清潔能源燃?xì)庀锣l(xiāng)工程設(shè)計(jì)與建設(shè)

石中秋

摘要：對(duì)2017年開始國(guó)家大力推廣的清潔能源燃?xì)庀锣l(xiāng)項(xiàng)目，即村村通氣代煤工程的設(shè)計(jì)方案，施工要點(diǎn)，進(jìn)行分析研究，提出運(yùn)行可靠的成熟方案。

Abstract： For the clean energy gas to countryside project project vigorously promoted by the government in 2017， the design plan and construction key points of the village ventilation and gas instead of coal project are analyzed and researched， and a mature and reliable plan is proposed.

關(guān)鍵詞：氣代煤;設(shè)計(jì)方案選擇;施工技術(shù)要點(diǎn);燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)

Key words： gas instead of coal;design scheme choice;construction technology points;gas pipeline inspection

0? 引言

國(guó)家對(duì)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，環(huán)境治理的要求日益嚴(yán)格，燃?xì)庀锣l(xiāng)自2017年開始在冬季有采暖需求的北方農(nóng)村地區(qū)開始大力推廣。下面分設(shè)計(jì)、施工、管道檢驗(yàn)三方面對(duì)村村通氣代煤工程進(jìn)行研討。

1? 設(shè)計(jì)方面

離主道較近的村莊可以在沿主道敷設(shè)的中壓管道上直接開口，從中壓起點(diǎn)至村口的入村管線若在2km之內(nèi)，則無(wú)需再重新單獨(dú)鋪設(shè)入村管線，入村中壓支管線按De63口徑設(shè)置。若村莊離市政中壓燃?xì)庵鞴茌^遠(yuǎn)，管線超過(guò)2km或周邊無(wú)燃?xì)廨斔凸芫€，可考慮等輸送管線敷設(shè)后，在次年村村通氣代煤項(xiàng)目開始后建設(shè)。中壓管線開口首先考慮電熔式馬鞍三通帶壓開口。

中壓管線入村后需進(jìn)行減壓至3～5kPa供戶內(nèi)用氣設(shè)備。目前有三種調(diào)壓方案，各有利弊。

①中壓在村口處進(jìn)行調(diào)壓，低壓進(jìn)村，設(shè)計(jì)樹狀管線供每戶。優(yōu)點(diǎn)是中壓管線不進(jìn)村;壓力較大，泄露后影響嚴(yán)重的中壓管線、設(shè)備都在村外，比較安全，也便于設(shè)備維護(hù)。缺點(diǎn)是一套調(diào)壓設(shè)備需要帶整個(gè)村的用戶，一般只能選用調(diào)壓能力、燃?xì)饬髁枯^大的調(diào)壓柜，增加了項(xiàng)目投資;再就是村里供氣管線壓力低，干管壓頭損失大，樹狀管線設(shè)置干管口徑偏大，且村莊如果縱深過(guò)長(zhǎng)的話容易導(dǎo)致村口供氣壓力偏大，而末端供氣壓力偏低，供氣壓力相對(duì)難以調(diào)整。此方案適合村莊平面地界比較方正的項(xiàng)目。

②中壓進(jìn)村，中壓管線沿村內(nèi)縱橫主道敷設(shè)，對(duì)村莊按住戶分布劃分供氣片區(qū)，每個(gè)供氣分區(qū)安裝1臺(tái)調(diào)壓箱分區(qū)供氣（目前常用的RTZ-50調(diào)壓箱約可帶50～70戶）。管網(wǎng)設(shè)計(jì)仍按樹狀管網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)是中壓入村輸送至每供氣分區(qū)，管路壓力損失小;分區(qū)供氣，供氣壓力均衡，便于調(diào)壓箱壓力調(diào)整;管路及設(shè)備投資相較方案1要少。缺點(diǎn)是中壓進(jìn)村，在村里安裝中壓調(diào)壓設(shè)備及管路閥門等附件，中壓漏氣隱患點(diǎn)多，且不便于管路巡查維護(hù)。再就是設(shè)備多，且需要分區(qū)施工、施壓，增加了施工費(fèi)用，施工工期也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。此方案適用于各種村村通燃?xì)庀锣l(xiāng)項(xiàng)目，目前廣泛應(yīng)用。

③針對(duì)方案1投資偏大的問(wèn)題，對(duì)方案1進(jìn)行改進(jìn)，

1）采用類似工業(yè)項(xiàng)目的自己組裝的一套調(diào)壓裝置代替調(diào)壓柜以節(jié)省設(shè)備投資，見圖1。

2）針對(duì)供氣壓力不均衡的問(wèn)題，采用兩級(jí)調(diào)壓，即入村口安裝一級(jí)調(diào)壓，由中壓調(diào)壓至9kPa，入戶前安裝二級(jí)調(diào)壓（采用分戶調(diào)壓閥），將入戶壓力調(diào)壓至3kPa。優(yōu)點(diǎn)一是采用二級(jí)調(diào)壓可加大低壓輸氣干管壓力至9kPa，減小干管口徑，減小壓頭損失。二是入戶前安裝調(diào)壓閥可以對(duì)每戶供氣壓力分別調(diào)整控制，可以保證每戶供氣壓力穩(wěn)定。是最能保證供氣壓力均衡的一種方案。缺點(diǎn)是每戶投資增加一個(gè)調(diào)壓閥的費(fèi)用。見圖2。

1）、2）條改進(jìn)措施可以分別結(jié)合使用，目前采用入村調(diào)壓柜一級(jí)調(diào)壓，入戶調(diào)壓閥二級(jí)調(diào)壓的設(shè)計(jì)方案在山東淄博地區(qū)大范圍應(yīng)用，使用效果良好。

管道材質(zhì)及施工工藝選擇，中壓管道選用SDR11.0 PE100級(jí)聚乙烯管，埋地敷設(shè)。低壓管道盡量沿墻架空敷設(shè)，管材可選擇Q235熱鍍鋅鋼管及20#無(wú)縫鋼管，鍍鋅鋼管價(jià)格便宜，但DN40口徑往上需要焊接連接，焊口處鍍鋅層被破壞后極易腐蝕。結(jié)合經(jīng)濟(jì)和使用考慮，DN40及以上口徑采用20#無(wú)縫鋼管焊接，DN40以下使用鍍鋅鋼管絲接。焊接應(yīng)采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面。氬弧焊焊絲宜選用H08MnaSiA，手工電弧焊宜選用焊條型號(hào)為E4303。焊接外觀質(zhì)量不得低于《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50683-2011中Ⅲ級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。焊縫內(nèi)部質(zhì)量射線照相檢驗(yàn)不得低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)損檢測(cè) 金屬管道熔化焊環(huán)向?qū)咏宇^射線照相檢測(cè)方法》GB/T 12605-2008中Ⅲ級(jí)質(zhì)量要求。

管道在村內(nèi)穿越道路，應(yīng)選用PE管道小頂管施工，穿越夾道可采用架空或埋地過(guò)路按間距4m之內(nèi)按架空或埋地跨越，超過(guò)4m距離采用PE管道埋地穿越。埋地穿越可采用無(wú)縫鋼管（外纏PE膠粘帶防腐）或鋼塑轉(zhuǎn)換接頭接PE管道，具體可由施工隊(duì)根據(jù)自身施工水平及現(xiàn)場(chǎng)選擇。

防雷設(shè)計(jì)，村內(nèi)架空管道一般為+3.0m，處于帶防雷的村內(nèi)電線桿保護(hù)范圍內(nèi)，可不考慮防雷。在避雷保護(hù)范圍以外的屋面上的燃?xì)夤艿啦捎煤附愉摴芑驘o(wú)縫鋼管時(shí)，其壁厚均不得小于4mm。

防靜電設(shè)計(jì)，閥門法蘭間用截面積不小于6mm2的金屬導(dǎo)線做跨接;調(diào)壓柜接地：將長(zhǎng)2.5m的角鋼打入地下，角鋼頂距地面不小于0.7m，然后用扁鋼將其和調(diào)壓柜相連。管道靜電接地，按傳統(tǒng)做法鋼制管道每50m做靜電接地點(diǎn)費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)料，應(yīng)考慮采用管道的立柱支墩預(yù)埋件鋼筋直接埋地做靜電接地，有接地要求的支墩挖基坑時(shí)可附帶灌入食鹽水降低接地電阻，立柱上固定管卡應(yīng)與管道光潔表面直接卡死，再統(tǒng)一刷面漆，接觸面間不再加橡膠墊。接觸落地墩接地做法見圖3。

管線架空高度高度在滿足安全基礎(chǔ)上可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整管線高度，但原則上不應(yīng)低于2.0m（考慮農(nóng)村兒童等不安全因素）。

控制閥設(shè)置，通往每個(gè)胡同的支管都應(yīng)在起點(diǎn)位置設(shè)置支管閥門;調(diào)壓箱進(jìn)出口設(shè)置法蘭球閥。

胡同兩側(cè)都有住戶的情況下，應(yīng)盡量減少燃?xì)夤艿揽缭胶?，即?yīng)在胡同兩側(cè)各設(shè)置1條南北向支管，避免只在一側(cè)設(shè)置1條支管，由此條支管往對(duì)面住戶挨個(gè)甩過(guò)路架空入戶管道。

2? 施工方面

村村通燃?xì)庀锣l(xiāng)項(xiàng)目在施工中碰到最大的問(wèn)題是對(duì)可安裝燃?xì)夥块g的篩選，村中住房建設(shè)往往比較隨意，甚至安裝規(guī)劃中還包含數(shù)量不在少數(shù)的土坯房。在施工開始前應(yīng)聯(lián)合村委對(duì)安裝燃?xì)夥块g進(jìn)行統(tǒng)一要求，給居民留出進(jìn)行房屋改造的時(shí)間。

原則：參考《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。安裝燃?xì)獾姆块g結(jié)構(gòu)應(yīng)達(dá)到二級(jí)防火要求，即主體結(jié)構(gòu)耐火下限2小時(shí)以上。

①墻體結(jié)構(gòu)可行結(jié)構(gòu)：實(shí)體墻，發(fā)泡磚墻;鋼骨架石膏板墻，夾心（巖棉，石膏）彩鋼板墻等;不可行結(jié)構(gòu)：木質(zhì)，三合板，空心彩鋼板。

屋頂（吊頂）不可行結(jié)構(gòu)：PVC（預(yù)制）、聚氯乙烯（預(yù)制）、木質(zhì)等;需現(xiàn)場(chǎng)判斷的結(jié)構(gòu)：輕鋼+鋁扣板、金屬吊頂、自搭塑料材質(zhì)?？尚薪Y(jié)構(gòu)：水泥預(yù)制板等。

②房間通風(fēng)開口面積參考《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》為地面面積的1/10，具體符合裕度由設(shè)計(jì)及建設(shè)方現(xiàn)場(chǎng)綜合判斷。

③應(yīng)為單獨(dú)房間或由實(shí)體墻與其他房間隔開。

④房間內(nèi)無(wú)裸漏電線，刀閘應(yīng)更換為空氣開關(guān)。

⑤土坯房因其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性，原則上不得安裝燃?xì)狻?/p>

通氣房間應(yīng)盡量選擇靠道路的房間，灶具及燃?xì)獗趻鞝t設(shè)置在一個(gè)房間內(nèi)，房?jī)?nèi)土灶、簡(jiǎn)易浴池、廁所應(yīng)拆除或停止使用，房間不得住人。

管道敷設(shè)以沿墻架空敷設(shè)為主，若墻體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)應(yīng)在墻邊打一趟立柱架空，管道架空高度應(yīng)高于不穩(wěn)定的墻頭200mm。沿建筑物外墻的燃?xì)夤艿谰嘧∪朔块g門、窗洞口的凈距不應(yīng)小于0.3m。

當(dāng)燃?xì)夤艿琅c其他管線（電力線等）交叉或部分平行敷設(shè)時(shí)，應(yīng)滿足表1要求。

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中，有時(shí)無(wú)法滿足此間距要求，可以采用對(duì)架空燃?xì)夤芫€增加PVC套管的方式敷設(shè)以減小凈距。

PE管道敷設(shè)，聚乙烯燃?xì)夤艿缆竦胤笤O(shè)時(shí)，管道允許彎曲半徑應(yīng)符合表2規(guī)定。

管道支架，可按管徑制作架空管道三腳架，DN40口徑及以下采用4#角鋼制作，DN40口徑以上采用5#角鋼制作，支架間距取相應(yīng)管徑最大架空間距。目前仍有項(xiàng)目采用T型固定架，T型架在管道固定點(diǎn)處力矩較大且缺少斜撐，長(zhǎng)時(shí)間使用極易導(dǎo)致金屬疲勞影響支架穩(wěn)定。落地支柱做法，落地支柱采用焊接鋼管，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，高度2m以下支柱可采用DN65焊接鋼管，高度2～4.5m支柱可采用DN80焊接鋼管。柱基礎(chǔ)采用450×450×500，C20混凝土澆筑，預(yù)埋件為200×200×8鋼板，下焊M16螺紋鋼筋腿×4，立柱與預(yù)埋件鋼板滿焊，并焊接至少3塊固定肋板。

管道防護(hù)，燃?xì)饴竦毓艿莱龅孛?、入戶穿墻均需加鋼制防護(hù)套管。套管口徑按比被保護(hù)管大2號(hào)選擇，套管內(nèi)應(yīng)采用瀝青油麻填充，并用防水膠封堵兩端。有施工隊(duì)伍采用PVC穿墻套管，PVC套管沒有剛度，對(duì)管路的保護(hù)作用意義不大，不建議使用。

管道防腐，室內(nèi)燃?xì)夤艿浪?遍銀粉，室外無(wú)縫鋼管刷2道黃色面漆，防腐效果更好可按1道環(huán)氧富鋅底漆，2道黃色聚氨酯面漆來(lái)刷。室外鍍鋅鋼管可按每隔3m刷一道色環(huán)（絲接口處必須刷色環(huán)）。埋地鋼管做PE膠粘帶纏繞粘結(jié)防腐，出地面處膠粘帶應(yīng)纏繞至管道探出地面0.4m處。

室內(nèi)管路施工，應(yīng)遵循以下規(guī)定：燃?xì)獗趻鞝t（熱水器）與燃?xì)夤艿赖仍O(shè)施的最小水平凈距不得小于30cm;軟管與家用燃具連接時(shí)，其長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)2m，并不得有接口，軟管應(yīng)低于灶具面板30mm以上。

關(guān)于設(shè)計(jì)變更，村村通燃?xì)忭?xiàng)目相較于一般的住宅樓、商業(yè)燃?xì)忭?xiàng)目施工環(huán)境復(fù)雜得多，面臨著大量的協(xié)調(diào)工作、施工條件復(fù)雜多變、民俗需求各式各樣（如燃?xì)夤芫€不能擋門楣、明明是廢棄房屋也要裝燃?xì)猓?，這樣很難保證施工變動(dòng)控制在10%的設(shè)計(jì)變更要求范圍內(nèi)，針對(duì)此復(fù)雜情況，一般應(yīng)要求以設(shè)計(jì)圖紙為指導(dǎo)，保證管徑、管道走向、供氣分區(qū)不變的情況下，給予施工隊(duì)伍充分在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整施工細(xì)節(jié)的權(quán)利。待施工結(jié)束后，由設(shè)計(jì)部門和施工隊(duì)共同出具竣工圖紙。

3? 燃?xì)夤艿罊z驗(yàn)

2.4 管道吹掃，根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，管道吹掃壓力可按0.24MPa，流速20m/s，按300～400m為一個(gè)吹掃段，每段應(yīng)分別進(jìn)行4次吹掃，每次吹掃時(shí)間持續(xù)5min。在管道末端加設(shè)一定承壓能力的石棉墊，在放散閥處進(jìn)行試驗(yàn)，逐步升壓，當(dāng)壓力大于石棉墊承壓能力時(shí)，石棉墊爆破，從而達(dá)到吹掃目的。直至排氣口（白布靶盤）無(wú)雜質(zhì)、無(wú)水分即為合格。

室外燃?xì)夤艿肋M(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。

室內(nèi)表前閥后只進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，介質(zhì)采用空氣。嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力為5kPa（引入管閥門<表前閥>至灶前閥）。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓不少于15min，并用發(fā)泡劑檢查全部連接點(diǎn)、無(wú)滲漏、壓力計(jì)無(wú)壓力降為合格。燃?xì)獗砗笾猎罹哌B接管閥門前可采用用∪形壓力計(jì)打壓，方便打壓及觀測(cè)。

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