气源转换后管网工程的技术改进及经济效果

一九九九年二月，新乡市燃气气源顺利实现了由水煤气向液化气混空气的转换，从此，新乡市燃气事业迎来了新的发展时期。
　　原水煤气热值低，毒性大，运行成本高；新的液化气混空气热值高、无毒，用户使用效果好，并可与天然气直接接轨，管网系统及燃具无须再进行改造。
　　在实施气源转换后，针对新气源的特点，我们对城市输配管网工程设计的基本原则进行了调整，积极进行新技术、新材料的推广和应用，达到了节约工程费用，加快工程进度和安全可靠运行的目的。
1 改变调压方式和管线布置原则
　　新乡市城市燃气管网为中低压两级系统。气源改造前，燃气调压设施主要为雷诺式调压器，中、低压干管尽量连接成环状。这种系统的优点是雷诺式调压器的性能好，便于维护，管网成环使用气可靠性加强。
　　气源改造后，燃气管道新扩展区域内调压方式均采用小流量箱式调压器分散调压，并不再敷设低压干管。它的优点是体积小，投资少，水力工况好。这种改变不仅在经济上是合理的，在技术上也是切实可行的。
　　(1)调压站选址困难。雷诺式调压器由于结构复杂，建筑占地面积大，设计规范中明确要求与其他建筑物保持最小安全间距，在城市规划选址上有较大难度，即使规划确定，因临近居民对其安全性的担心亦很难付诸建设。
　　(2)箱式调压器的使用有利于今后对管网的运行进行现代化管理。雷诺式调压器有严重的压力滞后现象，不便建立反应及时的自动遥测、遥控管理系统。而箱式调压器具有良好的扩展性，压力反应及时，便于现代化管理。
　　(3)从运行的安全可靠性考虑，对调压器出口压力超压的防护措施有两种，即安全放散阀和自动切断阀的设置。因液化气较空气重，若超压时采用放散降压，一旦大量燃气释放到大气中，便会在附近积聚，遇火源发生爆炸事故，故对以液化气混空气为气源的调压设施不宜安装放散阀作为超压安全措施，而应选择安装自动切断阀。为尽量减小因切断影响供气的区域，选择箱式调压方式较为妥当。
　　(4)液化气混空气的干燃气性质为采用布置分散的箱式调压器提供了便利。干燃气对调压器环境温度要求降低，可以不考虑冬季采暖问题，避免了输送湿燃气时使用大量的调压箱的采暖困难。
　　(5)利于用户分期安装和通气。一个城市的居民，由于收入状况及消费观念的差别，在安装管道燃气设施上有态度积极和消极之分，不同居民楼的安装时间有先后。对初始安装区域内的少量用户予以供气，若采用区域调压站，则一次性投入较大，在经济条件限制下，不利于工程的正常进行和用户发展。
　　(6)综合费用降低。调压箱的使用减少了调压站的占地和建设费用，避免了在主要道路上同时敷设中、低压两条管道，城市干管在长度上大量减少，平均管径缩小，从而降低工程造价。
2 PE管的应用
　　气源转换前，我市地埋燃气管道管材主要使用柔性机械接口铸铁管，Dg50以下管径使用丝接防腐钢管。近十年的运行表明，虽然在施工期间已加强防腐措施，但钢管的腐蚀问题依然严重，并不时发生接头断裂现象。而铸铁管因地面荷载的重压或其他原因多次发生断裂事故。这种现象使得运行管理工作长期处于紧张状态。
　　与钢管和铸铁管相比，PE管圆满解决了围绕管道的腐蚀、断裂及接口漏气现象。九十年代初，国内燃气行业开始使用PE管。
　　根据建设部发布《聚乙烯燃气管道技术规程》之规定，PE管输送含冷凝液的人工煤气时只有厚壁SDR11系列可以使用，且运行压力限制为0．005MPa，即低压管道，因此，水煤气输配管网无法大面积使用PE管。
　　根据规程的规定，对输送不含冷凝液的液化气混空气时，PE管材的选择可参考天然气的规定，即薄壁SDR17．6系列便可允许运行压力达0．2MPa，满足我市中、低压管道运行压力要求，并且适应远期天然气的规划。
　　从技术角度考虑，气源转换为PE管在我市燃气管网工程的应用铺平了道路，气改当年即加以全面使用。
　　综合起来，使用PE管有以下优点：
　　(1)耐腐蚀，寿命长
　　PE管无需防腐，在土壤中呈现为惰性，使用寿命可长达五十年，远远超过防腐钢管和铸铁管的寿命。另外，PE管的使用克服了液化气混空气中由于氧的存在而对钢管内壁腐蚀的问题。
　　(2)接口可靠
　　PE管无论采用热熔或电熔连接方式，其接口的抗拉强度和爆破强度均高于管材本身，与传统管材的丝接、焊接及其他机械接口相比，不存在因接头扭曲断裂而发生泄露的危险。
　　(3)优良的韧性和挠性
　　高度的韧性使PE管甚至在地震灾害中不致发生大面积断裂。优良的挠性使PE管在燃气管道带气作业施工十分方便，仅需夹具便可将带气管道完全断气，并可恢复管道原来的形状和尺寸，在简易的操作工艺中，大大提高了带气作业的安全性。
　　(4)流通能力大
　　由于PE管的管壁磨擦阻力系数仅为钢管的1／20，在管长及压差相同情况下，PE管的流通能力明显提高。
　　(5)工程进度快，费用低
　　PE管重量轻、不需防腐、接口方便可靠等特点使其安装费用较钢管及铸铁管都有明显的优势，施工进度提高30％以上。
3 新气源、新技术对管网工程的经济效果
　　新乡市液化气混空气气源转换以来，城市管网工程和用户得到迅猛发展，工程综合费用明显降低，其影响因素主要有以下方面：
　　(1)燃气热值提高(管道流通能力按天然气设计)，管径相应减小，管道单位长度造价降低。
　　(2)箱式调压器的选择及管线布置原则的改变减少了城市干管长度，使城市单位面积范围内管网工程造价降低。
　　(3)PE管的应用直接降低了工程造价。使用SDR17．6系列PE管在材料、施工费用上较铸铁管和钢管均有不同程度降低。
　　(4)因新气源的干燃气性质亦降低了工程费用。首先楼前架空管的大量使用，在无须保温情况下，节约了土方开挖及道路修复费用。其次因凝水缸的取消而减少了土方开挖及管件费用。
4 结论
　　城市燃气气源由人工煤气转换为液化气混空气或天然气后，应积极在管网工程中使用箱式调压器、PE管等新技术和新材料，以达到节约工程造价、加快工程进度和安全可靠运行的目的。