燃气管道纳入综合管廊的可行性分析
2018-10-26马静晋强
马 静 晋 强
(1.新疆农业大学水利与土木工程学院 乌鲁木齐 830052 2.乌鲁木齐经济技术开发区(头屯河区)建设综合管理服务中心 乌鲁木齐 830000)
根据国内外综合管廊燃气设计规范,燃气管道可纳入地下综合管廊;国内外部分容纳燃气管道的地下综合管廊,历经多年的营运,很少见到安全方面的事故发生。但因为燃气具有易燃易爆的特点,我国在燃气管道纳入综合管廊安全方面有很大的担忧。现阶段燃气安全工作存在重大的隐患,就是电力、通信、热力、给排水等设施在燃气管线周围形成的密闭空间,燃气管道纳入综合管廊时,严格要求分舱独立敷设,同时,对于通风及检测的要求也应大大提高。
1 天然气概况及特征
城镇燃气是一种可燃气体,可以通过交通、配送系统,从城市、城镇或居民区的区域性气源点向居民、商业、工业企业、供热、通风、空调等用户供气。燃气一般包括天然气、液化石油气和人工天然气。天然气具有以下特性:
(1)密度:天然气比空气轻,密度是空气的0.55~0.85倍,天燃气泄漏会扩散到空气上部,容易漂浮和逸散。液化石油气的密度是空气的1.5~2.0倍,其泄露后会沉积道空气下部通风不好或不易扩散的地方。
(2)热值:单位容积燃气完全燃烧所释放的热量。一般焦炉煤气的低热值是 16000~17000kJ/m3,天然气低热值是 36000~46000kJ/m3,液化石油气的低热值是 88000~12000kJ/m3。(1KCAL=4.1868kJ)
(3)理论空气量:根据燃烧反应方程式,完全燃烧单位气体所需的最小空气量。液化石油气燃烧所需的空气量是天然气的3倍,人工气体的6倍。
(4)膨胀与压缩:随着温度的升高液化石油气体积会膨胀,封闭容器内随着温度的升高液化石油气的体积会迅速膨胀,即压力迅速上升到足以使容器爆裂的程度,其体积膨胀系数大约是水的体积膨胀系数的16倍。
(5)点火温度:燃料连续燃烧的最低温度。在大气压力下,液化石油气的点火温度365~460℃,天然气的点火温度270~540℃,和城市天然气的点火温度270~605℃。它的点火温度比其他燃料低得多,所以是易燃气体。
2 城镇燃气系统及管道设计
城镇燃气输配系统一般由门站、储气装置、燃气管线、调压设备、管理设施、监控系统等组成。城镇燃气管道的设计压力分为7级,详见表1。燃气管道与建筑物、构筑物或响铃管道之间水平和垂直间距要求见表2,表3。
3 燃气管道事故的特性
城市道路燃气管道发生泄漏、爆炸等事故。造成事故的主要原因如下:
①天然气管道深受压力破坏,导致燃气管道泄漏;②由于部分道路地质条件较差,部分道路沉降不均匀,导致天然气管道破裂泄漏;③于道路开挖不规范,致使燃气管道被挖断,导致燃气管道断裂泄露;④地天然气管道受到土土体腐蚀,造成管道泄漏;⑤管道阀门容易受到阀门在管道两端的不均匀、变形,导致管道泄漏;⑥由于天然气管道泄漏后积聚,达到一定浓度,所以在发生明火时发生爆炸。
表1 燃气压力等级表
表2 燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平间距表
表3 燃气管道与构筑物或相邻管道之间的垂直近距表
4 燃气管道纳入综合管廊的优缺点
表4 综合管廊的优缺点
5 相关设计规范
《城市综合管道工程技术规范》(GB50838-2015)第4.3.4条规定:“天然气管道应分开敷设”。《城市燃气设计规范》(GB50028)第6.3.7条规定:“易燃易爆材料和腐蚀性液体在地下积聚,不易与其他管道或电缆同沟敷设的场所,不得在地下燃气管道下交叉。”当需要相同的沟渠时,必须采取有效的安全预防措施。”
天然气管道可通过规范带入地下综合管道库,但必须在单独的隔间内,同时对管道材料、阀门安装、检测方法、探伤形式等有更高的要求。
6 燃气纳入综合管廊案例
天然气管道已列入国内外工程实例。到目前为止,还没有发生重大或更严重的安全事故,具体见表5。
表5 燃气管道纳入综合管廊的案例
7 结论与建议
研究区域内现状基本为中压、高压(P≥1.6MPa)燃气管道,不建议纳入高铁核心区玄武湖路沿线综合管廊。