[发明专利]一种天然气长输管道线路截断阀室间距的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气输送技术领域，尤其涉及一种天然气长输管道线路截断阀室间距的确定方法。 

背景技术

天然气是一种清洁、高效的能源。随着我国经济、社会发展，对天然气资源需求的也持续增加。管道输送是众多天然气运输方式中最为高效、经济的方式之一，我国已经建设了西气东输等总长超过8万公里的天然气长输管道。但是，天然气是可燃气体，其主要成分为甲烷，与空气的爆炸极限约为5％～15％，泄漏到空气中极易引起爆炸和火灾。因此，在天然气管线上设置截断阀室(线路截断阀及其配套设施的总称，当处于关闭位置时，可截断上游流体流向下游管道)是某部位发生气体泄漏、火灾等事故时迅速切断气源、减少火灾损失，缩小灾害影响范围和防止事故扩大的可靠措施。 

在阀室的修建过程中，并不是越多越好，一方面因为阀室越多，相应的管道建设投资将会增大；另一方面因为阀室本身就是管道的薄弱点，也容易成为外界损坏的对象，不如埋地管道安全性好。因此在修建阀室时，合理设置阀室间距和数量是一个很重要的问题。 

美国等发达国家在确定天然气长输管道线路截断阀室间距时采用ASME B31.8标准，通过查阅相关资料，并发现该标准中阀室取值的出处；我国采用GB50351计算阀室间距，该标准主要依据ASME B31.8，但也没有说明阀室间距确定方法的出处。在未明确阀室间距具体确定方法的情况下，直接采用美国标准是存在一定的局限性的。例如，地区等级是与阀室间距密切相关的因素，美国运输部(DOT)关于地区等级分类所规定的面积是沿管道两侧各宽200m 范围、任意划分成长度1.6km；而我国规定的是沿管道中心两侧各200m范围内，任意划分成长度2km。这就使得美国的阀室间距设置标准并不完全适合于我国的实际国情。另一方面，随着经济、社会的进一步发展，以及环保标准的提高，如何对阀室间距设置标准进行调整也将成为我国天然气管道设计、建设中所面临的问题。 

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种天然气长输管道线路截断阀室间距的确定方法，旨在解决如何对阀室间距设置标准进行调整和设计的问题。 

本发明实施例是这样实现的，一种天然气长输管道线路截断阀室间距的确定方法，该天然气长输管道线路截断阀室间距的确定方法包括以下步骤： 

步骤一，根据输气管道踏勘和初步设计资料，收集管道的管径、壁厚、埋深、所处地区的人口密度、地区等级和允许的天然气潜在排放量等基础参数； 

步骤二，对影响阀室间距的相关因素进行计算； 

步骤三，计算得到的参数值代入到不同的地区等级的管道线路截断阀室间距计算公式中，最终确定阀室的最优间距。 

进一步，在步骤一中，管道基础参数收集，包括管道管径、壁厚、埋深、所处地区的人口密度、地区等级和允许的天然气潜在排放量。 

进一步，在步骤二中，计算影响阀室间距的相关因素的值包括： 

计算管道第三方损坏基础失效频率； 

确定失效频率与管道壁厚的关系； 

失效频率与地区等级的关系； 

失效频率与管道埋深的关系； 

失效频率与管道保护措施的关系； 

计算管道失效频率； 

确定管道第三方损坏发生后，与人员伤亡和天然气泄漏损失有关的系数， 分别取ω₃＝1.23、ω₄＝0.697×10^-4； 

确定与阀室设计及购置有关的系数，ξ₁＝0.9×10^-6，ξ₂在一、二、三、四类地区的取值分别为0.2×10^-7、0.3×10^-7、0.33×10^-70.4×10^-7、ξ₃＝0.1×10^-4、ξ₄＝0.4×10^-5； 

根据基础参数收集结构，确定人口密度； 

计算不同阀室间距下的天然气潜在放空量。 

进一步，计算管道因第三方破坏而导致事故的基础失效频率表达式为； 

p₁＝10^{(-000178D-0.44306)}

式中p_f——与管径有关的第三方损坏导致的失效频率，[1000km·年]-1； 

D——管道管径，mm。