法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)介紹

上海燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)研究有限公司 馬迎秋

法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)介紹

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法國(guó)城市燃?xì)庀到y(tǒng)發(fā)展歷史悠久，建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)成熟。文章通過(guò)對(duì)法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)法規(guī)、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、管道材料、閥門設(shè)置等方面進(jìn)行介紹和分析，為我國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)發(fā)展提供借鑒。

法國(guó) 城市燃?xì)夤芫W(wǎng) 借鑒

1 法規(guī)

法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)主要遵循《2000年7月13日法令》、《1977年8月2日法令》、《公共服務(wù)義務(wù)》、《燃?xì)馀渌吞卦S經(jīng)營(yíng)權(quán)法案》、《2012年3月2日法令》等法規(guī)?！?000年7月13日法令》對(duì)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)、建造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)全過(guò)程進(jìn)行規(guī)范，是目前法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)的主要參考規(guī)范。《1977年8月2日法令》是戶內(nèi)燃?xì)夤芫€及設(shè)施的技術(shù)安全法規(guī)。《公共服務(wù)義務(wù)》頒布于2004年3月19日，旨在于保證城市燃?xì)夤?yīng)的連續(xù)性，該法規(guī)明確城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)滿足50年一遇極端氣候條件下的配送規(guī)模?！度?xì)馀渌吞卦S經(jīng)營(yíng)權(quán)法案》主要從維護(hù)公共利益和公共安全的角度，規(guī)范燃?xì)馀渌托袠I(yè)的活動(dòng)。《2012年3月2日法令》針對(duì)壓力1 MPa以上口徑大于200 mm的管道和壓力1.6 MPa以上的所有口徑管道，提出了特別的安全要求。

2 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)

法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)根據(jù)功能的不同分為一級(jí)管網(wǎng)、二級(jí)管網(wǎng)和三級(jí)管網(wǎng)。

來(lái)自長(zhǎng)輸管線6.0 MPa的高壓天然氣經(jīng)過(guò)城市門站調(diào)壓至1.9 MPa輸入城市燃?xì)庖患?jí)管網(wǎng)。一級(jí)管網(wǎng)沿高速公路敷設(shè)，呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，主要承擔(dān)城市燃?xì)廨斔拓?zé)任，為二級(jí)管網(wǎng)提供氣量。城市燃?xì)庖患?jí)管網(wǎng)的天然氣經(jīng)區(qū)域調(diào)壓站調(diào)壓至0.4 MPa供應(yīng)城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)。二級(jí)管網(wǎng)沿城市主干道路敷設(shè)，壓力為0.4 MPa，呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)與環(huán)之間通過(guò)聯(lián)通閥門連接，承擔(dān)部分城市燃?xì)廨斔拓?zé)任和主要配送責(zé)任，連接大用戶，為三級(jí)管網(wǎng)提供氣量。城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)的天然氣經(jīng)用戶調(diào)壓站調(diào)壓至0.04 MPa或2 100 Pa后供應(yīng)城市燃?xì)馊?jí)管網(wǎng)。三級(jí)管網(wǎng)沿城市支路敷設(shè)，分為0.04 MPa和2 100 Pa兩種壓力級(jí)制，連接中小用戶，0.04 MPa管網(wǎng)呈支狀結(jié)構(gòu)，2 100 Pa管網(wǎng)視連接用戶數(shù)量的不同呈環(huán)狀或支狀結(jié)構(gòu)，承擔(dān)送氣功能。法國(guó)典型城市燃?xì)夤芫W(wǎng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 法國(guó)典型城市燃?xì)夤芫W(wǎng)示意

法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)歷史悠久，部分城市燃?xì)夤芫W(wǎng)老化，法國(guó)燃?xì)廨斉涔?GrDF)近年正在逐步推進(jìn)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)改造，在改造超齡管線的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)的優(yōu)化升級(jí)。管網(wǎng)改造中，通過(guò)采取安全措施，大幅提高了中壓直供氣的比例，降低了區(qū)域調(diào)壓站的數(shù)量，縮小了燃?xì)夤芫W(wǎng)口徑，在確保安全的前提下，大大降低了管網(wǎng)改造投資。

管網(wǎng)改造后，城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)基本成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)環(huán)保證有兩個(gè)調(diào)壓站供氣，環(huán)與環(huán)之間用連通閥門連接，既保證了環(huán)網(wǎng)供應(yīng)的可靠性也縮短了事故切斷供氣的時(shí)間，改造后法國(guó)城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 改造后法國(guó)城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)

管網(wǎng)改造后，城市燃?xì)馊?jí)管網(wǎng)直接與中小用戶連接，將燃?xì)馑椭两K端用戶。其中，壓力在0.04~0.4 MPa之間的三級(jí)管網(wǎng)呈支狀敷設(shè)。5 kPa以下的低壓管網(wǎng)根據(jù)用戶數(shù)量的不同而不同，用戶數(shù)量小于500戶的區(qū)域，由單氣源支狀管網(wǎng)供應(yīng)，用戶數(shù)量大于500戶小于3 000戶的區(qū)域，由雙氣源環(huán)狀管網(wǎng)供應(yīng)。

改造后法國(guó)城市燃?xì)馊?jí)管網(wǎng)(低壓)的典型結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖3 改造后法國(guó)城市燃?xì)馊?jí)管網(wǎng)(低壓)典型結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)管網(wǎng)改造，法國(guó)燃?xì)夤芫W(wǎng)中壓供氣的比例大大提高，0.04~0.4 MPa的中壓管網(wǎng)長(zhǎng)度占到管網(wǎng)總長(zhǎng)度的91%，5 kPa以下的低壓管網(wǎng)長(zhǎng)度僅占到管網(wǎng)總長(zhǎng)度的5%，大于0.4 MPa的高壓管網(wǎng)占管網(wǎng)總長(zhǎng)度的4%。

3 管道材料

目前，法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)材料主要采用鋼管和PE管，此外還有少量的鑄鐵管和銅管存在于城市低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)。鋼管主要用于壓力0.8 MPa以上的燃?xì)夤艿馈?/p>

PE管道最大承壓0.8 MPa，是目前法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)最主要的管材。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年法國(guó)燃?xì)廨斉涔?GrDF)，PE管道總長(zhǎng)度13.7萬(wàn)km，占法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)總長(zhǎng)度的70.3%，并且平均每年新增PE管道1 500~2 000 km。

法國(guó)城市燃?xì)庖患?jí)管網(wǎng)主要采用鋼管和PE管，PE管用于0.8 MPa以下的燃?xì)夤芫W(wǎng)，口徑一般為160 mm，鋼管用于0.8 MPa以上的燃?xì)夤芫W(wǎng)。法國(guó)城市燃?xì)舛?jí)管網(wǎng)主要采用鋼管和PE管，其口徑一般大于100 mm。法國(guó)城市燃?xì)馊?jí)管網(wǎng)以PE管為主，由于歷史原因存在少量鋼管和鑄鐵管，其口徑一般小于100 mm。法國(guó)各級(jí)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)管道材料和管道口徑。

4 閥門的設(shè)置

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)閥門的設(shè)置主要考慮事故狀態(tài)下隔離速度、泄壓時(shí)間、影響用戶數(shù)量等。法國(guó)燃?xì)夥ㄒ?guī)對(duì)不同管網(wǎng)閥門的設(shè)置原則進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。

一級(jí)燃?xì)夤芫W(wǎng)的任何一點(diǎn)出現(xiàn)事故，最多關(guān)閉4個(gè)閥門，關(guān)閉閥門后被封閉的燃?xì)夤艿纼?nèi)水容積，1.6 MPa的燃?xì)夤艿辣环忾]最大水容積為120 m3，0.8 MPa的燃?xì)夤艿辣环忾]最大水容積為80 m3，被封閉管道的長(zhǎng)度最大為5 km。

二級(jí)燃?xì)夤芫W(wǎng)的任何一點(diǎn)出現(xiàn)事故，最多關(guān)閉3個(gè)閥門，關(guān)閉閥門后被封閉的燃?xì)夤艿纼?nèi)水容積最大為80 m3，被封閉的中小口徑燃?xì)夤艿纼?nèi)水容積最大為40 m3，管道長(zhǎng)度最大為4 km，受影響用戶數(shù)量小于1 500戶。

三級(jí)燃?xì)夤芫W(wǎng)的任何一點(diǎn)出現(xiàn)事故，最多關(guān)閉1個(gè)閥門，關(guān)閉閥門后被封閉的燃?xì)夤艿纼?nèi)水容積最大為40 m3，受影響用戶數(shù)量小于500戶。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面法國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)法規(guī)、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、管道材料、閥門設(shè)置等方面的介紹，對(duì)比我國(guó)目前城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)和建設(shè)現(xiàn)狀，可以得到以下三點(diǎn)借鑒。

(1)通過(guò)采取安全措施，提高中壓供氣比例，較少區(qū)域調(diào)壓站，縮小管道口徑，節(jié)省管網(wǎng)投資；

(2)在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中大幅推廣PE管道的使用，降低了管網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)的成本，同時(shí)提高了管網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)的便捷性；

(3)從切斷閥門數(shù)量、切斷管網(wǎng)水容積、切斷管網(wǎng)長(zhǎng)度、切斷用戶數(shù)量等方面規(guī)定了城市燃?xì)夤芫W(wǎng)切斷閥門的設(shè)置原則，縮短了事故工況下管網(wǎng)的控制響應(yīng)時(shí)間，減少了管網(wǎng)的燃?xì)夥派⒘?，降低了管網(wǎng)的影響用戶數(shù)量。

Introduction of France City Gas Network

Shanghai Gas Engineering Design & Research Co., Ltd. Ma Yingqiu

Since France has a long history of city gas, its construction and management experience is mature. The Paper introduces and analyzes the city gas code, the network structure, the pipeline material and the pipeline valve as well, which can be as good references for the city network construction and development in China.

France, city gas network, reference