一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，包括以下步骤：S1：根据长输乙烷管道勘探与设计资料，收集影响阀室设计间距值的基础参数；S2：对影响阀室间距的相关因素数据进行计算；S3：判断乙烷管道所处的地区等级；S4：根据地区等级关系选择阀室间距计算公式进行计算，其中计算公式为：

A method to determine the distance between block valve chambers of long distance ethane pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法
本专利技术涉及能源输送
，具体为一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法。
技术介绍
作为一种重要的化工原料，乙烷通过管道输送至炼厂进行加工，能够将气田伴生气就近利用，且作为乙烷主要依靠国外进口的重要补充渠道。线路截断阀室是管道运行安全的重要保证，考虑到乙烷的物性参数与相态特征有别于一般的天然气和原油，从工艺、安全、环保等角度出发，对乙烷输送管线截断阀室的研究工作不可忽视。新建乙烷输送管道在设计之时，对阀室数量的考虑主要从三个方面进行约束：一是建设成本等经济投资，阀室数量越多则相应的管道建设投资大大增加；二是保障管道的安全性，阀室本身是管道系统风险较高、易于受到外界破坏的对象，阀室数量与管道系统风险管理有较大关系；三是务必始终保证乙烷在管道输送时工艺参数处于稳定区，防止出现气相输送液化或者液相输送汽化的现象。目前外对乙烷长输管道阀室间距的设置均参考天然气长输管道，缺乏针对性的设计准则，美国等石油行业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ASMEB31.8法规，对阀室间距的原始规范要求基于经验性的延续和修正，无明确计算指标，我国采用GB50351对天然气长输管道阀室间距进行规范要求，该标准援引自ASMEB31.8，同时，在国内直接采用美国标准存在一定的不适性，例如，地区等级分类对阀室间距有着重要影响，国内规定沿管线中心线两侧各200m范围内，任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段；但美国运输部(DOT)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。由此可见国外的阀室间距设置标准并不完全适用于我国国情。综上所述，目前我国乙烷长输管道阀室间距设置方法确实存在一些不足，缺乏针对性的设计指导和系统的规范要求，同时缺乏理论支撑对未来行业安全法规的更新和推广带来困难。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，解决了目前对乙烷长输管道阀室间距设置依据不清晰、设置标准不明确的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，包括以下步骤：S1：根据乙烷输送管道前期勘探与设计资料，收集影响阀室设计间距值的基础参数；S2：对影响阀室间距的相关因素数据进行计算；S3：判断乙烷管道所处的地区等级；S4：选择相应的计算公式计算乙烷阀室间距值，其中计算公式为：式中Pf为各地区等级管道受第三方损坏的失效概率，[km.年]-1；ψ系数在一级、二级、三级、四级地区的取值分别为ψ1＝1.492×10-5、ψ2＝1.493×10-5、ψ3＝1.4933×10-5、ψ4＝1.494×10-5；L为管道计算长度，km；ρ3为人口密度，人/m2；l为阀室间距，km。进一步地，所述S1中收集的基础参数包括：管径、壁厚、埋深、所处地区的人口密度、地区等级和允许的管道排空泄放量。进一步地，所述S2中对影响阀室间距的相关因素值进行计算包括：①计算管道第三方损坏基础失效频率；②确定失效频率与管道壁厚的关系；③确定失效频率与地区等级的关系；④确定失效频率与管道埋深的关系；⑤确定失效频率与管道保护措施的关系；⑥计算管道失效频率。作为优选方式，所述计算管道因第三方破坏而导致事故的基础失效概率表达式为：p1＝10(-0.00178D-0.44306)式中，D为管道直径，mm。作为优选方式，所述计算管道失效频率的表达式为：pf＝p1×m1×m2×m3×m4式中Pf为各地区等级管道受第三方损坏的失效概率，[km.年]-1；P1为与管径有关的管道第三方损坏导致的失效概率，[km.年]-1；m1为管道壁厚修正系数；m2为管道位置修正系数；m3为管道埋深修正系数；m4为管道保护措施修正系数。进一步地，所述S3中判断乙烷所处的地区等级包括：确定管道区域影响面积，确定影响区域内常住居民户数或自然人数。进一步地，所述S4中选择相应的计算公式计算乙烷阀室间距值包括：根据地区等级划分为一、二、三、四级的地区等级关系，选择计算公式。(三)有益效果本专利技术具有以下有益效果：该乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，通过收集管径、壁厚、埋深、所处地区的人口密度、地区等级和允许的管道排空泄放量等基础数据并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、确定失效频率与地区等级的关系、确定失效频率与管道埋深的关系、确定失效频率与管道保护措施的关系、计算管道失效频率，进一步明确了乙烷管道阀室的设置依据；通过管道所处地区的实际人口密度，推荐不同的阀室间距值的计算公式，进一步明确了现场使用条件，从而，构建更加可靠的计算公式，更好的指导乙烷管道阀室的设计工作。附图说明图1为本专利技术流程框图。图2为管道受第三方损害失效频率与管径拟合曲线图。图3为阀室前期设计勘察费用与PD2的关系拟合图。图4为中国地区等级划分图。图5为长输管道受第三方损坏失效频率及修正系数图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例提供一种技术方案：一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据乙烷输送管道前期勘探与设计资料，收集影响阀室设计间距值的基础参数；S2：对影响阀室间距的相关因素数据进行计算；S3：判断乙烷管道所处的地区等级；S4：选择相应的计算公式计算乙烷阀室间距值，其中计算公式为：式中Pf为各地区等级管道受第三方损坏的失效概率，[km.年]-1；ψ系数在一级、二级、三级、四级地区的取值分别为ψ1＝1.492×10-5、ψ2＝1.493×10-5、ψ3＝1.4933×10-5、ψ4＝1.494×10-5；L为管道计算长度，km；ρ3为人口密度，人/m2；l为阀室间距，km。所述S1中收集的基础参数包括：管径、壁厚、埋深、管道影响区域、区域内常住居民户数或自然人数。所述S2中对影响阀室间距的相关因素值进行计算包括：计算管道第三方损坏基础失效频率，公式为：p1＝10(-0.00178D-0.44306)式中，D为管道直径，mm。再确定失效频率与管道壁厚的关系，基于不同壁厚下的失效频率，通过线性拟合得到管道壁厚修正系数。...

【技术保护点】
1.一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于，包括以下步骤实施：/nS1：根据乙烷输送管道前期勘探与设计资料，收集影响阀室设计间距值的基础参数；/nS2：对影响阀室间距的相关因素数据进行计算；/nS3：判断乙烷管道所处的地区等级；/nS4：选择相应的阀室间距计算公式，计算阀室间距值，其中计算公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于，包括以下步骤实施：
S1：根据乙烷输送管道前期勘探与设计资料，收集影响阀室设计间距值的基础参数；
S2：对影响阀室间距的相关因素数据进行计算；
S3：判断乙烷管道所处的地区等级；
S4：选择相应的阀室间距计算公式，计算阀室间距值，其中计算公式为：



式中，Pf为各地区等级管道受第三方损坏的失效概率，[km.年]-1；
ψ系数在一级、二级、三级、四级地区的取值分别为ψ1＝1.492×10-5、ψ2＝1.493×10-5、ψ3＝1.4933×10-5、ψ4＝1.494×10-5；
L为管道计算长度，km；
ρ3为人口密度，人/m2；
l为阀室间距计算值，km。


2.根据权利要求1所述的一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于：所述S1中收集的基础参数包括：管径、壁厚、埋深、所处地区的人口密度、地区等级和允许的管道排空泄放量。


3.根据权利要求1所述的一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于：所述S2中影响阀室间距的相关因素值包括：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、确定失效频率与地区等级的关系、确定失效频率与管道埋深的关系、确定失效频率与管道保护措施的关系、计算管道失效频率。


4.根据权利要求3所述的一种乙烷长输管道线路截断阀室间距的确定方法，其特征在于：所述计算管道因第三方破坏...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢含宇，李长俊，贾文龙，韦南，李桂亮，翁伟强，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51