農(nóng)村地區(qū)天然氣工程設(shè)計(jì)探討

寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司　寄玉玉　郭丹丹

農(nóng)村地區(qū)天然氣工程設(shè)計(jì)探討

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燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)作為氣化農(nóng)村工程的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系著整個(gè)工程的順利實(shí)施，為了提高管網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，同時(shí)方便后期的安裝、運(yùn)行與維護(hù)，從燃?xì)夤芫W(wǎng)、調(diào)壓設(shè)施、計(jì)量表等方面探討了設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

氣化農(nóng)村燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)壓設(shè)施燃?xì)庥?jì)量表

天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效的清潔能源，已經(jīng)成為城市居民生活的主要能源。目前，各大中型城市天然氣供應(yīng)市場(chǎng)已經(jīng)趨于飽和，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的快速發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)與農(nóng)村燃?xì)饣こ淘絹?lái)越受重視，讓廣大農(nóng)村用戶在未來(lái)幾年逐步使用上經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的天然氣既是市場(chǎng)發(fā)展的客觀要求，同時(shí)也是改善能源結(jié)構(gòu)和居住環(huán)境的重要舉措。

1　資料搜集

大多數(shù)的農(nóng)村用戶在工程設(shè)計(jì)階段，能夠提供的基礎(chǔ)資料較少，而且，由于農(nóng)村自建房屋的結(jié)構(gòu)參差不齊，無(wú)建施圖，這就對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，首先要對(duì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行了解和搜集，主要包含地下障礙物分布情況、用氣設(shè)備的數(shù)量及工作壓力、用氣特點(diǎn)、通風(fēng)條件等，施工圖設(shè)計(jì)需要收集的基礎(chǔ)資料應(yīng)盡可能齊全，同時(shí)要到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)資料的準(zhǔn)確性進(jìn)行核對(duì)。

2　燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)

燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)的工藝流程為：從氣源處通過(guò)中壓管網(wǎng)將燃?xì)膺\(yùn)送至調(diào)壓設(shè)施，將燃?xì)鈮毫抵猎O(shè)備所需壓力，再通過(guò)低壓管道供至計(jì)量表進(jìn)行計(jì)量，最后由表后管接至燃?xì)庠罹?，工藝流程?jiàn)圖1。

圖1　燃?xì)夤芫W(wǎng)工藝流程示意

2.1氣源情況

氣源的選擇是將各種因素綜合權(quán)衡后作出的重要決策，一般情況下，農(nóng)村用戶居住地都距離主城區(qū)較遠(yuǎn)，分布區(qū)域大而且居住比較分散，敷設(shè)燃?xì)夤芫W(wǎng)難度大、成本高。因此農(nóng)村用戶應(yīng)遵循多種氣源、多種方式、應(yīng)地制宜、靈活應(yīng)用的原則。

氣源的供應(yīng)主要考慮兩種方式：一是采用管道供氣方式，這種方式一次性投資較大、需要有一定的用氣規(guī)模作為基礎(chǔ)，主要針對(duì)距離氣源較近的村落；二是使用CNG槽車進(jìn)行供氣，這種方式工藝簡(jiǎn)單、工期短、但站址選擇難度大，而且運(yùn)行管理不便，主要針對(duì)距離氣源較遠(yuǎn)，居住相對(duì)集中的村落，后期隨著管網(wǎng)的輻射逐步進(jìn)行管網(wǎng)敷設(shè)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)管道平穩(wěn)供氣。

2.2中壓埋地部分

2.2.1管材的選擇

室外中壓埋地燃?xì)夤艿涝谶M(jìn)行材料選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)條件、使用環(huán)境、工作壓力和施工方式等因素進(jìn)行綜合考量。通常情況下，較為常用的是焊接鋼管或聚乙烯管(PE管)，考慮到技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，農(nóng)村地區(qū)天然氣化時(shí)推薦選用PE100燃?xì)鈱Ｓ寐竦鼐垡蚁┕堋?/p>

管材生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng) 第1部分：管材》(GB 15558.1—2003)的有關(guān)規(guī)定，管件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng) 第2部分：管件》(GB 15558.2—2005)的有關(guān)規(guī)定。

2.2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)中壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)在考慮施工方便的同時(shí)，還應(yīng)考慮使調(diào)壓器之前的中壓管線盡量短，并對(duì)后期工程的預(yù)留進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，管徑需通過(guò)水力計(jì)算合理確定，避免選擇的管徑過(guò)大或過(guò)小，管道的經(jīng)濟(jì)流速宜控制在8～12 m/s。

(2)應(yīng)當(dāng)保證燃?xì)夤艿琅c化糞池、電表井、雨水管、給排水管、電力電纜、樹等障礙物的安全凈距，如果間距不能滿足要求，應(yīng)采取有效的安全防護(hù)措施。常用的有效防護(hù)措施主要包括提高防腐等級(jí)、減少接口數(shù)量、加強(qiáng)檢驗(yàn)(100%無(wú)損探傷)等。

(3)聚乙烯燃?xì)夤艿赖纳盥裨O(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與覆土厚度按照一定的比例進(jìn)行，所有埋地燃?xì)夤艿谰喙茼?0 cm處應(yīng)埋設(shè)警示帶，警示帶上應(yīng)標(biāo)出醒目的提示字樣，聚乙烯管道還應(yīng)同時(shí)敷設(shè)金屬示蹤線，示蹤線可以用膠帶或其他方式固定在管道上，每隔300 m左右或重要位置處預(yù)留出接線頭。

(4)管道彎曲半徑不得小于25倍公稱直徑，當(dāng)彎曲管段上有承口管件時(shí)，管道允許彎曲半徑不應(yīng)小于125倍公稱直徑。若施工的地段處于不均勻沉降的地段，則應(yīng)當(dāng)采取一定的防沉降措施，以確保施工安全。

(5)當(dāng)聚乙烯燃?xì)夤艿佬璐┻^(guò)排水溝、地溝等地下管溝時(shí)，應(yīng)當(dāng)在聚乙烯管道的外面加硬質(zhì)的套管，套管用的鋼管均須做加強(qiáng)級(jí)防腐。

2.3調(diào)壓設(shè)施

2.3.1調(diào)壓設(shè)施的選擇

居民用戶常用的調(diào)壓裝置主要有懸掛式調(diào)壓箱和落地式調(diào)壓柜。由于農(nóng)村用戶居住比較分散，如果采用區(qū)域調(diào)壓，調(diào)壓設(shè)備的出口管徑會(huì)偏大，而且管道末端壓損會(huì)較大，所以建議采用供氣量較小的地上調(diào)壓箱作為調(diào)壓設(shè)備。

調(diào)壓箱的選型，應(yīng)根據(jù)中壓管網(wǎng)的壓力、用戶燃具額定壓力和用戶高峰小時(shí)用氣量等參數(shù)確定。計(jì)算流量應(yīng)按該調(diào)壓器所承擔(dān)的最大小時(shí)輸送量的1.2倍確定。一般采用中—低壓調(diào)壓方式，出口壓力控制在20 00～2 500 Pa。

2.3.2設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

(1)安裝調(diào)壓箱的墻體應(yīng)為永久性的實(shí)體圍墻，建筑物耐火等級(jí)不得小于二級(jí)，箱底距地坪的高度宜為1.0～1.2 m。

(2)懸掛式調(diào)壓箱可設(shè)計(jì)安裝在用氣建筑物的外墻壁上或懸掛在專用的支架上，但不應(yīng)安裝在建筑物的窗下和陽(yáng)臺(tái)的墻上。

(3)當(dāng)進(jìn)口壓力小于或等于0.4 MPa時(shí)，距離建筑物的門、窗及其它通往室內(nèi)的孔槽的水平凈距不得小于1.5 m；當(dāng)進(jìn)口壓力大于0.4 MPa時(shí)，距離建筑物的門、窗及其它通往室內(nèi)的孔槽的水平凈距不得小于3.0 m。

2.4室外低壓管道

農(nóng)村居民用戶的室外低壓燃?xì)夤艿揽筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用埋地或者架空方式，確定之前應(yīng)該與用戶進(jìn)行溝通協(xié)商，以免給后期施工帶來(lái)不便。

2.4.1低壓管道埋地

當(dāng)街道道路較寬、地下其他障礙物較少、路面容易開(kāi)挖時(shí)，可以考慮采用埋地方式敷設(shè)低壓管道。低壓埋地燃?xì)夤艿酪话氵x用燃?xì)鈱Ｓ镁垡蚁┕?，為減少路面開(kāi)挖，低壓管道應(yīng)盡可能與中壓管道同溝敷設(shè)。埋地管道離建筑物基礎(chǔ)的距離應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，同時(shí)盡量遠(yuǎn)離建筑物，避免后期宅基地改、擴(kuò)建時(shí)對(duì)管網(wǎng)造成破壞。

2.4.2低壓管道架空

(1)低壓架空管道推薦采用材質(zhì)為Q235-B的焊接鋼管，管材應(yīng)符合《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T 3091—2015)的要求，管件應(yīng)符合《鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件》(GB 12459—2005)的要求，焊接鋼管應(yīng)采用焊接連接。

(2)低壓架空燃?xì)夤艿揽裳亟ㄖ突鸬燃?jí)不低于二級(jí)的住宅外墻敷設(shè)，每隔3.0 m需用角鋼支撐件固定，架空管道管徑不宜超過(guò)DN80，以免管道自重過(guò)大對(duì)農(nóng)村自建住宅外墻面造成破壞。管道距住宅中不應(yīng)敷設(shè)燃?xì)夤艿赖姆块g門、窗洞口的凈距不應(yīng)小于0.3 m，當(dāng)架空直管段過(guò)長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)設(shè)門型彎或補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。

(3)室外的管道、設(shè)備應(yīng)采取防雷、電安全措施。架空管道防雷、電的安全措施應(yīng)滿足《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50057—2010)的要求，具體做法是：燃?xì)夤艿馈⒃O(shè)備及設(shè)備箱體用40×4的鍍鋅扁鐵與建筑物接地網(wǎng)可靠焊接，接地電阻要求不大于10 Ω。

2.5戶內(nèi)低壓管道

2.5.1戶內(nèi)架空管道

戶內(nèi)架空管道一般選用鍍鋅鋼管或無(wú)縫鋼管，當(dāng)房間通風(fēng)效果良好，可采用鍍鋅鋼管螺紋連接；當(dāng)通風(fēng)不好時(shí)，應(yīng)采用無(wú)縫鋼管焊接連接。戶內(nèi)管道一般采用明裝，不允許穿越臥室、浴室、廁所等，當(dāng)燃?xì)夤艽┻^(guò)其他非用氣房間內(nèi)時(shí)，必須采用焊接的連接方式，并設(shè)置在套管中。

農(nóng)村用戶在接通天然氣之前大多使用燃煤土灶和燃煤采暖爐，為了確保使用安全，管道經(jīng)過(guò)的房間內(nèi)所有的明火設(shè)備均應(yīng)禁止使用或直接予以拆除，并且建議在操作間入戶位置安裝氣泄漏報(bào)警裝置和安全切斷裝置。

2.5.2燃?xì)庥?jì)量表

燃?xì)獗響?yīng)根據(jù)燃?xì)獾墓ぷ鲏毫?、溫度、流量和允許的壓力降等條件選擇。農(nóng)村居民用戶的用氣設(shè)備一般為家用燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴骱腿細(xì)獗趻鞝t，一般選用最大流量為4.0 m3/h(G2.5)的膜式燃?xì)獗磉M(jìn)行計(jì)量。

燃?xì)獗淼陌惭b位置應(yīng)考慮環(huán)境的影響，要便于讀數(shù)、維護(hù)和檢修，一般安裝在通風(fēng)條件良好的室內(nèi)，采用高位安裝方式，表底距地面宜為1.8 m，燃?xì)獗砼c燃?xì)庠畹乃酵队伴g距不得小于30 cm，燃?xì)庥?jì)量表與電開(kāi)關(guān)、電插座的水平凈距不應(yīng)小于15 cm，燃?xì)獗砗蠊苣┒瞬捎密浌芘c家用燃具連接時(shí)，其長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)2 m，并不得有接口。

3　結(jié)語(yǔ)

氣化農(nóng)村作為一項(xiàng)重要的惠民工程越來(lái)越受重視，設(shè)計(jì)作為整個(gè)工程的重要環(huán)節(jié)，方案一定要合理，既要滿足用戶的燃?xì)馐褂眯枨?，還要方便后期的安裝與運(yùn)行維護(hù)，因此要將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多次優(yōu)化后篩選出最優(yōu)方案，以確保燃?xì)庠O(shè)施系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

Discussion on Natural Gas Engineering Design in Rural Areas

Baoji China City Gas Development Co., Ltd.Ji YuyuGuo Dandan

Gas network design is regarded as the very important key link to rural gasification projects, and has a vital bearing on the success of the whole project. In order to improve its economical efficiency and reliability make it convenient for the latter installation, operation and maintenance, the discussion is made on the matters in design works including gas pipeline network, surge facilities, meters and other aspects.

rural gasification, gas network, regulating facility, gas meter