林厥喜，任鳴鐘，朱曉云,鄭向群，周永強(qiáng)

(中石油昆侖燃?xì)夂狈止军S石公司, 湖北 黃石 435000)

黃石天然氣置換人工煤氣工程技術(shù)方案探討

林厥喜，任鳴鐘，朱曉云,鄭向群，周永強(qiáng)

(中石油昆侖燃?xì)夂狈止军S石公司, 湖北 黃石 435000)

針對黃石天然氣置換人工煤氣實(shí)施工程，根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)實(shí)際情況，提出適合改造方案，使其達(dá)到最佳安全性、經(jīng)濟(jì)性和可操作性。

人工煤氣；天然氣；置換；庭院管網(wǎng)

人工煤氣在黃石市居民及商業(yè)用戶中使用已經(jīng)有15年左右的歷史，但因?yàn)槠溆卸?，每年均有中毒事件發(fā)生。隨著天然氣進(jìn)入黃石并逐漸得到用戶的肯定，天然氣的在黃石市也越來越普及，為進(jìn)一步提高市民生活水平及凈化城市環(huán)境，將原人工煤氣轉(zhuǎn)換成干凈、清潔、環(huán)保的天然氣得到了市民及市政府的高度重視。然而天然氣與人工煤氣是2種不同性質(zhì)的城市主導(dǎo)燃?xì)猓烊粴馐歉蓺?，與人工煤氣相比，其雜質(zhì)少、輸送壓力高。此外，天然氣的熱值比人工煤氣高，且兩者華白指數(shù)、燃燒勢不一致[1]。因此，天然氣與人工煤氣不能直接置換，需對原人工煤氣燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)進(jìn)行改造以保證正常運(yùn)行。下面，筆者對黃石天然氣置換人工煤氣工程技術(shù)方案進(jìn)行探討。

1 原有人工煤氣管網(wǎng)情況分析

1.1原管網(wǎng)情況

黃石人工煤氣區(qū)域分布在西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團(tuán)城山開發(fā)區(qū)，共28個小區(qū)近21000居民用戶、62家商業(yè)用戶和1家工業(yè)用戶，管網(wǎng)總長度119.2km，區(qū)域調(diào)壓柜13座，調(diào)壓箱52臺。原人工煤氣采用中低壓2級輸配系統(tǒng)，中壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為0.07MPa,實(shí)際運(yùn)行壓力0.02～0.03MPa，低壓運(yùn)行壓力1.5～2KPa。黃石現(xiàn)有天然氣中壓管網(wǎng)運(yùn)行壓力0.4MPa，低壓運(yùn)行壓力3KPa，人工煤氣區(qū)域地下管網(wǎng)管材在1996年前全部使用機(jī)械柔性接口鑄鐵管，以后部分采用PE管和焊接鋼管(未做陰級保護(hù))，下陸區(qū)和團(tuán)城山開發(fā)區(qū)地上大部分立管在戶內(nèi)，管材為鍍鋅管。在螺紋連接方面，1996年前用油麻絲和生漆進(jìn)行接口密封，1996年后用聚四氟乙烯進(jìn)行接口密封，機(jī)械表掛戶內(nèi)。西塞山區(qū)大部分立管在戶外，管材無縫管焊接連接，機(jī)械表掛戶內(nèi)，部分采用集中表箱，鍍鋅管作排管接到戶內(nèi)。

1.2管網(wǎng)腐蝕狀況

通過管道檢測專業(yè)機(jī)構(gòu)對原煤氣管網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行評估，在原煤氣區(qū)域范圍內(nèi)選擇48探點(diǎn)，采用接地電阻測試儀、測厚儀、探管儀等設(shè)備，檢測結(jié)果如下：煤氣置換區(qū)域土壤電阻率16.42～19.78Ω·m，屬于強(qiáng)腐蝕性區(qū)域，管網(wǎng)大部分無保護(hù)層，少量管外壁有殘留保護(hù)層，基本已失效，管道外表面有大量的、疏松的氧化皮，腐蝕嚴(yán)重，并有大量點(diǎn)蝕和坑蝕現(xiàn)象[2]。

2 天然氣置換煤氣管網(wǎng)工程技術(shù)方案

2.1庭院改造方案

針對原人工煤氣管網(wǎng)及供氣現(xiàn)狀，提出3種庭院管網(wǎng)改造方案，并從安全、操作性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行對比(見表1)。

表1 天然氣置換人工煤氣工程技術(shù)方案

2.2原有輸配系統(tǒng)利用改造

根據(jù)原有煤制氣管網(wǎng)資料，并結(jié)合實(shí)地查勘和管道檢測專業(yè)機(jī)構(gòu)出具評估報告，綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、可操作性等因素，確定原有輸配系統(tǒng)利用改造原則[3]：①中壓干管因原有設(shè)計(jì)壓力低，管道現(xiàn)狀情況差，不適應(yīng)作天然氣中壓管道來運(yùn)行，全部予以更換。②對使用期在5年以內(nèi)的庭院管網(wǎng)，可采用方案3，利用原有輸配管網(wǎng)并對調(diào)壓設(shè)施進(jìn)行更換，地上、地下管網(wǎng)經(jīng)承壓試驗(yàn)合格后可進(jìn)行置換，若承壓試驗(yàn)不合格則予以更換。③對使用期超過5年的庭院管網(wǎng)，若地上管網(wǎng)能利用的(西塞山區(qū)大部分)可采用方案1，保留小區(qū)地上管網(wǎng)，更換埋地庭院管網(wǎng)，并采用樓棟調(diào)壓供氣；若地上及埋地管網(wǎng)不能利用的(下陸區(qū)和團(tuán)城山區(qū))可采用方案2，地上、地下管網(wǎng)重新建設(shè)，戶內(nèi)立管管道按《湖北省燃?xì)饨ㄔO(shè)條例》改為戶外立管，由此提高供氣安全性。④針對部分建筑的廚房不便于安裝IC卡表，采用樓底集中表箱裝表方式；對部分區(qū)域采用集中表箱裝表用戶的原有舊機(jī)械表予以更換，并更換表前和表后的銅球閥；所有掛表均采用帶模塊IC卡表的用戶，其戶內(nèi)不再安裝機(jī)械表。

2.3工程建設(shè)

1)煤氣轉(zhuǎn)換區(qū)域總平面布置圖制作 在黃石市國土規(guī)劃局的支持下，獲取置換區(qū)域的38幅1000×800地形圖，將38幅地形圖拼接成一幅整體圖，對圖中不需要元素進(jìn)行簡化或刪除。在煤氣公司提供的實(shí)地查勘資料中，將相關(guān)管網(wǎng)布置、管徑、材質(zhì)、小區(qū)名稱、棟號、單元號、立管數(shù)、用戶數(shù)、調(diào)壓設(shè)施、現(xiàn)狀天然氣管網(wǎng)等內(nèi)容輸入地形圖，形成置換煤氣區(qū)域總平面圖。

2)煤氣工程建設(shè)流程 通過對西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團(tuán)城山區(qū)置換煤氣區(qū)域的管網(wǎng)特點(diǎn)情況、地形地貌、建筑結(jié)構(gòu)、用戶情況進(jìn)行對比，整個置換煤氣區(qū)域劃分東方花園、紡織機(jī)械廠、團(tuán)城山國秀園、神牛路兩側(cè)散戶、田家墩、馬家嘴等22個置換小區(qū)，以區(qū)域?yàn)閱卧_定“整體布局、綜合考慮、先易后難、先樓房后平房、先平地后山地”的置換方案。由于煤制氣有毒，在立管置換過程中應(yīng)對原供氣管道進(jìn)行氮?dú)獯祾?，在清除管道?nèi)煤制氣后才能進(jìn)行聯(lián)頭和置換。此外，對已廢棄的原煤制氣供氣管網(wǎng)也要進(jìn)行氮?dú)獯祾?，以避免留存在原供氣管網(wǎng)中煤制氣泄漏或后期開挖管線時發(fā)生中毒、燃燒爆炸等事故。

2.4現(xiàn)場實(shí)施

經(jīng)過詳細(xì)的方案論證，并結(jié)合現(xiàn)場客觀實(shí)際，有針對性地進(jìn)行方案比選和優(yōu)化，黃石人工煤氣轉(zhuǎn)換成天然氣工程實(shí)施順利，沒發(fā)生任何質(zhì)量、安全和環(huán)保方面的事故。整個工程共完成西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團(tuán)城山開發(fā)區(qū)共計(jì)20699戶居民(含575戶零散用戶)、51個商業(yè)和1個工業(yè)煤制氣用戶轉(zhuǎn)換成天然氣，共敷設(shè)中壓干管12.5km，中低壓庭院管網(wǎng)106.3km，區(qū)域調(diào)壓柜11座，調(diào)壓箱61臺。

3 結(jié)論與建議

1)天然氣置換煤制氣工程相對新建工程更加復(fù)雜，工作難度更大，安全性要求更高，需動用大量人力物力。

2)不能采用單一方案，要因地制宜，綜合考慮，才能制定周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮侠砑夹g(shù)方案，使工程得以順利實(shí)施。

3)在管網(wǎng)再利用方面，應(yīng)首先考慮安全性，然后再合理利用現(xiàn)有管網(wǎng)，這樣才能保證天然氣管網(wǎng)的長期安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

[1]羅東曉,李明.天然氣與人工煤氣的快速經(jīng)濟(jì)置換[J].天然氣工業(yè),2005,25(11)：111-114.

[2]楊靜,李華章.人工煤氣轉(zhuǎn)換天然氣后管道泄漏處理技術(shù)[J].煤氣與熱力,2009，29(3)：49-51.

[3]張玉炳.平頂山市老城區(qū)天然氣置換工作穩(wěn)步推進(jìn)[J].城市燃?xì)?2011(1)：21-23.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.052

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16731409(2012)11N15902