城镇燃气输配气运行方案优化研究

刘 刚

(中国石油大港油田天然气公司，天津 300280)

城镇燃气输配气运行方案优化研究

刘 刚

(中国石油大港油田天然气公司，天津 300280)

随着各大输气干线的建成，我国城市燃气进入天然气时代。城镇燃气设施位于居民集中居住区域，一旦发生应急事件，其产生的影响巨大，必须对其输配气运行方案进行优化，确保供气安全。本文从管道材质的选择，管线的敷设及防腐方式，调压方式等角度进行了比对，建议从双气源建设提高供气可靠性，及时调整计量表具确保其处于合理计量量程范围内加强输差管理，确保输配气安全、高效运行。

城镇燃气；PE管；钢管

根据《中国城乡建设统计年鉴2015》数据，全国燃气普及率达95.3%，城镇燃气已成为十分重要的基础设施之一。部分城市自上世纪80年代开始使用燃气，而上世纪末、本世纪初则为城镇燃气发展最快速的时期，即多数城市城镇燃气管网的运行时间已达15～20年，部分管网需要进行大修甚至更新。居民用气与工业用气比，总量相对较小且用气不均匀、峰谷差值大；运行压力低、管网公里数相对较长，需要进行入户安检，维护及人员成本较高；同时为保障民生，居民天然气价格较工业价格偏低，因此，城镇燃气输配运行应充分考虑如何经济运行，尤其是针对部分急需进行大修或更新的管网，应在设计、施工等环节充分优化，确保一定的输气效益。

1 城镇燃气输配运行方案研究

1.1 优选管道材质和敷设方式

《城镇燃气设计规范》规定中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管等；次高压燃气管道应采用钢管。由于钢管在强度等方面的优势，我国在城镇燃气发展之初主要应用钢管。由于PE管在耐腐蚀性能以及价格上的优势，自20世纪90年代中期至今，我国PE燃气管道应用量快速上升[1]。钢管与PE管性能对比见表1。

表1 钢管与PE管性能对比

结合表1列出的性能比对，在城市化基础设施建设较为完善的区域，可以优选符合国标要求的PE管，但在部分小城镇，尤其是还处于各种设施建设中的区域，应该优选钢管。DN250口径以上的，优选钢管。

钢管既可以埋地敷设，也可以架空敷设。从实际案例来看，架空敷设的燃气管道需要经常进行整体的防腐刷漆以延长使用寿命，在其使用至16～17年左右时部分管段壁厚减薄达50%，甚至发生腐蚀穿孔。因此，在路由许可的情形下，应优选埋地敷设。城镇燃气管道分支多，距离短，且周围布满了各种金属管道，应用外加电流阴极防腐适用性偏差。主要从其外防腐层上进行防腐，延长使用寿命。三层PE防腐效果优良，其价格随着技术的发展逐步趋于合理，成为埋地钢管防腐首选。经过对实际管线的开挖，在未实施外加电流保护的情形下，运行15年的三层PE防腐管道未发生任何腐蚀；必须选择架空时，应选择三层PE防腐管加铝箔的方式，减缓管道腐蚀的发生。

1.2 优选调压及调压间建设方式

城镇燃气调压方式一般分为两种，楼栋调压和区域集中调压，其优缺点对比见表2。

表2 楼栋调压与区域集中调压对比

由表2可知，应尽量进行区域集中调压。楼栋调压则适用于非成片小区的少量住宅楼(一、两栋楼)或公建用户[3]。一台调压器应能满足400户居民的日常燃气使用量[4]，也可以根据住宅小区规模大小选择不同大小的调压器，但为避免调压器故障导致大面积停气，带的户数不宜过大。有的企业制定了停气预案，依据停气户数的多少进行应急事件的分级，此时，调压器所带户数应该与其预案进行衔接。

调压间的建设方式有调压撬和调压计量间；调压撬设计结构紧凑、占地小，且造价便宜；而调压计量间则可以为发展用户预留空间。不管是计量间还是调压撬均需设置超压放空功能。

1.3 建成双气源供气模式

城镇燃气供气关系到千家万户，在管网设计时应充分考虑供气可靠性。应将城镇燃气管道建成环网，形成双向供气。因此，在中压或次高压燃气干网上，应设置截断阀门，便于管道发生应急泄漏等事件时截断部分流程，减小停气影响范围。截断阀门优先考虑独立的阀室，埋地敷设时必须进行整体防腐；另外，有条件的话还应在环网的两端分别引入不同气源，提高供气可靠性。

1.4 应用自动加臭

以往，采取隔膜柱塞计量泵进行加臭剂(四氢噻吩)的注入，注入量不够精确，不能实时跟进居民用气变化调整注入量，一定程度上造成加臭剂的浪费，而进口的四氢噻吩价格为8万元/吨左右，过量注入也会造成成本的负担。应采用自动加臭系统，加臭剂的注入量依据供气量的多少进行实时自动调节。

1.5 合理控制输差

输差即在一定的时间段内，流体介质在输送过程中出现的输入贸易计量值与输出贸易计量值的差值。输差产生的原因主要为计量仪表之间的误差、放空损失或未计量(盗气)损失等，而计量仪表之间的误差则是造成输差的最主要原因，尤其是城镇燃气，即便进行了温度压力补偿等措施，但因参与计量交接的表具数量多、类型不一，精度不一等客观因素，其输差的管理难度较大。作为供方企业，应坚持“科学准确计量，公平公正交接”的原则，注重计量器具的选型、送检和维护环节，确保计量系统安全平稳运行。要充分重视实际输量是否处于流量计合理计量量程范围内的问题。针对民用气冬季、夏季用气差异大的特点，应对计量表具进行周转，夏季更换为小表具。

2 结论

城镇燃气自上世纪90年代末期以来迅速发展，但是燃气行业安全问题仍然较为突出。应从输配气各环节加强管理，尤其应该优选管道材质及敷设方式，注重防腐施工质量，延长管道使用寿命；应优化调压设施配置，减少故障停气范围，必要时建立双气源环网供气模式，提高供气可靠性；选择自动化加臭系统， 加强管网输差管理，确保输配气系统安全、高效运行。

[1] 李长缨. 城镇燃气聚乙烯管应用中相关问题研究[J].煤气与热力，2008,28(2)：43.

[2] 罗东晓. 基于全生命周期的PE管和钢管技术经济分析[J].煤气与热力，2015,35(12)：7.

[3] 靖向阳. 天然气管网住宅小区采用区域调压和楼栋调压方式的对比[J].内蒙古石油化工，2007(12)：256.

[4] 范君来，王 敏，胡 涛，等.城镇燃气管网优化设计中的几个问题[J].石油和化工设备，2013,16(2)：69.

(本文文献格式：刘 刚.城镇燃气输配气运行方案优化研究[J].山东化工,2017,46(5):100-101.)

Optimization of Operation Scheme of Urban Gas Transmission and Distribution Gas

LiuGang

(Petrochina Dagang Oilfield Natrual Gas Company,Tianjin 300280,China)

With the completion of major gas transmission lines, China's urban gas into the era of natural gas. Urban gas facilities are located in the area where the residents live in concentrated areas. Once the emergency events happen, they have a great impact, so it is necessary to optimize the operation scheme of the gas transmission and distribution system to ensure the safety of gas supply. This paper choose from pipe material, laying and anticorrosion of pipeline and pressure angle were compared and suggestions from double source construction to improve the supply reliability, timely adjustment of measuring gauges to ensure that it is in the range of reasonable measurement to strengthen the transmission and poor management, to ensure safe and efficient operation of gas distribution.

urban gas；PE pipe；steel pipe

2017-02-04

刘 刚(1983—)，女，中级工程师；2006年毕业于大庆石油学院化学工程与工艺专业，现从事天然气处理及集输生产运行及节能管理工作。

TE832.2

B

1008-021X(2017)05-0100-02