城鎮(zhèn)燃氣輸配氣運行方案優(yōu)化研究

劉 剛

(中國石油大港油田天然氣公司，天津 300280)

城鎮(zhèn)燃氣輸配氣運行方案優(yōu)化研究

劉 剛

(中國石油大港油田天然氣公司，天津 300280)

隨著各大輸氣干線的建成，我國城市燃氣進入天然氣時代。城鎮(zhèn)燃氣設(shè)施位于居民集中居住區(qū)域，一旦發(fā)生應(yīng)急事件，其產(chǎn)生的影響巨大，必須對其輸配氣運行方案進行優(yōu)化，確保供氣安全。本文從管道材質(zhì)的選擇，管線的敷設(shè)及防腐方式，調(diào)壓方式等角度進行了比對，建議從雙氣源建設(shè)提高供氣可靠性，及時調(diào)整計量表具確保其處于合理計量量程范圍內(nèi)加強輸差管理，確保輸配氣安全、高效運行。

城鎮(zhèn)燃氣；PE管；鋼管

根據(jù)《中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒2015》數(shù)據(jù)，全國燃氣普及率達95.3%，城鎮(zhèn)燃氣已成為十分重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。部分城市自上世紀80年代開始使用燃氣，而上世紀末、本世紀初則為城鎮(zhèn)燃氣發(fā)展最快速的時期，即多數(shù)城市城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的運行時間已達15～20年，部分管網(wǎng)需要進行大修甚至更新。居民用氣與工業(yè)用氣比，總量相對較小且用氣不均勻、峰谷差值大；運行壓力低、管網(wǎng)公里數(shù)相對較長，需要進行入戶安檢，維護及人員成本較高；同時為保障民生，居民天然氣價格較工業(yè)價格偏低，因此，城鎮(zhèn)燃氣輸配運行應(yīng)充分考慮如何經(jīng)濟運行，尤其是針對部分急需進行大修或更新的管網(wǎng)，應(yīng)在設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)充分優(yōu)化，確保一定的輸氣效益。

1 城鎮(zhèn)燃氣輸配運行方案研究

1.1 優(yōu)選管道材質(zhì)和敷設(shè)方式

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》規(guī)定中壓和低壓燃氣管道宜采用聚乙烯管、機械接口球墨鑄鐵管、鋼管或鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管等；次高壓燃氣管道應(yīng)采用鋼管。由于鋼管在強度等方面的優(yōu)勢，我國在城鎮(zhèn)燃氣發(fā)展之初主要應(yīng)用鋼管。由于PE管在耐腐蝕性能以及價格上的優(yōu)勢，自20世紀90年代中期至今，我國PE燃氣管道應(yīng)用量快速上升[1]。鋼管與PE管性能對比見表1。

表1 鋼管與PE管性能對比

結(jié)合表1列出的性能比對，在城市化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完善的區(qū)域，可以優(yōu)選符合國標要求的PE管，但在部分小城鎮(zhèn)，尤其是還處于各種設(shè)施建設(shè)中的區(qū)域，應(yīng)該優(yōu)選鋼管。DN250口徑以上的，優(yōu)選鋼管。

鋼管既可以埋地敷設(shè)，也可以架空敷設(shè)。從實際案例來看，架空敷設(shè)的燃氣管道需要經(jīng)常進行整體的防腐刷漆以延長使用壽命，在其使用至16～17年左右時部分管段壁厚減薄達50%，甚至發(fā)生腐蝕穿孔。因此，在路由許可的情形下，應(yīng)優(yōu)選埋地敷設(shè)。城鎮(zhèn)燃氣管道分支多，距離短，且周圍布滿了各種金屬管道，應(yīng)用外加電流陰極防腐適用性偏差。主要從其外防腐層上進行防腐，延長使用壽命。三層PE防腐效果優(yōu)良，其價格隨著技術(shù)的發(fā)展逐步趨于合理，成為埋地鋼管防腐首選。經(jīng)過對實際管線的開挖，在未實施外加電流保護的情形下，運行15年的三層PE防腐管道未發(fā)生任何腐蝕；必須選擇架空時，應(yīng)選擇三層PE防腐管加鋁箔的方式，減緩管道腐蝕的發(fā)生。

1.2 優(yōu)選調(diào)壓及調(diào)壓間建設(shè)方式

城鎮(zhèn)燃氣調(diào)壓方式一般分為兩種，樓棟調(diào)壓和區(qū)域集中調(diào)壓，其優(yōu)缺點對比見表2。

表2 樓棟調(diào)壓與區(qū)域集中調(diào)壓對比

由表2可知，應(yīng)盡量進行區(qū)域集中調(diào)壓。樓棟調(diào)壓則適用于非成片小區(qū)的少量住宅樓(一、兩棟樓)或公建用戶[3]。一臺調(diào)壓器應(yīng)能滿足400戶居民的日常燃氣使用量[4]，也可以根據(jù)住宅小區(qū)規(guī)模大小選擇不同大小的調(diào)壓器，但為避免調(diào)壓器故障導(dǎo)致大面積停氣，帶的戶數(shù)不宜過大。有的企業(yè)制定了停氣預(yù)案，依據(jù)停氣戶數(shù)的多少進行應(yīng)急事件的分級，此時，調(diào)壓器所帶戶數(shù)應(yīng)該與其預(yù)案進行銜接。

調(diào)壓間的建設(shè)方式有調(diào)壓撬和調(diào)壓計量間；調(diào)壓撬設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊、占地小，且造價便宜；而調(diào)壓計量間則可以為發(fā)展用戶預(yù)留空間。不管是計量間還是調(diào)壓撬均需設(shè)置超壓放空功能。

1.3 建成雙氣源供氣模式

城鎮(zhèn)燃氣供氣關(guān)系到千家萬戶，在管網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮供氣可靠性。應(yīng)將城鎮(zhèn)燃氣管道建成環(huán)網(wǎng)，形成雙向供氣。因此，在中壓或次高壓燃氣干網(wǎng)上，應(yīng)設(shè)置截斷閥門，便于管道發(fā)生應(yīng)急泄漏等事件時截斷部分流程，減小停氣影響范圍。截斷閥門優(yōu)先考慮獨立的閥室，埋地敷設(shè)時必須進行整體防腐；另外，有條件的話還應(yīng)在環(huán)網(wǎng)的兩端分別引入不同氣源，提高供氣可靠性。

1.4 應(yīng)用自動加臭

以往，采取隔膜柱塞計量泵進行加臭劑(四氫噻吩)的注入，注入量不夠精確，不能實時跟進居民用氣變化調(diào)整注入量，一定程度上造成加臭劑的浪費，而進口的四氫噻吩價格為8萬元/噸左右，過量注入也會造成成本的負擔(dān)。應(yīng)采用自動加臭系統(tǒng)，加臭劑的注入量依據(jù)供氣量的多少進行實時自動調(diào)節(jié)。

1.5 合理控制輸差

輸差即在一定的時間段內(nèi)，流體介質(zhì)在輸送過程中出現(xiàn)的輸入貿(mào)易計量值與輸出貿(mào)易計量值的差值。輸差產(chǎn)生的原因主要為計量儀表之間的誤差、放空損失或未計量(盜氣)損失等，而計量儀表之間的誤差則是造成輸差的最主要原因，尤其是城鎮(zhèn)燃氣，即便進行了溫度壓力補償?shù)却胧?，但因參與計量交接的表具數(shù)量多、類型不一，精度不一等客觀因素，其輸差的管理難度較大。作為供方企業(yè)，應(yīng)堅持“科學(xué)準確計量，公平公正交接”的原則，注重計量器具的選型、送檢和維護環(huán)節(jié)，確保計量系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。要充分重視實際輸量是否處于流量計合理計量量程范圍內(nèi)的問題。針對民用氣冬季、夏季用氣差異大的特點，應(yīng)對計量表具進行周轉(zhuǎn)，夏季更換為小表具。

2 結(jié)論

城鎮(zhèn)燃氣自上世紀90年代末期以來迅速發(fā)展，但是燃氣行業(yè)安全問題仍然較為突出。應(yīng)從輸配氣各環(huán)節(jié)加強管理，尤其應(yīng)該優(yōu)選管道材質(zhì)及敷設(shè)方式，注重防腐施工質(zhì)量，延長管道使用壽命；應(yīng)優(yōu)化調(diào)壓設(shè)施配置，減少故障停氣范圍，必要時建立雙氣源環(huán)網(wǎng)供氣模式，提高供氣可靠性；選擇自動化加臭系統(tǒng)， 加強管網(wǎng)輸差管理，確保輸配氣系統(tǒng)安全、高效運行。

[1] 李長纓. 城鎮(zhèn)燃氣聚乙烯管應(yīng)用中相關(guān)問題研究[J].煤氣與熱力，2008,28(2)：43.

[2] 羅東曉. 基于全生命周期的PE管和鋼管技術(shù)經(jīng)濟分析[J].煤氣與熱力，2015,35(12)：7.

[3] 靖向陽. 天然氣管網(wǎng)住宅小區(qū)采用區(qū)域調(diào)壓和樓棟調(diào)壓方式的對比[J].內(nèi)蒙古石油化工，2007(12)：256.

[4] 范君來，王 敏，胡 濤，等.城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中的幾個問題[J].石油和化工設(shè)備，2013,16(2)：69.

(本文文獻格式：劉 剛.城鎮(zhèn)燃氣輸配氣運行方案優(yōu)化研究[J].山東化工,2017,46(5):100-101.)

Optimization of Operation Scheme of Urban Gas Transmission and Distribution Gas

LiuGang

(Petrochina Dagang Oilfield Natrual Gas Company,Tianjin 300280,China)

With the completion of major gas transmission lines, China's urban gas into the era of natural gas. Urban gas facilities are located in the area where the residents live in concentrated areas. Once the emergency events happen, they have a great impact, so it is necessary to optimize the operation scheme of the gas transmission and distribution system to ensure the safety of gas supply. This paper choose from pipe material, laying and anticorrosion of pipeline and pressure angle were compared and suggestions from double source construction to improve the supply reliability, timely adjustment of measuring gauges to ensure that it is in the range of reasonable measurement to strengthen the transmission and poor management, to ensure safe and efficient operation of gas distribution.

urban gas；PE pipe；steel pipe

2017-02-04

劉 剛(1983—)，女，中級工程師；2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事天然氣處理及集輸生產(chǎn)運行及節(jié)能管理工作。

TE832.2

B

1008-021X(2017)05-0100-02