ICS 21.020 P 47 团 体 标 准 T/CERS 0004-2018 压缩空气储能系统集气装置工程设计规范 Design specification of gas-gathering pipeline for compressed air energy storage system 2018-10-01 发布 2018-10-01 实施 中 国 能 源 研 究 会 发布 T/CERS 0004—2018 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 位置选择 .......................................................................... 2 5 集气装置设计 ...................................................................... 3 5.1 建设地区等级划分 ............................................................... 3 5.2 设计系数确定 ................................................................... 3 5.3 集气管道强度计算 ............................................................... 3 5.4 材料 ........................................................................... 4 5.5 管道附件 ....................................................................... 5 5.6 附属设施 ....................................................................... 5 6 集气工艺 .......................................................................... 5 6.1 工艺设计 ....................................................................... 5 6.2 集气装置的安全泄放 ............................................................. 6 6.3 集气管道防腐 ................................................................... 7 7 集气管道清管、试压与吹扫 .......................................................... 7 Ⅰ T/CERS 0004—2018 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 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。 本标准由中国能源研究会储能标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国科学院工程热物理研究所、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、华中科技大学、贵州电网有限责任公司电力科学研究院。 本标准主要起草人：陈海生、李文、汪翔、周学志、盛勇、左志涛。 II T/CERS 0004—2018 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、设计、工艺、清管和试压。 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。 GB/T 150（所有部分）压力容器 GB/T 8163 输送流体用无缝钢管 GB/T 9711—2017 石油天然气工业管线输送系统用钢管 GB/T 12459 钢制对焊无缝管件 GB/T 21447 钢质管道外腐蚀控制规范 GB/T 21448 埋地钢质管道阴极保护技术规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50251 输气管道工程设计规范 GB 50470 油气输送管道线路工程抗震技术规范 SY/T 4103 钢质管道焊接及验收 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 注：涉及压力参数取值部分如无特殊说明均指表压。 3.1 集气装置工程 gas-gathering pipeline 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。 3.2 地上集气装置 above-ground gas-gathering pipeline 除基础外所有设备均在地面以上或露天的集气装置工程。 3.3 地下集气装置 underground gas-gathering pipeline 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。 1 T/CERS 0004—2018 3.4 集气装置附件 gas-gathering pipeline auxiliaries 管件、法兰、阀门、汇管等集气装置专用承压部件。 3.5 设计压力 design pressure (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。 3.6 设计温度 design temperature (DT) 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。 3.7 操作压力 operating pressure (OP) 在稳定操作条件下，系统内介质的压力。 3.8 最大操作压力 maximum operating pressure (MOP) 在正常操作条件下，集气装置中的最大实际操作压力。 3.9 最大允许操作压力 maximum allowable operating pressure (MAOP) 集气装置遵循本规范的规定，所能连续操作的最大压力，该压力等于或小于设计压力。 3.10 泄压放空系统 relief and blow-down system 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 位置选择 4.1 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。 4.2 集气装置位置靠近公路并与公路并行时，宜在公路用地界 3 m 以外，与铁路并行的管道宜在铁路用地 界 3 m 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。 4.3 当施工位置需要爆破挖沟时，应避免对公众及周围设施的安全造成影响。 4.4 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 5 m。 4.5 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。 2 T/CERS 0004—2018 4.6 集气装置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。 5 集气装置设计 5.1 建设地区等级划分 5.1.1 集气装置应尽量建设在与压缩空气储能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。 5.1.2 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 200 m 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。 5.2 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 0.60 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。 5.3 集气管道强度计算 5.3.1 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 GB 50470 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。 5.3.2 集气装置直管段管壁厚度应按下式计算： = PD 2 s Ft ……………………………………（4） 式中： δ ——— 钢管计算壁厚(mm)； P ——— 设计压力（MPa)； 3 T/CERS 0004—2018 D ——— 管外径(mm)；  s ———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。 5.3.3 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。 5.3.4 应综合考虑管道受内压和温差共同作用下弯头的组合应力。 5.3.5 集气装置的最小管壁厚度不应小于 4.5 mm，钢管外径与壁厚之比不应大于 1