油气管道设计的设计原则及影响因素

王瑜

摘要：随着我国经济的快速发展，我国对于能源的需求量日益增加，在这种现状下，我国油气管道的敷设量也与日俱增。为了提升油气管道的运行效率和质量，本文先分析了油气管道的分类，然后对油气管道设计的设计原则及影响因素进行了简要的探讨。

关键词：油气管道；分类；设计；原则；影响因素

1油气管道的分类

国家质量技术监督局颁发的TSGD3001-2009《压力管道安装许可规则》，将压力管道安装许可类别及其级别进行了如下划分:

1.1 GA类[长输(油气)管道]

长输油气管道是指在产地、储存库、使用单位之间的用于输送油气商品介质的管道。划分为GA1级和GA2级。

根据安装的实际情况，GA1级分为GA1甲级、GA1乙级

符合下列条件之一的长输油气管道为GA1甲级。(1)输送有毒，可燃，易爆气体或者液体介质，设计压力大于或者等于10MPa的；(2)输送距离大于或等于1000km，且公称直径大于或者等于1000mm的。

符合下列条件之一的长输油气管道为GA1乙级(1)输送有毒，可燃，易爆气体或者液体介质，设计压力大于或者等于4.0MPa，小于10MPa的；(2)输送距离大于或者等于200KM，且公称直径大于或者等于500mm的。

GA1级以外的长输(油气)管道为GA2级。

1.2 GB类(公用管道)

公用管道是指城市或者乡镇范围内的用于公用事业或者民用的燃气管道和热力管道。划分为GB1级和GB2级。

燃气管道为GB1级。

热力管道为GB2级，并且分为两类:(1)设计压力大于2.5MPa；(2)设计压力小于或等于2.5MPa。

1.3 GC类(工业管道)

工业管道是指企业，事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道，公用工程管道及其他辅助管道，划分为GC1级、GC2级、GC3级。

符合下列条件之一的工业管道为GC1级。(1)输送GB5044-1985《职业接触毒物危害分级》中.规定的毒性程度为极度危害性质，高度危害气体介质和工作温，度高于其标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2)输送GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》与GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲，乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃)并且设计压力大于或等于4.0MPa的管道；(3)输送流体介质，并且设计压力大于或等于10MPa，或者设计压力大于或等于4.0MPa且设计温度高于或等于400℃的管道。

介质毒性危害程度，火灾危险性(可燃性)，设计压力和设计温度低于GC1级的工业管道为GC2级。

输送无毒，非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa且:设计温度高于-20℃，但是不高于185℃的工业管道为GC3级。

1.4 GD类(动力管道)

火力发电厂用于输送蒸汽，汽水两相介质的管道，划分为GD1级，GD2级。

设计压力大于或等于6.3MPa，或者设计温度高于或等于400℃的动力管道为GD1级。

压力小于6.3MPa，且设计温度低于400℃的动力管道为GD2级。

2油气管道设计的设计原则

油气管道设计原则主要包括以下几点：第一，在建设管道前需要确定管道施工地点和环境，在选址时需要考虑所选区域未来几年的发展规划，确定施工区域不阻碍该地区的发展，在这一方面，在进行管道设计规划的过程中，设计人员需要和管道穿越区域的政府和相关企业了解该地区的规划，以便管道设计的实际性；其次在管道设计过程中需要考虑管道建设的费用，包括管道的维修费用、管道建设时附件的费用和管道维修折中费用，设计人员需要从设计的角度出发，尽可能降低管道运营的费用。第二，油气管道运输过程中可能会有意外情况发生，且管道事故的出现无法进行准确的预测，具有很强的随机性，当事故发生时需要快速的切断气源，减少损失。因此，设计截断阀的安装需要根据不同情况制定不同的安装方法，通常情况下截断阀安装在阀井、通风阀或者围栏内，并且会在700m内设有截断阀远程遥控装置，以便第一时间改变管内流动状况。管道的敷设区域不同，截断阀的安装也有所不同，需要考虑管线沿路的河流和水源等特殊地区。第三，管道的敷设位置大多在地下，由于地下环境复杂，化学成分较多，就会造成管壁不同程度的腐蚀，因此在管道设计中需要重视防腐层的选择，防腐层需要满足腐蚀性能好、抗拉伸性能、抗渗透性能，并且需要具有较好的结合能力等。设计部分需要根据管道所在区域环境的不同，选择不同的防腐层材料，选择防腐层材料时需要注意防腐层材料的强度，当管径大于410mm时通常选择加强级防腐层，目前主要使用的防腐层材料有聚乙烯胶带、三层PE防腐层、溶解环氧粉末、压缩聚乙烯和煤焦油瓷漆。通常情况下，管线周围存在的电磁场与管道内电流存在正比的数学关系，随着管线内电流传播距离的增长，电流强度会逐渐衰弱，其中电流的衰减系数由绝缘层的绝对电阻值决定，因此，在对管道的阴极保护措施进行设计的过程中，需要根据现场的实际情况，对阴极保护站场进行合理的设计。第四，由于我国地下管网复杂，如果在设计的过程中出现了大量管道交叉的问题，则会对后续管道的安全运行产生严重的影响，因此在油气管道的设计过程中，需要考虑其它管线的走势，如地下水管道、排污管道等，通过调研其它管道的走势情况，对设计管道的走势进行合理的设计，尽可能不出现管线交叉问题。

3影响油气管道设计的因素

油气管道设计时的影响因素主要包括以下三点：第一，所在环境状况、地形情况对管道设计的影响，在设计管道前，需要进行选址，了解所选地区地形起伏波动幅度，设计出适合该地形的管道，防止出现地形过高无法正常运输问题。因为油气管道大多是建设在地下，所以需要测量地下土壤的酸碱度，以保证所设计的管道不易被腐蚀，还需要了解土壤的微生物，防止出现环境污染。除此之外，还需要调查该地区的温度变化，保证所设计的管道能够具有较好的保温效果，并且能够正常进行运输。第二，油气管道的泄露对于管道运输来说影响十分严重，不仅影响管道运输的输送量，还影响环境，会对土壤带来严重的污染，除此之外，还有可能存在危险，一旦油气泄露量过大，遇明火会出现燃烧甚至爆炸，因此，在油气管道设计中需要考虑管道泄露问题，保证所设计的管道能够在运行时间内正常运行，并且所设计的管道能够在泄漏检测中易于检测，在另一方面，设计人员也需要从设计的角度出发，采取一定的措施，以便现场工作人员在出现管道泄漏问题时可以方便的对管道进行维修。第三，由于油气的物理性质，决定了油气管道在设计时还需要考虑温度、压力的影响，油气在运输过程对温度的要求苛刻，温度过低，会出现凝管现象，堵塞管道，严重时会造成管道损坏，无法工作；管道内压力过高，粘度会增大，管壁承受压力变大，造成管壁变形，因此，在设计油气管道时需要考虑管材的承受压力和热应力，必须满足油气的运输条件。

4结束语

油气管道工程具有高技术、高投入、高风险的特点。所以，为了保障油气运输的安全，需要对于油气管道需要进行严谨和科学的合理的设计，设计过程中需要遵循相关原则，并考虑相关影响因素，从设计角度出发提高管道的安全性。

参考文献

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