缩短管道长度,减少穿越障碍(如河流、公路、铁路等)的次数,降低工程投资和施工难度;
38.燃气管道应避开地质条件恶劣的区域(如淤泥、沼泽、滑坡、断层等),若无法避开,应采取有效的防护措施;
39.高压、次高压燃气管道的路由应尽量避开人口密集的居民小区、商业区、学校、医院等区域,确需经过时,应采取严格的安全防护措施;
40.燃气管道路由应考虑施工和运维的便利性,预留必要的施工场地和运维通道。
4.2埋地管道设计
4.2.1埋深要求
燃气管道的最小埋深应符合下列规定(管顶到地面):
41.车行道下:
低压燃气管道:≥0.6 m;
42.中压燃气管道:≥0.8 m;
43.次高压、高压燃气管道:≥1.0 m。
44.人行道下:
低压燃气管道:≥0.6 m;
45.中压、次高压、高压燃气管道:≥0.8 m。
46.绿化带、庭院内:
低压燃气管道:≥0.5 m;
47.中压、次高压、高压燃气管道:≥0.6 m。
48.在严寒地区,燃气管道的埋深应考虑冻土层厚度,管顶应埋设在冻土层以下;若无法埋设在冻土层以下,应采取保温防冻措施。
4.2.2防腐与绝缘设计
49.埋地钢管必须采取防腐措施,防腐层材料应选用符合国家标准的产品,如3PE防腐层、环氧煤沥青防腐层等;
50.防腐层的厚度应根据土壤腐蚀性等级确定,土壤腐蚀性强的区域应增加防腐层厚度;
51.对于穿越河流、湖泊等水域的埋地钢管,除采取常规防腐措施外,还应采取加强防腐措施;
52.埋地钢管在下列部位应设置阴极保护:
53.管道长度超过2km的中高压钢管;
54.穿越水域的钢管;
55.其他需要设置阴极保护的区域。阴极保护可采用牺牲阳极法或强制电流法。
4.2.3回填土设计
56.燃气管道敷设完成后,应采用细土或沙土回填,回填土中不应含有石块、冻土、杂物等坚硬物体,避免损坏管道;
57.回填土应分层夯实,夯实密度应符合下列要求:
58.管顶以上0.5 m以外:夯实密度≥95%(车行道下)或≥93%(非车行道下)。
59.在管道转弯、变坡等部位,回填土应采取加强夯实措施,防止管道受力变形。
4.3架空管道设计
4.3.1适用场景
架空燃气管道适用于下列场景:
60.地形条件复杂,埋地敷设难度大或成本过高的区域;
61.穿越河流、峡谷等障碍,不适宜采用埋地穿越的区域;
62.工业企业厂区内、工业园区等区域的燃气管道。
4.3.2支架设计
63.架空燃气管道的支架应根据管道的重量、介质温度、风力荷载等因素进行设计,确保支架具有足够的强度和稳定性;
64.支架的材质应选用钢材,表面应采取防腐措施(如涂刷防锈漆、面漆);
65.支架的间距应根据管径、管道材质等参数确定,不应超过国家相关标准的规定;
66.架空管道在转弯、变径等部位应设置固定支架,防止管道位移。
4.3.3安全距离要求
67.架空燃气管道与建筑物、构筑物的水平距离应符合下列规定:
68.次高压燃气管道:与建筑物外墙的水平距离≥3.0 m;
69.高压燃气管道:与建筑物外墙的水平距离≥6.0 m。
70.架空燃气管道与架空电力线路的垂直距离应符合下列规定:
71.与1kV~10kV架空电力线路:≥3.0 m;
72.与35kV架空电力线路:≥4.0 m。
73.架空燃气管道跨越道路时,管道最低点距路面的垂直距离应符合下列规定:
74.跨越城市次干道、支路:≥5.0 m;
75.跨越人行道、庭院:≥2.5 m。
4.4穿越工程设计
4.4.1穿越公路、铁路设计
76.燃气管道穿越高速公路、一级公路、铁路时,应采用顶管或套管穿越方式,不得采用开挖穿越;
77.套管的材质应选用钢管或钢筋混凝土管,套管的内径应比燃气管道的外径大200 mm以上;
78.燃气管道在套管内敷设时,应采用支架固定,管道与套管之间的间隙应采用柔性密封材料填充,防止地下水、泥土等进入套管;
79.穿越铁路时,套管的两端应伸出铁路路堤坡脚外1.0 m以上;穿越公路时,套管的两端应伸出公路路边外1.0 m以上;
80.穿越公路、铁路的燃气管道应设置检漏管,检漏管应引至地面便于检测的位置。
4.4.2穿越河流、湖泊设计
81.燃气管道穿越河流、湖泊时,应根据河流的水文条件、地质条件、通航要求等,选择顶管穿越、定向钻穿越或架空穿越方式;
82.采用顶管或定向钻穿越时,燃气管道应选用钢管,且应采取加强防腐措施;管道的埋深应根据河流的冲刷深度确定,管顶应埋设在冲刷深度以下1.0 m以上;
83.采用架空穿越时,应符合本规程4.3节的相关要求,管道跨越河流的跨度应根据河流的宽度、风力荷载等因素确定,必要时设置中间支架;
84.穿越河流、湖泊的燃气管道应设置紧急切断阀门和泄漏检测装置,阀门应设置在河流两岸的陆地上。
4.4.3穿越地下管线设计
85.燃气管道穿越其他地下管线时,应垂直交叉穿越,若无法垂直交叉,交叉角度不应小于45°;
86.燃气管道与其他地下管线的垂直净距应符合下列规定:
87.与电力电缆(直埋):≥0.5 m;
88.与通信电缆(直埋):≥0.5 m;
89.与其他燃气管道:≥0.3 m。
90.若交叉净距无法满足上述要求,应采取套管隔离、加固等防护措施,确保管道运行安全。
第五章管道附件与设备设计
5.1阀门设计
91.燃气管道的阀门应根据管道的设计压力、介质温度、管径等参数选择,阀门的耐压等级不应低于管道的设计压力;
92.阀门的设置位置应符合下列规定:
93.高压、次高压燃气管道的分段处,分段阀门的间距不应超过8 km;
94.穿越河流、公路、铁路等障碍的两侧;
95.重要用户的进出口处。
96.高压、次高压燃气管道应选用球阀或蝶阀,中低压燃气管道可选用球阀、蝶阀或闸阀;
97.阀门应设置在便于操作、检修的位置,埋地阀门应设置阀门井,阀门井的尺寸应满足操作和检修的要求;
98.对于重要阀门,应设置远程控制装置,便于事故状态下的远程操作。
5.2补偿器设计
99.燃气管道应设置补偿器,以吸收管道因温度变化产生的热胀冷缩变形,避免管道受力损坏;
100.补偿器的类型应根据管道的敷设方式、管径、介质温度等参数选择,常用的补偿器有波纹补偿器、套筒补偿器等;
101.波纹补偿器适用于架空管道和埋地管道,套筒补偿器适用于架空管道;
102.补偿器的安装位置应符合下列规定:
103.架空管道的支架之间;
104.埋地管道的分段处。
105.补偿器的补偿量应根据管道的温度变化范围、管道长度等参数计算确定,确保补偿器能够满足管道的变形需求。
5.3凝水缸设计
106.燃气管道应在最低点设置凝水缸,以收集燃气中的冷凝水和杂质,避免影响管道运行;
107.凝水缸的规格应根据管道的管径和冷凝水产生量确定;
108.凝水缸的设置间距应符合下列规定:
109.次高压、高压燃气管道:间距不应超过1000 m。
110.凝水缸应设置在便于排水和检修的位置,埋地凝水缸应设置凝水缸井,凝水缸井的尺寸应满足操作和检修的要求;
111.凝水缸应安装排水阀,排水阀应便于操作,必要时设置远程排水装置。
5.4调压站(箱)设计
5.4.1选址要求
112.调压站(箱)的选址应符合城镇总体规划和燃气专项规划的要求,避开人员密集区域、易燃易爆场所、文物保护单位等敏感区域;
113.调压站(箱)应设置在交通便利、便于操作和检修的位置;
114.调压站与建筑物、构筑物的安全距离应符合下列规定:
115.次高压调压站:与建筑物外墙的水平距离≥6.0 m;
116.高压调压站:与建筑物外墙的水平距离≥12.0 m。
5.4.2工艺流程设计
117.调压站(箱)的工艺流程应包括过滤、调压、计量、安全保护等环节;
118.调压站应设置进口阀门、过滤器、调压器、出口阀门,必要时设置旁通管道,便于调压器检修时不影响用户供气;
119.调压器应设置安全放散装置,当管道内燃气压力超过设定值时,安全放散装置应自动放散燃气,确保管道安全;
120.对于重要用户的调压箱,应设置泄漏检测装置和紧急切断装置,当发生燃气泄漏时,紧急切断装置应自动切断燃气供应。
5.4.3设备选型要求
121.调压器的选型应根据进口压力、出口压力、流量等参数确定,调压器的额定流量应大于设计流量的1.2倍;
122.过滤器的选型应根据燃气中的杂质含量确定,过滤精度应符合相关标准的要求;
123.安全放散装置的放散能力应根据管道的设计压力和容积确定,确保能够及时放散超压燃气。
第六章安全保障设计
6.1燃气泄漏检测与报警设计
124.在下列场所应设置燃气泄漏检测与报警装置:
125.地下燃气管道穿越的密闭空间(如地下车库、地下管沟等);
126.重要用户的燃气使用场所(如大型商业综合体、医院、学校等)。
127.燃气泄漏检测与报警装置的检测范围应覆盖燃气可能泄漏的区域,检测浓度应设置为燃气爆炸下限的20%~30%;
128.燃气泄漏检测与报警装置应与紧急切断装置联动,当检测到燃气泄漏浓度超过设定值时,紧急切断装置应自动切断燃气供应,并发出报警信号;
129.报警信号应传至值班室或监控中心,便于工作人员及时处理。
6.2紧急切断装置设计
130.燃气管道的下列部位应设置紧急切断装置:
131.高压、次高压燃气管道的分段处;
132.重要用户的进出口;
133.穿越河流、公路、铁路等障碍的两侧。
134.紧急切断装置应具有手动和自动控制功能,自动控制功能可通过燃气泄漏检测装置、压力检测装置等触发;
135.紧急切断装置的动作时间应≤10 s,确保能够快速切断燃气供应;
136.紧急切断装置应设置在便于操作和检修的位置,埋地设置的紧急切断装置应设置操作井。
6.3防雷防静电设计
6.3.1防雷设计
137.燃气管道、调压站、储配站等设施的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)的要求;
138.架空燃气管道应设置防雷接地装置,接地电阻不应大于10 Ω;
139.调压站的建筑物应按第二类防雷建筑物设计,设置避雷针、避雷带等防雷设施,接地电阻不应大于4 Ω;
140.埋地燃气管道的两端、中间每隔200~300 m应设置防雷接地装置,接地电阻不应大于10 Ω。
6.3.2防静电设计
141.燃气管道及附件应采取防静电接地措施,接地电阻不应大于100 Ω;
142.架空燃气管道的支架、吊架等金属构件应与管道连接,并进行防静电接地;
143.在燃气管道的装卸、输送等环节,应采取防静电措施,避免产生静电火花;
144.防静电接地装置应与防雷接地装置共用,接地电阻应取两者的最小值。
6.4防火间距设计
145.燃气管道与建筑物、构筑物、其他管线等的防火间距应符合《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183)和《城镇燃气设计规范》(GB 50028)的要求;
146.燃气管道与易燃易爆场所(如加油站、加气站、化工厂等)的水平距离不应小于15 m;
147.燃气管道与明火设施(如锅炉房、厨房等)的水平距离不应小于5 m;
148.若防火间距无法满足上述要求,应采取防火墙、隔离带等防护措施,确保消防安全。
第七章附属设施设计
7.1阀门井设计
149.埋地阀门应设置阀门井,阀门井的类型应根据阀门的规格、安装位置等确定,常用的阀门井有砖砌阀门井、混凝土阀门井等;
150.阀门井的尺寸应满足阀门操作和检修的要求,井内净高不应小于1.8 m,井口直径不应小于1.2 m;
151.阀门井应设置排水设施,防止井内积水;在严寒地区,应采取保温措施,防止井内管道冻堵;
152.阀门井的井盖应采用防盗、防滑的铸铁井盖或复合材料井盖,井盖表面应标注“燃气”标识。
7.2标志桩设计
153.埋地燃气管道应设置标志桩,以标识管道的位置,警示第三方施工;
154.标志桩的设置间距应符合下列规定:
155.城市次干道、支路旁:间距不应超过100 m;
156.绿化带、庭院内:间距不应超过150 m;
157.管道转弯、变坡、分支等部位应增设标志桩。
158.标志桩的材质应选用耐腐蚀、抗老化的材料(如混凝土、玻璃钢等),高度不应小于1.2 m,埋深不应小于0.3 m;
159.标志桩表面应标注“燃气管道 严禁挖掘”“联系电话”等标识,标识应清晰、醒目。
7.3阴极保护设施设计
160.牺牲阳极阴极保护设施应设置在土壤腐蚀性较强的区域,阳极的类型应根据土壤性质选择(如镁阳极、锌阳极等);
161.牺牲阳极的埋设深度应根据土壤冻结深度确定,阳极顶部应埋设在冻土层以下;
162.强制电流阴极保护设施的电源设备应设置在便于操作和维护的位置,阴极保护站的接地电阻不应大于1 Ω;
163.阴极保护设施应设置检测点,定期检测阴极保护电位,确保阴极保护效果。
第八章环保与节能设计
8.1环保设计
164.燃气管道工程设计应减少对周边环境的影响,施工过程中产生的弃土、弃渣应妥善处置,避免污染土壤和水源;
165.燃气泄漏检测与报警装置应与环保处理设施联动,当发生燃气泄漏时,应及时收集和处理泄漏燃气,避免污染大气环境;
166.调压站、储配站等设施的操作间应设置通风装置,确保室内空气质量符合国家相关标准;
167.工程设计应考虑对周边生态环境的保护,避开自然保护区、野生动物栖息地等区域。
8.2节能设计
168.燃气管道的管径应通过水力计算优化确定,避免因管径过大导致的能源浪费;
169.在严寒地区,燃气管道应采取保温措施,减少燃气在输送过程中的温度损失;
170.调压站的设备应选用节能型产品,降低设备运行能耗;
171.燃气管道的阀门应选用密封性能好的产品,减少燃气泄漏造成的能源损失。
第九章设计文件编制
9.1设计文件组成
城镇燃气管道工程设计文件应包括初步设计文件和施工图设计文件,各阶段设计文件应完整、规范。
9.1.1初步设计文件组成
172.设计说明书:包括工程概况、设计依据、设计范围、路由选择、管道系统设计、设备选型、安全保障设计、环保与节能设计、投资估算等内容;
173.设计图纸:包括管道总平面图、管道纵断面图、主要设备布置图、穿越工程设计图等;
174.计算书:包括水力计算书、强度计算书、工程量计算书、投资估算书等;
175.其他附件:包括基础资料汇编、方案比选报告、审批文件等。
9.1.2施工图设计文件组成
176.设计说明书:包括工程概况、设计依据、施工技术要求、材料设备清单、施工注意事项等内容;
177.设计图纸:包括管道总平面图、管道纵断面图、横断面图、管道节点图、穿越工程施工图、阀门井施工图、调压站(箱)施工图等;
178.计算书:包括详细的水力计算书、强度计算书、工程量计算书、施工图预算书等;
179.其他附件:包括设计变更说明、现场勘察报告、材料设备技术参数等。
9.2设计文件深度要求
180.初步设计文件应满足方案审批、投资估算、主要设备选型等要求,设计图纸应清晰表达管道的路由、管径、压力等级、主要设备的位置等内容;
181.
土壤腐蚀性等级为中、强腐蚀的区域;
管顶以上0.5 m范围内:夯实密度≥90%;
中低压燃气管道:与建筑物外墙的水平距离≥0.5 m;
与1kV以下架空电力线路:≥1.5 m;
跨越城市主干道、公路:≥5.5 m;
与给水管、排水管、热力管:≥0.15 m;
管道的起点、终点、分支点、调压站进出口等部位;
管道的转弯处、变径处;
中低压燃气管道:间距不应超过500 m;
中压调压站:与建筑物外墙的水平距离≥3.0 m;
调压站、储配站等燃气设施的操作间、值班室;
调压站进出口;
城市主干道、公路旁:间距不应超过50 m;
地址:陕西省西安市新城区自强东路644号天然大厦11层