宿州中燃城市燃氣發(fā)展有限公司 張陽東 寇玉林 張 釗

泗縣中燃城市燃氣發(fā)展有限公司 馮 飛

宿州市位于安徽省東北部的淮北平原，是長三角城市群、中原經濟區(qū)重要節(jié)點；位于宿淮蚌都市圈、宿淮城市組群，是安徽區(qū)域中心城市之一。伴隨安徽省整體融入長三角和長三角一體化發(fā)展國家戰(zhàn)略的實施，各級政府對大氣環(huán)保工作提出了更高的標準和要求。燃煤鍋爐“氣代煤”方案的實施，可以從根本上緩解冬季供暖期較為嚴重的大氣污染問題[1]。宿州市政府持續(xù)推行的“氣代煤”措施，有效地緩解了冬季大氣污染指數的上升?；幢泵弘娂瘓F的蘆嶺、朱仙鎮(zhèn)、桃園等礦區(qū)位于宿州市規(guī)劃區(qū)周邊，均屬于“禁煤區(qū)”，原有的燃煤鍋爐需限期關閉、整改。在這些煤礦鍋爐“氣代煤”項目建設中，基本確定：燃氣鍋爐由淮北煤電集團采購，所在煤礦負責安裝；配套燃氣管網和應急調峰氣源設施由宿州中燃城市燃氣發(fā)展有限公司負責實施、完善。

煤炭企業(yè)安全標準和行業(yè)要求較高，燃氣管道進入位于煤礦工業(yè)廣場的原有鍋爐房，應同時遵守煤炭行業(yè)標準和城市燃氣相關設計、施工規(guī)范。

1 “氣代煤”項目特點

宿州市城市規(guī)劃區(qū)周邊的蘆嶺、朱仙鎮(zhèn)、桃園等煤礦，屬于國家兩淮礦區(qū)的淮北煤電集團，省屬重點能源企業(yè)，是華東地區(qū)的大型礦井，且都是上世紀七八十年代建設、投產的老礦區(qū)。每座煤礦均配有中央鍋爐房，內有3臺10 t燃煤熱水鍋爐。這些燃煤鍋爐均位于煤礦工業(yè)廣場。煤礦工業(yè)廣場是礦井生產服務的地面設施，周邊設有礦井提升、變配電、井下通風，瓦斯抽放、皮帶運輸、對外交通及輔助生產和辦公、值班場所等廠房車間和附屬建筑，而且廠區(qū)的地面軌道、工業(yè)管廊密布，對燃氣調壓計量設備的選址和燃氣管道路由選擇的影響較大。

原有的燃煤熱水鍋爐由礦區(qū)皮帶走廊供應燃煤，熱水經工業(yè)管廊循環(huán)供應主、副井口和浴室、食堂、辦公樓等生產及輔助設施。其中主、副井口在冬季0℃時需要24 h保證不出現(xiàn)結冰現(xiàn)象；浴室為365 d×24 h連續(xù)開放；其他輔助生產和辦公設施為冬季采暖。

最終3座煤礦的“氣代煤”方案定為：每座煤礦的燃煤鍋爐拆除更換為2臺10 t低氮燃氣鍋爐，同時配備電空氣能鍋爐1臺，以免燃氣意外中斷而影響煤礦的連續(xù)生產。經評估，本項目中選用的 2臺10 t燃氣鍋爐，基本能滿足冬季礦井的主、副井口保溫防凍所需熱量，以及礦區(qū)內職工洗浴和工業(yè)廣場供暖期采暖需求[2]。同時，使用天然氣鍋爐可以降低煙塵、SO2、NOx等排放量，滿足政府環(huán)保要求。

2 “氣代煤”項目實施

2.1 方案確定及優(yōu)化

燃氣鍋爐設備確定后，公司及時核定用氣量，并確定氣源可引自附近市政中壓管道。為了保證上游氣源供氣可靠性，首先在該項目建設同期改造相關的城區(qū)管道，遠期規(guī)劃則考慮結合埇橋區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)燃氣管網建設，對礦區(qū)形成雙回路環(huán)網供氣。

調壓設備選址在工業(yè)廣場生活、辦公區(qū)域的廣場景觀帶一角，便于日常運維。工人村-調壓設備前的中壓管線選用PE管，路由規(guī)避了電力高壓進線走廊、煤礦鐵路專用線和汽車重卡貨運通道；調壓設備后的低壓管線提高了燃氣管道設計等級，采用中壓B級架空方式，選用無縫鋼管。

為保障礦區(qū)生產的連續(xù)性、安全性，雙方多次協(xié)商調整設計方案、調壓設備選址和燃氣管道路由方案等。主要包括：(1) 調壓柜由原設計中的位于工業(yè)廣場熱力負荷中心鍋爐房附近，移至辦公和值班輔助區(qū)域，可降低調壓柜放散對礦區(qū)連續(xù)生產的影響。(2) 燃氣路由走向，不應沿原燃煤鍋爐輸煤皮帶走廊、工業(yè)廣場職工人行天橋通道、地面軌道運輸通道等以及人員密集和物料管廊的平行敷設，方便今后燃氣管道的維護搶修工作。(3) 燃氣管道主要沿原有進出鍋爐房的工業(yè)廣場通用管廊敷設，并避讓主、副井機房，高壓變、配電設備，井下通風機房，瓦斯抽放站和瓦斯電廠等設施。(4) 工業(yè)廣場以外的燃氣管道，由燃氣公司按照專業(yè)規(guī)范施工，工業(yè)廣場和管廊內的燃氣管道應提高設計標準等級，滿足煤礦地面安全規(guī)程和標準規(guī)定。

2.2 氣源落實及管網改造

面對冬季供氣量相對緊張、城市管網對大型工業(yè)用戶的設計預留氣量不足、燃氣企業(yè)儲氣設施滯后和燃氣供應調峰能力薄弱等不利因素，為確?；幢钡V業(yè)集團6臺10 t鍋爐的冬季氣量需求，公司采取了如下措施。首先，擴建了位于宿州開發(fā)區(qū)儲配站LNG應急儲備設施，增設4座150 m3LNG儲罐；其次，開工建設東三環(huán)中壓管線，并啟用了東二環(huán)鳳屏路高/中壓調壓站(供氣量5 000 m3/h)，完善了礦區(qū)及周邊的燃氣管網。整個燃氣管網如圖1所示。

這些配套項目的建設，不僅滿足了本次“氣代煤”項目的用氣需求，提升了礦區(qū)及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的燃氣供氣總量，也優(yōu)化了城區(qū)東南部燃氣管網的結構。通過城市管網分區(qū)域供氣縮減了原單一氣源點的供氣半徑，降低和分散了公司燃氣管道系統(tǒng)運營總體風險。

2.3 項目實施要點

本項目工程特點是工業(yè)管廊內的燃氣管道施工。管廊是工業(yè)廣場系統(tǒng)的重要組成部分，被視為工業(yè)廣場的紐帶，是連接工業(yè)廣場各個生產要素和輔助設施的綜合便捷通道[3]，已設有公用電力、通信、工業(yè)監(jiān)控等纜線，給水、熱力管道，動力風管等多種管線。

管廊方案和中壓管位確定后，主動對接了煤礦地面設備運營部門和淮北煤電集團特種設備管理部，了解了煤炭行業(yè)專業(yè)標準和煤礦工業(yè)廣場的管理需求，明確了調壓后進入工業(yè)管場的燃氣管道需同時滿足 GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范(2020版)》和GB 50235-2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》，尤其是鋼管材質和壁厚的選用、檢測和檢驗標準等方面。

(1) 鋼管材質與壁厚?！冻擎?zhèn)燃氣設計規(guī)范》中可選用低壓流體焊管、高頻螺旋焊管和無縫鋼管。考慮到工業(yè)管廊各專業(yè)管線眾多，管材選用無縫鋼管，壁厚增加1 mm設計安全余量和1 mm腐蝕裕量，即DN200的管道設計壁厚由通常的4 mm增加為6 mm。鍋爐房的室內管道均增加1 mm設計安全余量，DN100及以下管道壁厚為4 mm，DN100以上壁厚為4.5 mm；

(2) 檢測和檢驗標準。滿足《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》的要求，并按照TSG D0001-2009《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》同步監(jiān)檢。室外管道的焊縫拍片率由行業(yè)標準的 5%提升至10%，燃氣引入管和鍋爐房戶內管的拍片率為15%。焊縫內部質量滿足 GB/T 12605-2008《無損檢測金屬管道熔化焊環(huán)向對接接頭射線照相檢測方法》Ⅱ級質量要求。

原燃煤鍋爐未安裝可燃氣體檢測報警裝置，現(xiàn)本項目增加了燃氣報警系統(tǒng)和事故應急通風風機。

項目現(xiàn)場施工時，由于與礦區(qū)連續(xù)生產同步和施工線路狹長等原因，所以公司多次組織工程、監(jiān)理和施工單位與甲方對接施工組織措施，優(yōu)化材料、機具堆放和施工作業(yè)、吊裝點位等；督促進場作業(yè)人員嚴格執(zhí)行燃氣操作規(guī)程，遵守煤礦安全規(guī)程和作業(yè)規(guī)范；協(xié)調鍋爐本體安裝、給水和熱力施工隊伍的交叉作業(yè)，嚴格遵守合同約定和施工計劃推進項目進度；協(xié)調設計、施工、監(jiān)理單位和地方特種設備檢測部門，做好壓力管道監(jiān)督檢驗工作。

3 項目投運后期

本次“氣代煤”項目為市政府環(huán)保督辦項目，實施時間緊、任務重、工序和內外部溝通繁多。經過淮北煤電集團、地方政府和燃氣公司等多方共同努力，該項目燃氣鍋爐于2019年12月建成投運至今已安全運營兩年，社會效益突出。

燃氣鍋爐投運后，按照政府和礦業(yè)集團的要求逐步完成了鍋爐房的燃氣報警和施工應急通風設備的安裝。目前礦區(qū)燃氣報警、燃氣數據遠傳等安全自控系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐壓力、溫度和流量遠程監(jiān)控和電磁閥遠程控制等正在逐步完善中。

在日常運維中，我公司主動對接燃氣報警系統(tǒng)維保服務，加強燃氣報警系統(tǒng)的日常檢修保障，確保燃氣正常供應和報警系統(tǒng)、事故應急通風處于正常工作狀態(tài)。

在氣源保障方面，除了完成增設東二環(huán)(仁和路)高/中壓調壓站等配套項目，同時規(guī)劃建設東三環(huán)中壓管線及省道S303朱仙莊-蘆嶺中壓管線，提高礦區(qū)燃氣鍋爐供氣的可靠性。

4 結語

鍋爐“氣代煤”項目的實施，不僅滿足政府環(huán)保政策的要求，同時大大改善了鍋爐操作人員的工作環(huán)境；管道燃氣供氣，減少了大量的燃料運輸成本，企業(yè)運營成本和人力成本降低顯著。由于煤礦企業(yè)安全標準和專業(yè)要求較高，對于此類項目建議結合《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》等工業(yè)管道要求和《煤礦安全規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范，統(tǒng)籌商定燃氣管道設計參數標準。

另外，煤礦是24 h連續(xù)生產的重點能源企業(yè)，項目正式投產后，燃氣供應企業(yè)應及時完善周邊燃氣管網，盡快實現(xiàn)上游多氣源保障和環(huán)網供氣，做好氣源保障和冬季應急調峰工作。