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城镇天然气管道设计

本站     2022-7-1 9:35:02    

  摘要:天然气属于自然界的混合气态化石原料,凭借其无污染、高安全性、产热多等特点,成为了新时期经济发展的环保型燃料。城镇实施现代化改革策略之后,天然气开始普遍运用于日常生活及企业生产。输气管道是运输天然气的主要工具,根据城镇发展需要,合理地设计安装输气管道尤为关键。
  关键词:城镇;天然气;输气管道;结构;设计;安装
  1 我国城镇天然气产业的发展关于城镇天然气管道设计探讨
  六十年来,我国的城镇燃气经历了由单一的人工煤气到人工煤气再到液化石油气和天然气三气并存的发展过程。改革开放以来,从80年代利用焦炉气和化肥厂释放气为主城镇燃气,到90年代初期在广东沿海等地首先使用进口液化石油气作为城镇燃气的主要气源,再到90年代末期至21世纪初,陕气进京、西气东输,我国城镇燃气行业进入前所未有的发展阶段。国家从能源战略的层面上也对天然气的开发利用高度重视,在规划、建设、政策以及资金上都给予支持。除化工和发电之外,管道天然气在城镇燃气中广泛应用于居民生活、工业、商业等各个领域,推动了城镇燃气行业的快速扩张。
  2 城镇天然气输送管道的结构特点
  新时期城镇现代化改造进程加快,天燃气工程是其中不可缺少的项目之一,关系着城市、集镇地区的燃料供应水平,进而影响了区域产业的可持续发展。输送管道是天然气运输体系的核心构成,在很大程度上影响了燃料能源的输送效率。以下为城镇天然气输送管道的结构特点:
  ①距离长。城镇指的是城市、集镇等两个不同级别的区域,因而天然气工程涉及的范围较广。城市与集镇之间的离差异较大,天然气输送管道所连接的距离也随之延长。对于天然气输送而言,两地管道之间的间距应给企业或用户使用燃料。
  ②施工难。较大,容易降低输送过程的作业效率,无法及时地供输送管道工程的施工难度大,整个施工流程常会遇到不同因素的阻碍。首先,城市天然气管道输送量大,采用大管径的管道开挖更大的管槽,结构空间受限破坏了地下其它管线的连接;其次,集镇地区的地理环境略差于城市,输气管道设计方案受到了地理条件的约束,增大了后期施工的难度。
  ③风险大。据了解,近年来国内天然气泄漏事故的发生率较之前上升6.2%左右,既危害了城镇地区的环境安全,也导致了严重的经济损失。这是由于天然气输气管道结构安装质量不合格,面对日趋增大的输送流量,管道出现开裂、脱节等问题,使得天然气输送存在巨大的质量隐患及安全隐患。
  ④结构多。天然气是一种新型的燃料能源,为了保证燃气定时定量地传输到位,必须为其配备完善的管道设施。除了主要的管道结构外,输气管道工程还需安装使用其它辅助构建,如:管道的焊接件、加固件等,必要时为管道增加支护结构。结构组合构件的数量多、形式多,增加了管道安装的难度。
  3 城镇天然气输气管道的设计要点
  天然气不再局限于自然资源的开采使用,其逐渐演变为一种新型的能源产业,为其它产业经济提供了足够的能源保障。城镇是新时期现代化建设的重点区
  域,天然气工程建设是完善基础设施的必备条件。结合输气管道的结构特点,设计人员在规划输气管道中需制定科学可行性的方案。
  ①管道方案。选定输气管道方案时,管道分布及安装情况决定了天然气输送的效率。根据城镇周边的地理环境来看,确定输气管道方案需重点考虑用气点和路径两方面。具体情况:规划用气点应考虑城镇人口密集区域,尽可能设计在用气量较多的地点,方便天然气的供应输送;路径设计坚持“最优、最短”的原则,设计管道路径之前,安排专业人员到工程现场勘测检查,以免地质条件对管道安装造成阻碍。
  ②安全措施。针对天然气运输期间存在的安全隐患,输气管道结构设计需采取相应的安全防护措施,降低爆炸、泄漏等事故的发生率。其中,需要考虑的工艺内容包括管输气体的构成、输气数量及可控制范围等。如:在输气站设计越站旁通,进出气站的光纤应配备断阀装置,截断阀设计考虑合理的安全间距。通过这样的安全设计,天然气输送过程发现紧急情况时,利用自动或手动完成断阀操作,便可控制泄漏事故的发生。
  ③难点控制。设计阶段是城镇天然气输气管道规划的过程,引导了后期施工单位完成管道安装的作业秩序。因此,设计管道结构需注意难点控制,提前解决安装操作面临的种种难题。比较常见的管道难点,即大跨度、河流等特殊路段,此区域地理条件特殊,设计不当会破坏管道结构的完整性,造成输气泄漏、管道受损等质量隐患。如:埋地管道与公路、铁道、河流、地下管线等存在交叉的,应当设计标志桩作为警示;交通事故多发地段,对输气管道增加防护结构,增强管道的抗冲击能力。
  4 城镇天然气输气管道安装技术的流程
  城镇天然气输气管道结构设计方案确定后,设计单位审核无误,应及时交给施工单位。施工是输气管道工程的核心环节,管道安装则是最为关键的内容。从工程质量、输送需要、燃气安全等角度考虑,施工单位安装前规划的作业流程需包括:
  ①前期准备。施工现场准备安装需要用到的工具、材料,检查人员详细核对管道的型号、规格、质量等是否符合设计图纸要求。进行管道、沟槽的清理,以免杂质物影响到各节管材的组合安装。
  ②编制工艺。从掌握的工程资料编制施工工艺,使其对安装操作更具有指导性。除了正常的操作流程外,管道安装工艺要重点考虑城镇地区等级的标准,确保输气管道的强度系数。参照管道工程所处区域的地质环境、用气量等考虑施工中的强度指标,见表1。
  ③安装施工。管道结构形式不同,其安装操作的流程也大不一样。城镇天然气输气管道工程日趋增多,各种新型的管道结构得到推广应用,安装人员需保证结构安装的质量。这里以“无缝管”为例,其是近年来比较先进的管道,在使用寿命及强度性能等方面均优于普通管道。“无缝管”的安装方法:先把钢管预热至240℃,管道硬度减弱则更容易安装。依照输气管四周的地质环境,加固管道埋设的区域。
  ④泄漏处理。针对管道安装操作失误造成的泄漏事故,施工人员应立即采取措施处理,谨防现场发生爆炸。降压处理是常用的方法,包括直接焊补、嵌填焊补、复贴焊补、更换管道等。小范围泄漏紧急执行直接焊补方案,大范围泄漏则立即更换管道。
  5 结语
  综上所述,传统粗放型经济产业模式导致能源过度耗损,引发了能源供应不足。合理地开发利用天然气资源,不仅可以缓解国民经济发展带来的能源问题,也可显著控制传统能源造成的环境污染。加强输气管道结构的设计及安装,在保证工程质量的前提下提升了城镇天然气输送使用的效率。
  参考文献:
  [1] 国务院体改办经济体制与管理研究所.中国石油天然气行业监管改革国际研讨会报告(摘要)[M].北京:石油工业出版社,2001.
  [2] 章申远.提高管道输气能力降低管道建设费用―――浅析“输气管道工程设计规范”[J].石油规划设计,1994,(1).

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