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全国化工热工设计技术中心站上海管道技术中心 2007年第01期 总第05期
管道技术资讯
2007年 3月25 日
目 录
² 压力管道
压力管道安全管理……………………………………………………………2
压力管道知识系列……………………………………………………………2
² 信息资讯
我国标准化工作欲与国际接轨………………………………………………4
上海地下管网日均消化470万吨污水 ……………………………………5
中国东北天然气管网建设启动………………………………………………6
我国拥有自主知识产权石油管生产线投产…………………………………6
上海在大马开辟新的天然气供应源 09年开始供应……………………….7
² 标准规范
塑料管道技术标准需规范……………………………………………………7
² 学术论文
对热网管道中温度应力和位移的分析及对策………………………………8
² 技术论坛
供热管道一次性补偿器断裂原因分析.………….…………………………10
LNG的应用与气化站设计的探讨………………………………………….11
中国天然气管道工业发展前景……………………………………………..14
² 新产品与新技术
太钢LNG低温压力容器通过鉴定 …………………………………………16
加拿大采用柔性钢管修复管线 …………………………………………..16
我国第一套高清晰度漏磁检测器研制成功……………………..…………17
一项发明专利可解决管道内流体涡流问题……………….……………………18
² 企业介绍
中林给水材料有限公司……………………………………………………..18

3

² 招聘启示
上海科元燃化工程设计有限公司……………………………………………19
² 知识链接
反式脂肪酸------中老年人的新杀手…………………………………………20

压力管道

压力容器压力管道安全管理

压力管道定义：压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液化气体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1 MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25 mm的管道。
压力管道设计单位应加强日常管理工作，并做到：
1、每年第一季度内向批准部门报送年度综合报告，并抄报审查机构。不按时报送年度综合报告的单位将不予换证。
2、在《设计许可证》有效期内从事批准范围内压力容器或压力管道产品设计，不得随意扩大设计范围。不准在外单位设计的图纸上加盖本单位设计资格印章。
3、设计总图（或压力管道平面布置图）上按规定由审批人员签字并加盖本单位设计资格印章，并负责该设计文件在制造加工过程中的修改工作。
4、必须对本单位设计的设计文件质量负责。
5、加强技术培训，有计划地安排设计人员深入制造、安装、使用现场，结合设计学习有关实践知识，不断提高各级设计人员的技术素质和业务水平。
6、落实各级技术人员责任制。
7、建立设计工作档案。
8、设计工作必须遵循有关标准、规章、制度。
9、对于设计和校核人员，每年必须进行有关规程、标准等技术规范及本职工作应具备知识和能力的考核，并按有关规定进行资格确认后，方可独立工作。
摘自《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》
压力管道知识系列

6

1． 压力管道设计中常用钢材牌号的适用温度范围怎样？
10、 20号 -20～+350℃
16Mn -40～+450℃
09 Mn2V -70～+100℃
12CrMo ≤+525℃
15 CrMo ≤+550℃
12 Cr1MoV ≤+575℃
1 Cr5Mo ≤+600℃
低碳奥氏体不锈钢 -196～+700℃
超低碳奥氏体不锈钢
OOCr19Ni10 ≤+400℃
OOCr17Ni12Mo2 ≤+450℃
2．焊接压力钢管必须采用哪种焊接方法？
焊接压力钢管必须采用与压力钢管材料相符合的焊条和电弧焊接方法。
3．管道可能承受的荷载有哪些？
管道可能承受的荷载有：
(l)重力荷载。(2)压力荷载。(3)位移荷载。(4)风荷载。(5)地震荷载。(6)瞬变流冲击荷载。(7)两相流脉动荷载。(8)压力脉动荷载。
(9)机械振动荷载。
4．压力管道发生外压力有几种情况？
(1)当压力管道内的水放空时，因为通气管(阀)的失灵，使压力管道内发生真空现象，管壁外受大气压力的作用，使压力管道转变为承受外压力作用。
(2)埋设于地下的钢管，管内的水放空后管壁外承受地下水或土壤压力的作用。
(3)埋填于混凝土内的部分管段，施工时承受未硬化的混凝土压力。
(4)灌浆压力。
5．在压力钢管上设置进人孔主要有哪几个原则？
(1)压力钢管人孔一般都设置在管段的下游镇墩的上方。
(2)没有特殊情况时，人孔在钢管断面的位置为水平直径以下45度角处，应设在交通方便的一侧。
(3)特殊情况下，人孔可以设置在钢管顶部或水平直径45度以上。
6．伸缩节在压力管道中起什么作用？
(1)钢管能够沿着管轴线方向自由伸长或缩短。
(2)钢管产生轴向位移时，伸缩节处的摩擦阻力很小。
(3)伸缩节不但对轴向位移起到伸缩作用，还能适应管段产生的横向位移。
7．套管式伸缩节由哪几部分组成？
由套筒、插入管、水封填料及填料压紧环组成。
8．压力钢管在什么情况下采用封头？
(1)水电站的装机需要分期施工，对已安装好的钢管在进口或者末端需要使用封头进行封堵。
(2)钢管在安装过程中需要做水压试验时，用封头来封堵试验段的钢管，以便进行水压试验。
(3)为远期工程或其他设施从钢管预留出分支管。
9．压力钢管为什么设有进气及排气阀(孔)？
压力钢管在放空管内的水时，需要外充入空气以避免管内发生真空，所以要设有进气阀(孔)。压力钢管冲水时，需要排出管内空气，在压力钢管高点设有排气阀(孔)。
10．焊接件厚度小于6mm，焊接接头有哪些技术要求？
(1)厚度大于2mm时，为了保证焊透，接头处应留1～2mm的间隙。
(2)厚度小于4mm时，只在一面施焊。
(3)厚度为5～6mm时，应在两面施焊。
11．焊接V形坡口对接接头一般适应钢板厚度范围？
焊接V形坡口对接接头适应在6～30mm。
12．压力钢管最小转弯半径一般选用多少为宜？为什么？
压力管道转弯半径一般以管道直径的1.5--3倍为宜。 转弯半径大，虽然水力损失小，但是施工工程量大，投资增加。转弯半径小，虽然投资小，但是水力损失大。
13．SH3501对管道焊接接头的无损检验是怎样要求的？
(1)、管道焊接接头的无损检测应按JB4730进行焊缝缺陷等级评定，并符合相应要求。
(2)、每名焊工焊接的对接焊焊接接头的射线检测百分率并符合相应规定。
14.焊接接头射线检测百分率及合格等级表
管道级别
输送介质
设计压力P(表压)/MPa
设计温度t/℃
检测百分率/％
合格级
SHA
毒性程度为极度危害介质（苯除外）
—
—
100
Ⅱ
毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢
—
—
100
Ⅱ
—
P≥10.0
—
100
Ⅱ
SHB
—
4.0≤P＜10.0
t≥400
100
Ⅱ
毒性程度为极度危害程度的苯
P＜10.0
-29≤t＜400
20
Ⅱ
毒性程度为高度危害介质（丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢除外）
甲A类液化烃
甲类、乙类可燃气体和甲B类可燃液体、乙A类可燃液体
P＜10.0
-29≤t＜400
10
Ⅱ
P＜4.0
t≥400
10
Ⅱ
SHC
毒性程度为中度、轻度危害介质管道
乙B类、丙类可燃液体介质管道
4.0≤P＜10.0
t≥400
100
Ⅱ
P＜4.0
t≥400
5
Ⅲ
P＜10.0
-29≤t＜400
5
Ⅲ
SHD
设计温度低于-29℃的低温管道
—
t＜-29
100
Ⅱ
摘自《中国能源网》
信息资讯
我国标准化工作欲与国际接轨

国家标准委主任刘平均日前提出标准化自主创新举措，计划用10年左右的时间跨越我国与发达国家标准化工作约30年的差距。我国“十一五”末将实现国家标准的标龄控制在5年以内，总体水平提升到中等发达国家标准水平。
据悉，在今年下达12000项国家标准计划的基础上，国家将按照“十一五”前3年每年新下达8000项的幅度，争取用3年时间解决我国标准老化问题。鼓励企业、行业、科研院所提出具有自主创新科研含量的标准项目，解决我国在标准的前瞻性以及国际标准的跟踪等方面存在的不足，以科研带动标准化工作的跨越式发展。
为此，我国除了将形成以企业为主体参与国际标准和国家标准制修订的新机制，以龙头企业专家为主体参与国际、国内标准化技术委员会、分技术委员会和工作组的新机制外，将成立由11位院士及相关专家组成的中国标准化专家委员会，提高我国标准化工作决策水平，并将设立标准化创新贡献奖。
此外，国家将改变现行企业标准备案制度，重点对涉及人身健康安全的企业标准实行责任制审查备案制度，确立团体标准的法律地位，鼓励和支持企业将自主创新的技术融入行业标准、协会标准或企业联盟标准中，确保标准与知识产权的有机结合。
今后我国将积极推进以国家标准、企业标准为主体，以行业标准、团体标准、地方标准为补充，重点突出、结构合理、适应社会主义市场经济发展要求的新型国家标准体系的建设，参照国际标准化组织及发达国家标准化技术委员会的专业设置，与国际接轨。
2010年，相关联的国际标准采标率由目前的44增加到85，标准修订由2000项/年增加到6000项/年，标准制订周期由4.5年缩短到2年，标龄由10.2年缩短到5年以内。
争取到2015年实现标准总体水平达到国际先进水平，我国自主创新技术的标准达到5000项，以我国标准为主制定的国际标准和重点参与制定国际标准达2000项，相关联的国际标准采标率达90以上。
摘自《中国气体》

上海地下管网日均消化470万吨污水

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隐蔽地下管网每天在消化上海的生活污水。上海排水行业协会介绍了生活污水的处理流程，据了解，市民家中的污水经墙外立管流向小区污水管，从小区“出门”后，接入市政污水管，然后按区域汇聚到全市各污水处理厂，经处理后达标排放。目前，上海“织就”逾7000公里地下污水处理管网，处理和消化每天排放的约470万吨污水。
上海污水管网大规模建设，始于苏州河综合整治工程实施。经过苏州河一期、二期、三期综合整治工程的滚动实施，大量的市区污水被截污纳管，集中至石洞口、白龙港、竹园等污水处理厂处理。大量原本直接排入苏州河的生活污水和工业废水被送至污水处理厂,经过除磷、脱氮和消毒处理，达到国家标准后排放。过去，市郊“污水直接下河”的现象十分普遍，近3年来，上海已陆续建成一批郊区污水处理厂和泵站，逐步推进了污水收集管网的建设步伐，郊区污水处理率逐年提高。到2008年底，上海将基本实现中心城区污水收集管网全覆盖，郊区污水治理设施覆盖率将达90％左右，全市城镇污水处理率达到75％。
摘自《中国管道商务网》

中国东北天然气管网建设启动

中国大庆至哈尔滨天然气管道工程的全面开工标志着中国东北天然气管网建设启动。
据大庆油田有限责任公司大庆至哈尔滨天然气管道工程项目经理部经理李立众介绍，此次开工建设的大庆至哈尔滨天然气管道工程是东北天然气管网建设项目的启动性工程，线路全长约７８公里，设计输气量每年５０亿立方米，工程起点位于大庆深层气田区域东部，终点位于哈尔滨市双城市，管道沿线将穿过松花江、京哈铁路、京哈高速公路。２００７年１０月竣工后，该管道除了可以向哈尔滨市燃气用户供气外，还将输气至东北天然气管网中的哈尔滨至北京主干管道，实现“北气南下”。
截至去年年底，大庆油田已探明深层气地质储量为１０１８亿立方米，产能为每年１８亿立方米。除了能满足大庆油田及油田周边地区现有用户用气外，还有大量剩余。东北天然气管网建成后会很大程度上消化大庆油田的富余天然气。
据了解，东北天然气管网建设项目，将覆盖大庆、齐齐哈尔、哈尔滨、长春、沈阳、大连等东北主要城市，随后延伸至北京。管网建成后，可使天然气这种环保高效的新型能源为建设东北老工业基地服务，并将有力促进中国“北气南下” 战略。
业内人士介绍，为满足能源结构的优化调整和天然气消费快速增长的需要，中国正加快构建覆盖全国的天然气基干管网，把各区域性管网连接起来，形成产、运、储、配、销五位一体，横穿西东、纵贯南北的天然气输送网络。
摘自《中国管道商务网》

我国拥有自主知识产权石油管生产线投产

10 月 20 日，在美丽的无锡，随着中国工程院院士李鹤林、殷国茂，以及马来西亚国际贸易与工业部部长拿督里斯·拉菲达·阿齐兹等中外嘉宾和西姆莱斯总经理朴龙华等一起转动阀门，中国人运用自己智慧设计制造的我国第一套“ 250 限动芯棒无缝钢管连轧机组”启动，我国第一条拥有完全自主知识产权的石油管生产线在无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司宣告投产。
近些年来，随着地质条件越来越复杂，油田勘探开发难度增大，具有超高强度、耐腐蚀等特殊功能的高端钻杆的需求越来越大，但中国具备此种生产能力的企业非常少。这条生产线的建成和投产不仅有望改变我国耐高温高压、抗腐蚀等高端不锈钢钻杆主要依靠进口的历史，还将为长期以来外国在国内该领域的垄断画上一个句号，标志着中国人不但有制造优质钢管的能力，也具备建造世界一流重大装备的能力。
石油专用管制造企业西姆莱斯，主导产品为多种钢级、多种螺纹类型的油管和套管，广泛应用于中国石油、中国石化和延长油田等国内主要的油田，并大量出口到美国、加拿大及中亚、中东等近３０个国家和地区。
新投产的这条生产线长约 600 米，具备年产５０万吨钢管生产能力，是由我国专业人员合作设计、制造、安装的，目前可轧制直径 73 —直径 340 不同规格的油井管，其产品覆盖是全世界同类型所有机组中最宽的。
摘自《中国石油报》

上海在大马开辟新的天然气供应源 09年开始供应

据上海市液化天然气有限责任公司透露，位于洋山港的上海液化天然气项目一期工程已获国家发改委核准批复。这一项目在2009年建成后，每年可提供天然气约40亿立方米，成为上海继“西气东输”工程和东海平湖油气田之后的第三个天然气供应源。
该项目的天然气将来自马来西亚，建设地点位于洋山港的中、西门堂岛，由专用船码头、接收站和海底输气干线组成。项目分两期建设，其中一期规模为每年进口天然气三百万吨，工程总投资预计为七十亿元人民币，计划2009年上半年开始供气。
据悉，上海液化天然气有限责任公司已与马来西亚液化天然气第三公司签署了《液化天然气购销合同》。合同约定，马来西亚将从2009年开始向上海供应液化天然气，数量从110万吨起逐年增加，2012年后保证每年供应300万吨。按气体体积估算，约合四十亿立方米。
摘自《中国管道商务网》
标准规范
塑料管道技术标准需规范

建设部组织编制的《建设事业“十一五”重点推广技术领域》中明确提出，在化学建材技术中要重点推广塑料管道技术。
新年伊始，与塑料管道行业相关的两条信息引起业内人士关注。一是由建设部组织编制的《建设事业“十一五”重点推广技术领域》公布，其中明确提出，在化学建材技术中要重点推广塑料管道技术。二是7项塑料管材和管件新国家标准已经实施，对需要推广应用的新技术、限制或禁止使用的不适用技术分别作出了规定。这两条信息表明，我国塑料管道发展前景广阔，但技术亟待规范。
塑料管道主要有聚氯乙烯(PVCU)管、聚乙烯(PE)管和聚丙烯(PP)管等。与传统的金属管、水泥管相比，塑料管道具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、综合节能性好、运输安装方便、使用寿命长等优点，被广泛应用在城市给排水、建筑给排水、供热采暖、城市燃气供应、农用排灌、化工用管以及电线电缆套管等诸多领域。
目前，塑料管道在我国各类管道市场中的占有率已经达到50%以上，其生产能力在2004年达到350万吨，并以15%的年增长率增长。
塑料管道行业的迅速发展，得益于其原料供应商石化企业塑料管材专用料的开发。近年来，中国石化下属的燕山石化、齐鲁石化、扬子石化、上海石化等企业不断加大塑料管材专用料生产的技术和经济投入，专用料产量逐年增加。上海石化引进双峰聚乙烯生产技术，促进了聚乙烯原料生产技术与国际先进技术接轨，对于满足国内对塑料管道重要原料PE 100逐年增长的需求起到了积极作用。
然而，在塑料管道业快速发展的背后，也存在某些隐忧。面对这块 “大蛋糕”，众多企业无论大小都想从中分得一块，似乎是一夜之间，几千家塑料管道企业都冒了出来，使得这一行业从技术竞争逐步转向以价格竞争为主的低层次的竞争。一些企业，在原材料上做文章，以次充好假冒伪劣产品时有出现。
塑料管道如果出现质量问题，危害严重。塑料管道一般都是铺设在建筑物内或埋在地下，一旦泄漏，一些易燃易爆的物体就会喷涌而出，酿成可怕的事故。正因为如此，新的国家标准对塑料管材和管件的技术要求进行了严格的规范。
为适应新的国家标准，需要塑料管材专用料生产厂家和科研部门密切合作，加强技术创新，研究开发和生产更多更好的管道专用料。对塑料管道生产企业来说，应在现有条件下对塑料管道生产的各种资源进行重新整合和有效配置，改变企业生产规模小、工艺技术落后、产品档次低、质量不稳定的局面，同时还应加强检测控制，以确保新的国家标准得到有效的贯彻实施。
摘自《中国管业网》
学术论文
对热网管道中温度应力和位移的分析及对策
嘉兴市特种设备检测院 沈美华

摘要：在热网管道的建设和运行中，由于对温度应力不够重视，常常产生严重的后果。本文从基础力学的角度出发，对温度应力及位移的产生、大小作了分析，并提出了有效的补偿方法。
关键词：热网 温度应力 位移 产生 补偿
随着社会化大生产的不断发展，对热能的需求越来越大，各地的城市供热管网系统及企业内部的供热管网的建设呈现出一派欣欣向荣的景象。在这些规模大小不一的管网的建设中，从管道的设计、制造、安装到使用，基本符合相关规范标准的要求，但也存在着一些问题。笔者在长期的管道检验中发现，由于对温差应力的重视不够，特别是企业内部供热管网系统，造成管道支座损坏，连接件密封面变形泄漏的情况时有发生，更有甚者造成管道严重变形损坏，影响整个系统的正常运行，因此，温度应力对热网管线的影响必须引起高度重视。
1. 问题的提出
在热网管线的建设中，必须考虑温度变化引起的热膨胀和冷收缩，常常选用不同类型的补偿器来消除或减少温度应力的影响。温度应力会在轴向或横向产生直线位移，在空间或平面内产生角位移。那么温度应力和位移是怎么产生的，究竟有多大，又如何来补偿呢？在此着重来分析一下轴向应力、位移的产生及补偿。
2. 对温度应力和位移的分析
众所周知，温度变化会引起物体的膨胀或收缩，使物体产生变形，由于变形受到约束而产生内力。在供热管网系统中，假设热源为高压蒸汽锅炉或导热油炉，介质为高温蒸汽或导热油，经管道流至设备。管道由各种支座支承，与锅炉和设备相比，管道的刚度很小，因此可以把锅炉和设备看作两个固定端，而管道就是两端固定的杆件，由于导向支座和滑动支座对轴向位移不产生大的影响，仅考虑固定支座，整个系统简化为图1的结构(A1 B1为任意两相邻固定支座)。

图1 管道系统简化图

取A1 B1段分析，简化成图2结构：

图2 两相邻固定支座间管段分析图
当管道中高温介质蒸汽或导热油通过时，就相当于上述图2两端固定杆A1 B1的温度发生了变化。由于固定端限制杆件的膨胀或收缩，必有约束反力RA1和RB1作用于两端，并在杆件AB内产生内应力。对上述两端固定的A1 B1杆来说，由静平衡条件得出
RA1 = RB1 （1）
由（1）不能得出反力的大小，因此必须考虑变形谐调条件，假设拆除右端支座B1，允许杆件自由胀缩，当温度变化为Δt时，杆件的温度变形量为
Δlt=αΔt l （2）
（2）式中α为材料的线膨胀系数，假如在右端作用力RB1，由虎克定律，杆件因RB1而产生的缩短量为
（3）
E—材料的弹性模量，A—材料的横截面面积
由于杆件两端固定，长度不能变化，必须有
Δlt=Δl
即 αΔt l= （4）
得 RB1 = E AαΔt
杆件中应力是 = EαΔt
碳钢的α= 12.5×10-61/℃, E = 200 GN/m2
故 t =12.5×10-6×200×103Δt = 2.5Δt MN/ m2
若杆件的温差Δt = 300℃
则有 σt = 2.5×300=750Mpa
可见杆件中的温度应力是相当可观的。根据GB150-1998表4-3，符合GB8163标准的20钢在常温时的许用应力为130Mpa，300℃的温差产生的温差应力已接近常温时许用应力的6倍,如温差增大,温差应力将更大。
对碳钢杆件,如果两固定支座间距l=150m，则有
Δlt=αΔt l = 12.5×10-6×300×150 = 0.56m = 56cm
也就是说，间距为150米的两固定支座间的杆件,若温差达到300℃,其伸缩位移量可达56cm。不锈钢的线膨胀系数更大，在相同的温差下，伸缩量将更大。如果在两固定支座间不设置补偿器,补偿温差应力的影响,那么杆件为了释放强大的内应力,必然会产生向支座两端伸缩的趋势,结果是损坏固定支座或使联接件密封面变形而造成泄漏；如果固定支座的刚度和强度足够大,那么杆件（管道）会用自身的变形来谐调释放内部应力,这样造成杆件（管道）的严重变形损坏。
由于很多管线不在一条直线或一个平面内，温差除了产生轴向位移，还会产生横向位移和空间的角位移。
3.对策
在供热管网的设计安装中，可选用合适的补偿器、选择合适的预紧（拉）量，来补偿因热胀冷缩产生的各种位移，避免因温差应力而造成各种事故。
补偿器的种类比较多，按其结构可分为波纹膨胀节、填料式补偿器、球形补偿器、Π型或Ω型膨胀弯管等；按其功能来分,主要有轴向或横向直线位移补偿器及空间或平面角位移补偿器。目前应用最广的是波纹膨胀节及Π型或Ω膨胀弯管。一般来说，用于吸收管线轴向位移，可选用直管压力平衡式补偿器；用于吸收管系横向位移，可选用大拉杆补偿器，特别在含“Z”形或“L”形管段的管线中，大拉杆补偿器设置在“Z”形或“L”形的短臂上，效果非常好；用于吸收任意平面内的空间管系的角位移，选用万向角补偿器；用于吸收平面管系的角位移，则选用角向补偿器即可；对于低压架空的管线及企业内部的供热管线，可采用通用型波纹膨胀节、Π型或Ω型膨胀弯管及L型自然补偿。当然，在热网管系中，为了全面吸收各种温度位移，常组合使用各种补偿器。如在Π型膨胀弯管的两平行臂上安装大拉杆补偿器，在“Z”形或“L”形较多的管系中还需安装角向补偿器，充分发挥不同结构的补偿器的作用，达到最大限度补偿应力位移的目的。

技术论坛
供热管道一次性补偿器断裂原因分析

直埋供热管道技术的发展和完善对我国供热工程的进步起到了积极的推动作用，直埋供热管道的推广应用可节约投资，降低能耗。由于城市供热管网敷设管线较长，对于热水管网，一般每米热伸长量在1mm左右，要求管网敷设中每隔一定距离连接一个补偿器。敷设的供热管道在第二年准备供热重新注水时，发现一次性补偿器断裂，造成大量的水外流。本文采用有限元法，对热补偿器在实际应用中的降温过程进行准确的模拟仿真，从而找出供热管道断裂的原因。
1 补偿器的材料及与供热管道连接
补偿器中的波纹软管材料为18-8不锈钢，其它为Q235钢。Q235钢的泊松比为0.25；比热容为502J/℃；热传导系数为10W/（m.K）；不同温度下的弹性模量见表1

表1 Q235钢在不同温度下的弹性模量（×105MPa）
项目
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
Ex、Ey、Ez
2.06
2.052
2.045
2.037
2.03
2.022

一次性补偿器在工作过程中，首先补偿器的两端与供热管道焊接，热水从补偿器中的波纹软管中流过，按供热管道施工设计要求，当管道中的水温达到70℃时，由于热的作用，管道开始膨胀，波纹软管被压缩，管道伸长达到设计长度，将补偿器的插入式套筒焊接起来，因是一次性补偿器，它只在供热管道敷设过程中起补偿作用，一旦补偿器的插入式套筒焊接起来，它相当于供热管道的一部分，在供热管道运行中不再起补偿作用。
2 热补偿器的建模
通过对热补偿器的工作状态分析可知，当供水水温达70℃时，将补偿器的外套筒焊接起来，供暖水温逐渐达到最高供热温度110℃。第二年3月停止供热时，开始冷却，冷却到室温10℃左右。在温度大于70℃时补偿器的工作状态受压，补偿器的工作状态稳定，停止供热冷却时，在温度小于70℃时补偿器的工作状态受拉，在拉应力的作用下造成外套筒端盖与端管的角焊缝处产生裂缝。
3 结果分析
通过对热补偿器的建模和仿真，可以知道，在加强板以及与其连接的区域温度最高可以达到48.442℃，在加强板与热补偿器连接的区域温度也很高（46.769℃），整个补偿器的温度均在43.424℃以上，而在供热管道的其他区域温度在40.915℃左右，且随着与热补偿器的距离增加而降低。所以热补偿器上的温度比供热管道的其它区域温度高8℃。热补偿器以及供热管道的温度影响着它们的位移，随着温度的升高，补偿器会膨胀，当温度降低时必然要受到一个拉应力的作用，影响补偿器的工作，使其发生断裂的可能性。
此外，端盖与端管相连接的角焊缝区域，等效应力最大达到了250MPa，存在应力集中。而在热补偿器及加强板中的等效应力并不是很大，热补偿器中等效应力为30MPa，加强板中为2.53MPa，在整个管道上，这两部分的应力较供热管道要小，供热管道区域的等效应力为57.4MPa。以上情况说明在热补偿器工作状态下，补偿器与管道的连接处等效应力最大，而且超过了材料本身的屈服强度及许用应力值，加大了断裂的可能性。
摘自《压力容器》

LNG的应用与气化站设计的探讨

一、我国 LNG应用的现状
　 为了改变能源结构，改善生态环境状态，发展西部经济，我国政府十分重视对西部天然气的开发和利用。近几年，天然气的液化和储运方面发展迅速。
①LNG的生产
　 20世纪90年代初，中国科学院等单位先后为四川和吉林石化企业建成了2座LNG中试装置，生产LNG的能力分别为0.3 m3／h和0.5 m3／h。20世纪90年代中期，长庆石油勘探局在陕北建立1座示范性LNG工厂。20世纪90年代末，上海浦东建造了l座天然气液化工厂，主要作调峰备用气源。该装置是由德国燃气公司提供的工艺设计、设备供给及技术服务。2001年11月，中原石油勘探局为了将天然气资源用于城市燃气和汽车代用燃料，在河南省濮阳市建造了1座生产LNG的装置，用LNG汽车槽车向山东、河南和江苏等地供气。2003年末，新疆广汇集团在吐哈油田建设了1座LNG工厂，通过槽车把气运往各地。
②LNG的接收终端
　 为了满足日益增长的能源需求，我国计划从国外进口天然气。广东深圳建造的我国第l座LNG接收终端站，在2006年建成。从澳大利亚年进口LNG，主要用于民用、工业和发电。在福建的湄洲湾筹建第2个LNG终端站，气源来自印度尼西亚，年进口LNG量为250×104 t／a。长江三角洲的第3个终端站目前也已在计划建设中。
③LNG的运输
　 我国现已研制开发了LNG运输汽车槽车、LNG铁路和海运罐式集装箱，并已着手建造LNG运输船。
④LNG的供应市场
　 由于国内已建成多个LNG工厂，提供了充足的气源保证。因此，在山东、江苏、河南、湖南、浙江、广东和福建等地的一些中心城镇已建立了数座LNG气化站，向城镇居民或工业企业提供天然气。另外，为了降低燃油汽车尾气排放带来的城市大气污染，国家正积极推动LNG汽车及加气站的研究开发工作。目前在北京、上海等地已进入到示范性试验阶段。因此，我国LNG市场的前景是十分广阔的。
二、 LNG的主要特性参数

表1 LNG的组成
组分
CH4
C2H6
C3H8
C4H8等烃类
N2
C02
体积分数 ％
93.63
4.10
1.20
1.00
0.06
0.01
表2 LNG的主要特性参数
液态密度(－162℃)/(kg/m3)
447
气态密度/(kg/m3)
0.772 9
沸点(常压)/℃
－162
凝固点(常压)/℃
－184
燃点/℃
650
爆炸极值/％
5～15
气化潜热/(kJ/kg)
522
低热值/(kJ/m3)
37681
高热值/(kJ/m3)
49355
临界温度/℃
－80
临界压力/MPa
4.58

三、 LNG气化站的主要设备
LNG气化站的主要设备有储罐、气化器和增压器等。
3.1 储罐
储罐容积根据用气量、储存天数、运输距离和运输工具等因素确定。储罐主要分金属储罐和钢筋混凝土储罐2类。
目前我国现有LNG气化站常用的储罐为立式 LNG储罐，储罐的隔热方式有真空粉末隔热、正压堆积隔热和高真空多层隔热3种类型。现在国内大多采用50 m3和100 m3的圆筒型双金属真空粉末隔热型储罐，LNG日蒸发率一般小于等于总储量的0.3％。储罐内筒及管道的材质0Crl8Ni9奥氏体不锈钢，外筒选用优质碳素钢16MnR压力容器用钢板，内筒内直径为3 000 mm，外筒内直径为3450mm，夹层填充珠光砂并抽真空。100 m3储罐技术特性参数见表3。

表3-1储罐技术特性参数
项目
内筒
外筒
容器类别
三类
储罐介质
LNG

最高工作压力/MPa
0.50
常压
设计压力/MPa
0.75
常压
气密性试验压力/MPa
0.75

管路气密性试验压力/MPa
0.75

安全阀启排压力/MPa
0.55

最低工作温度/℃
－196

　设计温度/℃
－196

工作温度/℃
－162

几何容积/m3
105

有效容积/m⒊
100

设计厚度/mm
8.93
11.20
主体材质
0Crl8Ni9
16MnR

3.2 LNG气化器
　 LNG的气化应满足当地的气候条件及工艺要求，可选用的气化器有加热式气化器和环境式气化器。加热式气化器的气化热源为蒸汽或热水等。现通常采用的加热式气化器是水浴式气化器。环境式气化器采用自然
环境的热源，如大气、海水或地热水。现通常采用的环境式气化器是空温式气化器。冬季环境温度较低时，即当空温式气化器出口天然气温度低于 5℃时，则需要在空温式气化器后串联加热式气化器加热天然气。空温式气化器和加热式气化器的选型，应根据高峰小时用气量和气化器的气化能力来确定。
3.3 增压器
　 当储罐内的低温液体向外排出时，储罐内的压力会逐渐下降。为保持储罐内的压力稳定，必须对储罐进行增压。低温容器的增压系统主要有低温泵增压系统、外部气源增压系统和自增压系统。低温泵增压系统是在排液口设置低温泵，利用泵的机械功使低温液体增压，并向气化器输液。但低温泵要求外部安装条件比较严格，不适于小型供气系统。外部气源增压系统是利用外来的气源实现增压和排液过程，但需要额外的CNG储罐和高压天然气。自增压系统是目前各种低温储罐最常用的增压系统，是将部分的 LNG排出储罐，经气化器气化后再返回至储罐的气相空间，从而达到储罐增压的目的。
3.4 管材及附件
LNG为低温液体，低温部分的管道和阀门必须耐一162℃低温。设计采用无缝不锈钢管，材质为0Crl8Ni9，标准号为GB／T 14976—2002。阀门为耐低温阀门，材质也为0Crl8Ni9，在一196℃温度下阀门开闭自如。经调压器后管道采用无缝钢管，其标准号为GB／T 8163—1999，阀门采用常温阀门即可。
四、 LNG气化站的安全设计
对于LNG的储运和气化供应环节，主要考虑的是安全问题，所以工程设计和LNG气化站运行的安全就是防止天然气泄漏、消除引发燃烧的基本条件以及满足LNG设备的防火及消防要求。由于涉及相变过程，为了防止低温LNG设备超压，引起超压排放和爆炸，在装置中还应设有BOG系统、放散系统和氮气吹扫系统等。另外，根据LNG的低温特性，除对材料选择和设备制作方面提出相关要求外，在进行LNG操作时，操作人员应做好防护，为保证LNG气化站的安全运行，在设计时必须做到以下几点：
①气化站的生产区(储罐区、气化区、装卸区)与站内、外建、构筑物的安全防火距离必须达到规范要求；
②工艺设备(如储罐)上必须设置紧急关闭系统，以控制LNG的连续释放产生的危害；
③在生产区易产生LNG溢出和泄漏的部位应设置可燃气体泄漏检测仪及低温检测仪，并设有报警装置；
④低温设备和材料必须根据低温条件进行选定，根据目前国内LNG气化站运行情况，关键部位的低温阀门应选进口阀门；
⑤建设消防给水系统，配备灭火器；
⑥建立健全各项规章制度，对员工必须进行操作规程和常规事故处理方法的培训，经考试合格取得上岗证后方可上岗。
五、结束语
作为城镇燃气，LING的发展前景是广阔的。 LNG的气化工艺技术成熟，安全可靠。LNG为那些远离天然气输气管道或暂时无法建设输气支线的中小城镇提供了气源保证。在今后管道天然气到来时，已建的LNG气化站可作为有效的调峰气源。
摘自《中国燃气安全网》
中国天然气管道工业发展前景

中国是能源大国，这里有两层含意：据统计，2000年中国一次能源总产量10.9亿吨标准煤，居世界第三位，另一方面中国也是能源消耗大国，2000年中国一次能源消耗达12.8亿吨标准煤，居世界第二位。
作为名列世界第二的能源消耗大国，中国能源结构极不合理，现将IEA（国际能源署）对2002 年IEA成员国与中国能源结构的对比列于表一。
表一 IEA成员国与中国能源结构的对比

IEA成员国
中国
石油
40．3％
23．4％
天然气
21．8％
2．7％
煤
20．5％
66．1％
核能
11．7％
0．7％
其它
5．7％
7．1％
总计
100％
100％

由表一看出在中国的能源结构中煤占的百分比过大，天然气占的百分比太小，世界上所有经济发达国家伴随着经济的发展都经历过一场能源结构的改变，在80年代中期，中国出现经济起飞的势头，当时许多专家提出要逐步改变能源结构的建议，但未引起足够的重视，至90年代中期空气污染非常严重，据粗略估计SO2 的排放量达到2370万吨/年，全国30－40％的面积落过酸雨，烟尘排放量约为2100万吨/年，CO2加上NO4达1500万吨/年，据了解SO2排放量占世界第一位，CO2排放量占世界第二位。
近若干年中国政府和广大人民非常关注环境保护，强调人与自然和谐，发展经济决不能以牺牲人民的健康为代价。在能源结构方面要在石油、煤炭、天然气共同发展的同时逐步增加天然气的比列，减少煤