本文摘要：摘要：以湖南省衡阳市衡东-大浦天然气支线管道工程为例，对天然气长输管道支线工程前期咨询中的规范选用、气源比
摘要：以湖南省衡阳市衡东-大浦天然气支线管道工程为例，对天然气长输管道支线工程前期咨询中的规范选用、气源比选、市场预测、选址选线中存在的特殊问题进行分析，并介绍相应的咨询思路及新工具(奥维互动地图、无人机等)的应用。
关键词：长输管道支线,前期咨询,无人机,奥维互动地图
本文所述的长输管道支线工程，是指介于长输管道(一般建设于野外，如西气东输、川气东送等国家干线)与城镇燃气管道(由城镇燃气企业投资建设并长期运营的管网系统，一般建设于城镇建成区)之间的短距离输气管道工程，其主要承接上游国家干线的分输站或分输阀室来气，并向下游城镇燃气企业供气，起到承上启下的作用。此类管道工程是地区天然气气源接入和全面天然气化的关键性工程，旨在解决国家气源分输点与城镇接气点之间的衔接问题，通常由省级以上的能源企业经批准后进行投资建设。
1工程简介
衡东-大浦天然气支线工程，建设地点在湖南省衡阳市衡东县境内，功能定位是为衡东县城、大浦工业园以及周边地区供应管道天然气。管道设计压力6.3MPa，管径DN250，管线总长度约20km，沿线新建场站共3座。
由于此类工程既需要与上游长输管道供气企业(中石化)合理衔接，遵循GB50251—2015《输气管道工程设计规范》和长输工程惯例，制定符合野外场站及管道工程建设条件的方案，又需要满足下游燃气企业的用气需求，兼顾GB50028—2006《城镇燃气设计规范》和用户市场规律，还需通过省级政府及当地县市政府各相关部门、各类专项评价的审批，特别是在基础资料匮乏、上级主管部门批文尚未下达的工程前期咨询阶段，各类困难尤为突出。
一般而言，工程前期咨询主要包含编制依据(规范选用)、资源分析(气源比选)、市场预测、场站选址、管道选线、输气工艺、线路用管、输气场站、防腐工程、总图运输、自动控制、通信工程、供配电工程、给排水工程、消防、节能、环境保护、安全、职业卫生、组织机构及定员、项目实施进度安排、项目招标、投资估算、融资方案和财务分析等内容。本文结合实践经验，就其中涉及长输管道支线工程特点的规范选用、气源比选、市场预测和选址选线等部分进行介绍，并对咨询工作中的重点难点进行分析探讨。
2规范选用
与天然气工程相关的一些规范(包括国家规范、地方规范和行业规范)，其中的条文要求均有差异，故咨询阶段宜首先确定主规范，即在工程设计中遵循的首选规范。长输管道通常敷设于城市之间的野外地区，应将GB50251—2015作为主规范(此规范对管道本质质量控制较严);城镇燃气管道通常敷设在城镇规划范围内，应选用GB50028—2006作为主规范(此规范对管道抗外力能力和水平净距要求较高)。
输气管道支线通常敷设在介于两者之间的郊野区域，局部可能进入城镇规划区，具体取决于城镇燃气门站的选址，因此仅按工程位置确定主规范会存在争议。GB50251—2015第1.0.2条规定：本规范适用于陆上新建、扩建和改建输气管道工程设计。
同时在相应的条文说明中，有详细阐述：本规范适用范围是从上游气源(厂、站)的外输管道接口到城镇燃气门站或直供用户之间的陆上新建、扩建和改建输气管道工程设计;GB50028—2006第1.0.2条规定：本规范适用于向城市、乡镇或居民点供给居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户作燃料用的新建、扩建或改建的城镇燃气工程设计。
同时此条备注中明确：本规范不适用于城镇燃气门站以前的长距离输气管道工程，且不适用于燃气质量不符合本规范要求的燃气工程设计。综合上述，衡东-大浦天然气支线管道工程属于输气管道工程设计规范的天然气管道工程范围。另外若工程中存在局部管道进入城镇规划区域，则应与当地有关部门协商一致后，参照采用GB50028—2006的抵御外力措施(埋深、壁厚、保护沟等)和水平净距(可缩减发生事故时的影响范围)等要求，以保障城镇燃气运行安全。
3气源比选
一般而言，长输管道会在沿途为主要城镇设置一处或多处分输点(分输站或分输阀室)。对于仅有一处分输点的城镇，则直接利用此分输点即可;处于有多处分输点的城镇，由于安全和统一管理等因素考虑，上游企业通常只会开放其中一处接口。
从支线工程角度考虑，气源的接入点一般首选分输站，次选分输阀室。在上游管道的工程建设中，分输站由于需要预留分输接口，一般占地也较大，因此它的前期研究更为深入全面，各类手续也相对完备，建设也相对可靠。同时通常会预留调压、过滤、计量等，对支线工程的衔接更为有利;而分输阀室的选址经常会受上游发展意向的影响及征地手续、地质条件等客观条件制约，存在较大的变数。
当某地区无分输站，而存在多处分输阀室时，则需对分输阀室进一步比选。以衡东县为例，县域范围内无分输站，但存在至少三处上游分输阀室，自北往南分别是石湾镇的荷花塘阀室、霞流镇的红茶亭阀室和石滩乡的老头冲阀室，对这三处阀室比选的关键是确定近期主要供气点的位置。主要供气点不仅取决于投资建设单位的发展意向(一般投资企业会根据市场预测，主要从经济性角度考虑)，还需兼顾当地政府部门及下游燃气公司的意愿，特别是政府部门。
因为之后的各项工程申报手续，以及施工验收，都需要取得当地政府及相关单位的认可(通常政府会根据调研，主要从安全、国计民生和节能环保角度考虑)，否则，可能造成选址选线等一系列方案的返工。经征询各相关单位及部门意见，衡东县近期供气点为衡东县城和大浦工业园，远期逐步拓展至全县。
根据区位筛选出就近的分输阀室为红茶亭阀室和老头冲阀室，其中红茶亭阀室位于县域中部，能够兼顾近期和远期天然气发展区域，且线路穿越高等级公路较少;同时结合现场踏勘，对衔接分输阀室的支线首站选址条件进行比较(包括用地性质、交通及公用配套条件、地形地貌等)，红茶亭阀室均更具优势，结合政府意见，最终选定其作为接气点。
4市场预测
对于市场预测，首先应参考当地已经编制的燃气专业咨询设计成果(包括规划、可行性研究、项目申请报告/建议书、初步设计等)，尽量尊重既有成果。当相关成果之间产生差异时，建议按以下权重顺序予以取舍：(1)燃气专业数据方面，以当地燃气企业最新调研统计数据为基准，取用最接近实际的预测成果;(2)城镇发展意向方面，以当地最新规划或咨询、设计成果为准;(3)政策法规指标方面，以上位规划或政府批准的文件为准。
经比选确定基础数据后，具体市场预测思路为：首先确定预测年限，基于投资估算和经济分析需要，一般总研究年限为30年(同钢制管道设计使用年限)，但预测达产年限按5~10年考虑(其后按每年相同量考虑)，这样既符合市场发展规律(一般5~10年进入发展平稳期)，也较符合实际(更远期的发展通常难以预见)，同时与城市规划或既有燃气规划相匹配。
当然，若具备较为详实的远期预测基础资料，也可相应延长达产年限;随后，根据基础资料，测算统计各类用户在预测期末的用气需求;最后，结合当地燃气企业的发展预期，预测逐年用气量(用于经济分析)，并将结果与上游分输点的可供气源总量进行校核，同时满足上游供气能力与下游用气需求。一般递增速度越快，则经济效益越好，内部收益率越高，但也应符合当地实际，避免好高骛远而导致经济效益过高、与实际偏差过大。
5选址选线
5.1场站选址
长输管道支线工程场站一般包括首站、分输站、末站和阀室，选址方面，除了满足规范要求外，根据实践经验，还需注意以下几个方面：
(1)场站有人/无人值守，与其总图及征地范围有较大相关性。鉴于物联网、大数据、云计算和人工智能的迅速发展，高度自动化的无人值守站已成为大势所趋，故建议普通城镇，一般最多设置一座有人值守站即可(靠近城镇中心，便于出行与办公管理)。
(2)场站征地(红线)范围各地申报惯例有所不同。部分地区红线范围即同围墙范围，部分地区则由围墙向外偏移2~3m(考虑围墙基础、周边安全、简易排水明沟等)，还有些地区将站外道路、边坡处理等也纳入征地范围，具体宜由建设单位与当地政府协商确定。
(3)避免占用基本农田，长输管道支线工程一般属于省、市级重点项目，而基本农田由国家层面管控，国务院颁布法令进行严格保护，除非国家级重点项目，否则均难以获得审批，故场站征地范围以及进出站道路等永久征用区域均应避开基本农田，在咨询前期，即须设法核实选址占用基本农田之情况，及早做出优化调整，避免成果返工。
(4)适当远离城镇规划区域，国家规范仅要求避开城镇规划区，但根据实际经验，一般城镇规划部门并不认可紧邻现有规划区域边界的选址，因为这样可能会影响近期城镇发展(规划范围的拓展和道路的延伸等)，故一般宜退让一定的距离，具体应与当地规划部门尽早协商确定。
(5)避免压覆矿产资源，一般要求管道两侧200~300m范围内无占压矿产资源。由于矿产资源范围图属于保密资料，且需要大地2000坐标系下的场站征地范围和线路走向图才能进行核查，故宜在理论选线之后，就着手申请当地地形图资料(包括MDB格式转换CAD)，然后委托专业评价单位进行压覆矿产资源的情况核查，如有问题及早做出调整，再行踏勘和方案优化，以减少不必要的返工。注意向相关部门确认地形图坐标取值是否需进行X/Y轴互换，经咨询确认，衡阳地区CAD地形图坐标无需X/Y轴互换。
(6)尽量靠近现状县道或乡村道路，路宽宜6m以上，以便消防、工程车辆进出，减少站外道路的修建费用。
(7)首站应尽量靠近上游分输点，从而缩短从上游分输点与首站之间的管道长度(通常此段管道压力级制、管径、管材、壁厚等参数均比支线规格更高)，以节省投资、也便于建设和安全管理;另需考虑清管器发送装置，并与上游企业尽早沟通，确定是否需考虑上游的过滤、计量、加臭等设施，兼顾周边发展预留工艺装置用地。
(8)分输站如有条件，可兼顾分输/截断阀及阴极保护的功能，从而减少或避免新建分输/截断阀室，节省投资，节约用地。
(9)末站宜与下游企业尽早协商，确定是否考虑给下游的过滤、计量、调压、加臭等设施保留用地，并适当考虑为以后的发展预留空间。
5.2管道选线
长输管道支线工程的选线除与场站选址类似的要求(避让城镇规划区和矿产资源范围)外，还需注意以下几点：(1)避让生态保护区。生态保护区范围资料通常可从政府环保部门取得，一般主要河流两岸、珍稀树种林地等，均宜避让。(2)避让人口密集的村落建筑群(满足安全间距)，以减少今后的施工作业对周边居民的影响，减少施工协调工作量，加快工程进度。(3)尽量减少高等级公路、铁路、河流穿越，以节省工程造价及协调难度。(4)对于丘陵郊野踏勘，车辆应尽量选用四驱越野车型，以应对陡坡、坑穴、泥潭、荆棘、碎石等特殊路况，避免行车风险。
由于选址和选线的审批涉及规划、国土、林业、环保、能源、安全等多部门，为节省方案反复修改之工作，加快项目进程，应一次方案，多方咨询，平衡各方意见后(有些意见可能是相互矛盾，需要权衡协调的)，再进行统一修改，避免技术方案因各职能部门间的政策差异而返工，从而最高效地达成共识，提高工程前期的咨询效率。
5.3辅助技术
5.3.1奥维互动地图
奥维互动地图浏览器作为一款专业地理规划软件，其集成卫星图、路网图、地形图、等高线地图等多种地理图功能，并具有场站选址标记、管道选线设计，路线导航，现场影像自动定位记录和不同地理信息格式文件的导入导出及转换等功能，利用云端技术，还可实现多终端(基于不同操作系统的电脑与手机等)的实时同步。
近年开始应用于长输管道前期咨询设计，显著提高长输管道支线工程的前期咨询效率。在前期方案阶段，建议先利用奥维互动地图浏览器踏勘并设计线路走向，待取得CAD地形图后，再将经纬度坐标系下的线路图形转换为2000国家大地坐标系CAD格式图形，从而避免在地形图中再次设计线路。以衡阳项目为例，可采用简化参数进行转换。
但由于各省市地理信息“七参数”具有保密性，一般无法获取，故转换格式后，还需进行人工校核并调整定位(线路本身拐点走向与经纬度图形基本一致，仅区位发生了偏移)，经实践，利用此功能可以显著提高前期方案的设计效率。在工程前期，对于不同的要素，应以相对更为详细的地理图作为主参照，而后通过区位、道路、坑塘等较为明显的标志为次参照，来进行踏勘前的奥维互动地图标记工作，以便现场定位核实。
此外，仍有部分设施无法通过奥维互动地图较为准确的体现，需要现场踏勘进一步核实，主要包含地名(尤其是场站选址所属乡镇/村庄名称)、地形地势(特别是场站选址周边地势)、墓地、电塔、通信塔等。在衡阳项目中就发现了首站选址附近地势变化较大，与地形图存在偏差，随即根据现场情况更改了理论选址。
值得注意的是：虽然通过卫星图、地图及地形图相结合的方式，已将大部分设施呈现得较为详细，但由于这些图形均非最新修测成果，且不同类型的地理图所体现的设施形状、位置均可能存在差异，如一些坑塘在卫星图中存在，地形图中却无，或者形状差异明显。故凡是涉及选址安全间距控制和主要穿越相关的设施，均应进行进一步的现场踏勘核实，例如场站周边的建筑，穿越的河流、坑塘，铁路及高等级公路等。在衡阳项目前期选线踏勘中，就发现了两处卫星图和路网图中未体现，但实际已建成的铁路。
5.3.2无人机
利用无人机航拍，提高踏勘效率，并与卫星图、地形图对比，核查各类设施。工程前期，由于基础资料缺乏，卫星图清晰度较低，1：10000地形图并非最新修测且精确度不高，导致部分建构筑物及设施无法准确体现，对场站选址的安全间距控制造成困难，利用无人机航拍，能够较好地解决此问题。此外，部分高差较大的丘陵排管，前期选线阶段人工难以翻山越岭、攀爬踏勘和记录影像，也可利用无人机航拍照片及视频辅助选址选线，实现全局俯瞰地形地势、核实敏感设施区位等，提高踏勘效率，并降低丘陵翻越风险。
6结语
一些中小型城镇燃气供应多数依赖LNG点供管网，因其气源成本高且供气能力有限等问题，正亟待引入长输管道气源。长输管道支线工程由此应运而生，可以完善当地天然气利用工程，实现天然气资源的长期稳定经济供给，为全面天然气化打下坚实基础，成为城镇气源之“咽喉”，虽工程量不大，却因衔接条件的复杂性而面临诸多困难，尤其是在工程前期方案论证阶段。本文结合实践经验分析规范选用、气源比选、市场预测、选址选线中存在的问题，以为今后此类项目咨询工作提供借鉴。
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摘要：随着我国经济的高速发展，对能源的需求量不断增加，天然气作为一种环保能源，越来越受到人们的关注，相关产业发展十分迅速。为此，对天然气工艺发展现状及环保措施进行探析，希望对促进我国天然气事业的发展，可以起到有利的作用。
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