農(nóng)村“煤改氣”燃?xì)夤?yīng)中的關(guān)鍵技術(shù)

水新亮

（河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

天然氣較其他化石燃料具有優(yōu)越的環(huán)保性，近兩年我國大氣污染治理中，煤改氣工程大力推進(jìn)。自2017年以來，地方政府先后就大氣污染治理出臺(tái)多項(xiàng)政策。2017年3月，環(huán)保部，能源局部門聯(lián)合印發(fā)《京津冀地區(qū)大氣污染防治工作方案》，提出每個(gè)城市完成5-10 萬戶以氣代煤工程。中央政府相繼出臺(tái)大氣環(huán)境治理文件后，北方城市高度重視理工作。煤改氣成為北方農(nóng)村燃料革新方式。煤改氣高度契合廣大村民使用清潔能源的訴求。煤改氣系列安全問題必須引起相關(guān)從業(yè)者的重視。

1 農(nóng)村煤改氣供應(yīng)方式

管道氣是比較經(jīng)濟(jì)合理的氣源供應(yīng)方式，適用于距市政中壓1 公里范圍內(nèi)的村莊。CNG 供氣站氣瓶車供應(yīng)方式，適用于管道氣無法到達(dá)的地區(qū)，CNG 工期方式對(duì)安全距離要求較高，供氣站占地面積較大。采用LNG 氣瓶車供應(yīng)的方式占地面積相對(duì)較小，在管道氣無法達(dá)到的地區(qū)為主流供氣方式。LNG 與CNG 供氣站方式適用于距管道較遠(yuǎn)的村莊，對(duì)道路條件要求較高，LNG 供應(yīng)方式受市場價(jià)格影響波動(dòng)較大【1】。

農(nóng)村煤改氣配器方式分為中壓B 級(jí)及低壓配氣。低壓配氣采用低壓管道直接配送至用戶的方式，較為安全，適用于規(guī)模不大的村莊，但管道投資較大。中壓B配氣采用在進(jìn)戶前設(shè)置低壓調(diào)壓器配氣方式，節(jié)約了管道的投資，適用于較大規(guī)模的村莊，是目前燃?xì)夤酒毡椴捎玫呐淦鞣绞健?/p>

農(nóng)村煤改氣敷設(shè)方式有益埋地為主與架空為主兩種方式，采用麥迪輻射較為安全，采用架空敷設(shè)造價(jià)較低，但安全性較低。村莊房屋參差不齊使架空管道安全性降低。農(nóng)村煤改氣掛表方式有室內(nèi)掛表與室外掛表。室內(nèi)掛表方式適用于低壓配氣，室外掛表適用于中壓B 配氣，將低壓壓調(diào)壓器設(shè)置于表箱內(nèi)。室外掛表后期運(yùn)行要求較高，如設(shè)備的安全維護(hù)工作。室內(nèi)掛表可采用IC 卡表，節(jié)省抄表時(shí)間。

2 農(nóng)村煤改氣工程建設(shè)中存在的問題

當(dāng)前北方地區(qū)進(jìn)行煤改氣的地市多為欠發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)有房屋建筑為村民根據(jù)喜好自行建造，房屋結(jié)構(gòu)未經(jīng)科學(xué)設(shè)計(jì)，未充分考慮防火等級(jí)等因素。燃?xì)夤艿婪笤O(shè)墻體穩(wěn)定性差，其他水電等基礎(chǔ)設(shè)施因需而建，架空管道高度無法滿足農(nóng)村大型車輛通過。

相當(dāng)?shù)貐^(qū)的農(nóng)村煤改氣項(xiàng)目為政府環(huán)保形勢(shì)下的一刀切任務(wù)，某些地方政府要求燃?xì)馄髽I(yè)供暖季前完成數(shù)千戶居民的燃?xì)庠O(shè)施安裝通氣，施工設(shè)計(jì)等全過程時(shí)間不足兩個(gè)月，農(nóng)村環(huán)境復(fù)雜，施工設(shè)計(jì)難度遠(yuǎn)大于城市燃?xì)夤こ?，燃?xì)馄髽I(yè)在農(nóng)村燃?xì)忭?xiàng)目上經(jīng)驗(yàn)較少，建設(shè)單位難以把控好工程的各環(huán)節(jié)。由于專業(yè)施工人員缺乏，雇傭無經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)，無法保證施工質(zhì)量。

受政策與農(nóng)村環(huán)境影響，農(nóng)村天然氣項(xiàng)目工程質(zhì)量遠(yuǎn)低于城市天然氣項(xiàng)目工程質(zhì)量。燃?xì)夤艿涝O(shè)施違規(guī)安裝現(xiàn)象較多。對(duì)燃?xì)夤艿雷呔€的規(guī)范化安裝造成較大困難。管線設(shè)施等危險(xiǎn)因素的間距不達(dá)標(biāo)，難以做到防碰撞等問題。管道支架假設(shè)在無硬化基礎(chǔ)的土地上，目前所實(shí)施的城鎮(zhèn)燃?xì)庀嚓P(guān)規(guī)范多適用于城鎮(zhèn)環(huán)境。

農(nóng)村村民整體安全意識(shí)薄弱，城市燃?xì)馐鹿势毓饴瘦^高，部分村民燃?xì)饣景踩R(shí)認(rèn)知片面。相當(dāng)部分村民對(duì)燃?xì)庠O(shè)施保護(hù)等措施缺少了解，如何快速培育村民良好的用氣習(xí)慣是燃?xì)馄髽I(yè)面臨的重要課題【2】。

農(nóng)村用戶用能習(xí)慣等方面與城市燃?xì)夤?yīng)有著極大的差異，如何做好燃?xì)膺\(yùn)營維護(hù)，表計(jì)設(shè)施更換等方面工作，是燃?xì)馄髽I(yè)后期運(yùn)營的重要課題。農(nóng)村環(huán)境校方的即時(shí)性與城市相比存在諸多不足，城市燃?xì)夤獬Ｒ?guī)管理方式面臨問題不能有效解決。

3 農(nóng)村煤改氣工程建設(shè)建議

3.1 加強(qiáng)政企統(tǒng)籌規(guī)劃

燃?xì)夤こ绦枰c企業(yè)間的通力合作。政府應(yīng)綜合考量本地農(nóng)村生活習(xí)慣，整體提高農(nóng)村能源利用效能。建議在村莊社區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)性供氣，總結(jié)農(nóng)村煤改氣中的難點(diǎn)問題。充分調(diào)研確定煤改氣的地區(qū)，提高天然氣資源供應(yīng)的保障力。

3.2 轉(zhuǎn)變運(yùn)營管理模式

燃?xì)馄髽I(yè)要根據(jù)村民受教育水平情況，利用電視等途徑開展安全用氣宣傳活動(dòng)，加強(qiáng)農(nóng)村老人兒童的安全教育宣傳，對(duì)管道外爬等新技術(shù)應(yīng)用開展多種形式的燃?xì)獍踩麄??？山⑥r(nóng)村燃?xì)獍踩芾矶綄?dǎo)組，引導(dǎo)村委會(huì)承擔(dān)燃?xì)獍踩綄?dǎo)義務(wù)。

積極開展安全技術(shù)創(chuàng)新，利用大數(shù)據(jù)等打造數(shù)字化主動(dòng)安全模式，促進(jìn)安全管理標(biāo)準(zhǔn)落地。燃?xì)馄髽I(yè)根據(jù)農(nóng)村燃?xì)鈸屝廾媾R的交通惡化等外部影響充分評(píng)估，綜合考量相關(guān)資源整合等問題，有效增加燃?xì)馄髽I(yè)搶險(xiǎn)快速反應(yīng)效能[3]。

4 北京市農(nóng)村煤改氣項(xiàng)目案例

4.1 北京市農(nóng)村煤改氣項(xiàng)目背景

2013年以來，華北地區(qū)頻繁受到霧霾天氣影響，PM2.5 監(jiān)測農(nóng)村屢創(chuàng)新高，北京地區(qū)采用煤改氣等措施減少燃煤總量，但霧霾污染防治任務(wù)依然艱巨。農(nóng)村地區(qū)目前使用的小型燃煤爐灶的單位質(zhì)量燃煤的PM2.5 排放量是大型燃煤鍋爐的4-10 倍。

4.2 北京市農(nóng)村能耗調(diào)研

根據(jù)北京市農(nóng)村工作委員會(huì)2013年提供的數(shù)據(jù)，北京市現(xiàn)有村莊至2020年將合成1960 個(gè)行政村，村莊戶數(shù)主要集中在600 戶以下的約占村莊總數(shù)的90%，約有1409 個(gè)村莊處于平原地區(qū)。北京市農(nóng)村住宅能源消耗比例統(tǒng)計(jì)，煤炭占74%，太陽能等可再生能源占0.5%，農(nóng)村供暖能耗占60%。

根據(jù)北京市各區(qū)燃?xì)鈱ｍ?xiàng)規(guī)劃，確定各村位置及管道距離，北京市平原地區(qū)農(nóng)村約有50%的村莊具備市政天然氣管道條件，但規(guī)劃天然氣管道實(shí)施受到多種因素制約。北京市農(nóng)村90%的住宅為南北朝向，大多數(shù)農(nóng)村住宅單戶建筑面積80-120 m2。農(nóng)村主栽圍護(hù)結(jié)構(gòu)以黏土磚為主，計(jì)算單位面積耗熱量約為80W/m2。改善墻體等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，是提高室內(nèi)供暖溫度的關(guān)鍵。如進(jìn)行代替散煤清潔能源改造必須先做房屋保溫改造。采用單層玻璃木窗等節(jié)能保溫措施，對(duì)比房間單位面積耗熱量變化情況。

4.3 農(nóng)村煤改氣示范項(xiàng)目效果

自2013年以來，依照市政府印發(fā)《清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)任務(wù)》中的要求，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)在昌平區(qū)平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)等地開展管道天然氣替代燃煤試點(diǎn)工作。

昌平區(qū)新店村氣源工程包括DN200mm 中壓A 管道0.5km，村內(nèi)天然氣管道工程包括低壓管道14km，戶內(nèi)工程包括戶內(nèi)管道16km，供暖熱水爐約424 臺(tái)。項(xiàng)目造價(jià)折算每戶平均匜 3.29×104 元/戶.

通過供暖期實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)測算，戶均供暖面積為100 m2/戶，蔡拓村供暖用氣指標(biāo)為6.19m3(m2·a)，用戶供暖平均溫度集中在15-17℃。新店村與蔡拓村用氣指標(biāo)差異較大，蔡拓村為農(nóng)村住宅改造村，房屋結(jié)構(gòu)較好。通過入戶調(diào)差，95%的居民對(duì)天然氣替代煤帶來的便捷表示認(rèn)可。

5 結(jié)語

在國家政策指導(dǎo)下，農(nóng)村煤改氣工程建設(shè)加快推進(jìn)。農(nóng)村煤改氣推進(jìn)同時(shí)應(yīng)進(jìn)行反思，不能忽略安全管理。目前局部農(nóng)村煤改氣效果不佳，農(nóng)村煤改氣施工成本較高，部分用戶因采暖成本增加停止使用，因氣源緊張導(dǎo)致氣荒，建議合理開發(fā)農(nóng)村煤改氣項(xiàng)目，對(duì)農(nóng)村煤改氣的后期運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，使施工設(shè)計(jì)更加合理。