压缩空气储能系统集气装置工程设计规范.docx

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1、ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号中关村储能产业技术联盟标准T/CNESAXXXX-XXXX压缩空气储能系统集气装置工程设计规范Designspecificationofgas-gatheringpipe1ineforcompressedairenergystoragesystem点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）XXXX-XX-XX实施XXXX-XX-XX发布中关村储能产业技术联盟本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国科学院工程热物理研究所提出并解释。本标准由中关村储能产业技术联盟归口。本标准起草单位：中国科学院工程热物理研究所

2、、国家能源大规模物理储能技术（毕节）研发中心、葛洲坝中科储能技术有限公司。本标准主要起草人：陈海生、李文、周学志、汪翔、盛勇、左志涛。本标准首次发布。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。压缩空气储能系统集气装置工程设计规范1范围本标准规定了压缩空气储能系统集气装置的位置选择、工艺、设计、防腐及试压等规范。本标准适用于压缩空气储能系统新建、扩建或改建集气装置的工程设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB16297

3、-1996大气污染物综合排放标准GB50057建筑物防雷设计规范GB50251输气管道工程设计规范GB/T150（所有部分）压力容器GB/T8163输送流体用无缝钢管GB/T9711石油天然气工业管线输送系统用钢管GB/T12459钢制对焊无缝管件GB/T21447钢质管道外腐蚀控制规范GB/T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范SY/T0452石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T4103钢质管道焊接及验收3术语下列术语和定义适用于本文件。3. 1集气装置气体gas-gatheringpipe1inegas通过集气装置输送、存储的空气。集气装置工程gas-gatheringpipe1ine

4、project通过集气装置输送、存储空气的工程。一般包括集气设备、装置附件、排放设施及执行机构等工程内容地上集气装置above-groundgas-gatheringpipe1ine除基础外所有设备均在地面以上或露天的集气装置工程。地下集气装置undergroundgas-gatheringpipe1ine除排放设施及执行机构外所有设备均在地面以下或被覆盖的集气装置工程。集气装置附件gas-gatheringpipe1ineauxiIiaries管件、法兰、阀门、汇管等集气装置专用承压部件。设计压力designpressure(DP)在相应的设计温度下，用以确定管道计算壁厚及其他元件尺寸的压力

5、值，该压力为管道的内部压力时称为设计内压力，为外部压力时称为设计外压力。设计温度designtemperature管道在正常工作过程中，在相应设计压力下，管壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。操作压力OPeratingpressure(OP)在稳定操作条件下，一个系统内介质的压力。最大操作压力maximumoperatingpressure(MOP)在正常操作条件下，集气装置中的最大实际操作压力。3.10最大允许操作压力maximumaIIowabIeoperatingpressure(MAOP)集气装置遵循本规范的规定，所能连续操作的最大压力，等于或小于设计压力。3.11泄压放空系统reI

6、iefandbIow-downsystem对超压泄放、紧急放空及开工、停工或检修时排放出的气体进行定向排放的设施，一般由泄压设备、放空管和处理设备组成。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CAES：压缩空气储能系统5位置选择5.1 集气装置位置的选择应根据建设场地、压缩机、膨胀机位置并结合建设、使用方便性、现状与规划，以及地形、地质等自然条件，通过综合分析和技术经济性比较确定。5.2 安装位置靠近公路并与公路并行时，宜在公路用地界3m以外，与铁路并行的管道宜在铁路用地界3m以外，如地形受限或其他条件限制的局部地段不满足要求时，应征得道路管理部门的同意。5.3 当施工位置需要爆破挖沟时，应避免对公众

7、及周围设施的安全造成影响。5.4 埋地管道与建（构）筑物的间距应满足施工和运行管理需求，且管道中心线与建（构）筑物的最小距离不应小于5mo5.5 集气装置应避开滑坡、崩塌、塌陷、泥石流、洪水严重侵蚀等地质灾害地段，宜避开矿山采空区及全新世活动断层。当受到条件限制必须通过上述区域时，应选择危害程度较小的位置，并采取相应的防护措施。6集气工艺6.1 一般规定6.1.1 集气装置的设计压力应根据气源条件、用气需要、管材质量及管道附近的安全因素，经技术经济比较后确定。6.1.2 当管道及其附件按GB/T21447、GB/T21448的要求采取了防腐措施时，不应再增加管壁的腐蚀裕量。6.1.3 管道应设

8、排污设施，排空及安全阀设施。6.2 工艺设计6.2.1工艺设计应根据气源条件、用气条件等要求，经综合分析和技术经济对比后，对集气装置进行优化设计，确定最终工艺方案。6.2.2工艺设计应确定下列内容：a）集气装置工艺参数和流程；b）集气装置设计压力及用气压力；c）集气装置总容量、占地面积和布置形式。6.2.3集气装置设计压力、设计温度、总容量等参数应和CAES特性匹配，满足系统工艺参数和变工况运行的要求。6.2.4对于较大容量的集气装置应考虑分组设置，满足不同容积调节要求。6.2.5集气装置的强度设计应满足运行工况变化的要求。6.2.6集气装置进、出口可以共用，也可以分开设置，必须在进出口位置设

9、置截断阀。6.2.7集气装置工艺设计至少应具备以下相关资料：a）气体的成分：b）气源的数量、位置、流量及其变化范围；c）气源的压力、温度及其变化范围；d）用气设备对供气压力、流量及其变化的要求；e）自然环境条件和地下水位等地勘条件。6.3集气装置的安全泄放6. 3.1集气装置宜在高点设置泄压放空设施。7. 3.2集气装置分组应分别设置放空阀，并应结合建设环境设置放空管或预留放空接口。放空管直径应不小于放空阀直径。8. 3.3可能存在超压情况的管道、设备和容器，必须设置安全阀或压力控制装置。6. 3.4安全阀的定压应经系统分析后确定，并应符合下列规定：a）压力容器的安全阀定压应小于或等于受压容器

10、的设计压力。b）管道的安全阀定压（Po）应根据工艺管道最大允许操作压力（P）确定，并应符合下列规定：1）当P1.8MPa时，管道的安全阀定压（PO）应按下式计算：Po=P+0.18MPa（1）2）当18MPaP7.5MPa时，管道的安全阀定压（Po）应按下式计算：Po=1.05P（3）4）采用0.8强度设计系数的管道设置的安全阀，定压不应大于1（MP。6. 3.5安全阀泄放管直径计算应符合下列规定：a）单个安全阀的泄放管直径，应按背压不大于该阀泄放压力的10%确定，且不应小于安全阀的出口管径；b）连接多个安全阀的泄放管直径,应按所有安全阀同时泄放时产生的背压不大于其中任何一个安全阀的泄放压力的

11、10%确定，且泄放管截面积不应小于安全阀泄放支管截面积之和。6. 3.6放空的气体应按GB16297T996中大气污染物排放限值要求安全排入大气。7. 3.7放空管的设计应符合下列规定：a）放空管直径应满足设计最大放空量的要求；b）放空管的顶端不应装设弯管；c）放空管应有稳管加固措施；d）放空管底部宜有排除积水的措施；e）放空管设置的位置应能方便运行操作和检修维护。7集气装置地区等级划分及其设计7.1 建设地区等级划分7.1.1 集气装置应尽量建设在与CAES系统相互独立的区域，减少和其他设备、建筑体的交叉建设。根据建设位置不同，划分为两个地区等级，并应依据地区等级做出相应的管道设计。7.1.

12、2 地区等级划分应符合下列规定：a)一级地区：独立的压缩空气储能系统建设区域(装置周边200In范围内聚居户数在15户及以下区域)；b)二级地区：多功能工业园区建设区域。7.2 设计系数确定集气装置管道的强度设计系数应符合表1的规定。表1强度设计系数地区等级强度设计系数一级地区0.72二级地区0.6注：地区等级划分时应充分考虑该地区的建设发展规划情况。7.3 集气管道强度计算8. 3.1集气管道强度计算应符合下列规定：a)埋地管道强度设计应根据系统所处地区等级以及所承受永久荷载、可变荷载和偶然荷载而定，通过地震动峰值加速度大于或等于0.05g至小于或等于0.4g地区内的管道，应按GB50470

13、的有关规定进行强度设计和校核；b)埋地直管段的轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于钢管标准规定的最小屈服强度的90%,管道附件的设计强度不应小于相连管道直管段的设计强度；c)集气装置采用的钢管焊缝系数值应取1.0。9. 3.2集气装置直管段管壁厚度应按下式计算：3=a-2%叫(4)式中：钢管计算壁厚(mm)；P设计压力(MPa)；D管外径(mm)；钢管标准规定的最小屈服强度(MPa)；焊缝系数；F强度设计系数，应按表1选取；t温度折减系数，当温度小于120时，t值应取1.0。7.3.3当温度变化较大时，应进行热胀应力计算。必要时应采取限制热胀位移的措施。7.3.4应综合考虑管道受内压和温差

14、共同作用下弯头的组合应力。7.3.5集气装置的最小管壁厚度不应小于4.5mm,钢管外径与壁厚之比不应大于IOOo7.3.6对于管道加工后出现高温受热情况，其使用应按GB50251的有关规定施行。7.4材料7.4.1集气装置所用钢管及管道附件的选材，应根据操作压力、温度、使用地区等因素，经技术经济性比较后确定。采用的钢管和钢材，应具有良好的韧性和焊接性能。7.4.2集气装置选用的钢管应符合GB/T9711中的PS12级、以及GB/T8163的要求。7.4.3集气装置所采用的钢管和管道附件，应根据强度等级、管径、壁厚、焊接方式及使用环境温度等因素对材料提出韧性要求。7.4.4钢级不明的材料不应用于

15、管道及其管道附件制作。铸铁和铸钢不应用于制造管件。7.4.5钢管应在工厂逐根进行静水压试验，管体或焊缝不得渗漏，管壁应无明显的鼓胀。一级地区采用0.8设计系数的钢管,工厂静水压试验压力产生的环向应力不应小于管材标准规定的最小屈服强度的95%o其他设计系数使用的钢管，工厂静水压试验压力产生的环向应力不宜小于管材标准规定的最小屈服强度的90%o7.4.6处于寒冷地区地面安装的承压元件、法兰及紧固件等材料的力学性能应满足设计最低温度的使用要求。7.4.7钢管表面的凿痕、槽痕、刻痕和凹痕等有害缺陷处理应符合下列规定：a）钢管在运输、安装或修理中造成壁厚减薄时，管壁上任一点的厚度不应小于按公式（4）计算确定的钢管壁厚的90%；b）凿痕、槽痕应打磨光滑，对被电弧烧痕所造成的“冶金学上的刻痕”应打磨掉，并圆滑过渡，打磨后的管壁厚度小于7.4.7中a）的规定时，应将管子受损部分整段切除，不得嵌补；c）在纵向或环向焊缝处