农村“煤改气”燃气供应中的关键技术

水新亮

（河南省城乡规划设计研究总院有限公司）

天然气较其他化石燃料具有优越的环保性，近两年我国大气污染治理中，煤改气工程大力推进。自2017年以来，地方政府先后就大气污染治理出台多项政策。2017年3月，环保部，能源局部门联合印发《京津冀地区大气污染防治工作方案》，提出每个城市完成5-10 万户以气代煤工程。中央政府相继出台大气环境治理文件后，北方城市高度重视理工作。煤改气成为北方农村燃料革新方式。煤改气高度契合广大村民使用清洁能源的诉求。煤改气系列安全问题必须引起相关从业者的重视。

1 农村煤改气供应方式

管道气是比较经济合理的气源供应方式，适用于距市政中压1 公里范围内的村庄。CNG 供气站气瓶车供应方式，适用于管道气无法到达的地区，CNG 工期方式对安全距离要求较高，供气站占地面积较大。采用LNG 气瓶车供应的方式占地面积相对较小，在管道气无法达到的地区为主流供气方式。LNG 与CNG 供气站方式适用于距管道较远的村庄，对道路条件要求较高，LNG 供应方式受市场价格影响波动较大【1】。

农村煤改气配器方式分为中压B 级及低压配气。低压配气采用低压管道直接配送至用户的方式，较为安全，适用于规模不大的村庄，但管道投资较大。中压B配气采用在进户前设置低压调压器配气方式，节约了管道的投资，适用于较大规模的村庄，是目前燃气公司普遍采用的配器方式。

农村煤改气敷设方式有益埋地为主与架空为主两种方式，采用麦迪辐射较为安全，采用架空敷设造价较低，但安全性较低。村庄房屋参差不齐使架空管道安全性降低。农村煤改气挂表方式有室内挂表与室外挂表。室内挂表方式适用于低压配气，室外挂表适用于中压B 配气，将低压压调压器设置于表箱内。室外挂表后期运行要求较高，如设备的安全维护工作。室内挂表可采用IC 卡表，节省抄表时间。

2 农村煤改气工程建设中存在的问题

当前北方地区进行煤改气的地市多为欠发达地区，现有房屋建筑为村民根据喜好自行建造，房屋结构未经科学设计，未充分考虑防火等级等因素。燃气管道敷设墙体稳定性差，其他水电等基础设施因需而建，架空管道高度无法满足农村大型车辆通过。

相当地区的农村煤改气项目为政府环保形势下的一刀切任务，某些地方政府要求燃气企业供暖季前完成数千户居民的燃气设施安装通气，施工设计等全过程时间不足两个月，农村环境复杂，施工设计难度远大于城市燃气工程，燃气企业在农村燃气项目上经验较少，建设单位难以把控好工程的各环节。由于专业施工人员缺乏，雇佣无经验的施工队，无法保证施工质量。

受政策与农村环境影响，农村天然气项目工程质量远低于城市天然气项目工程质量。燃气管道设施违规安装现象较多。对燃气管道走线的规范化安装造成较大困难。管线设施等危险因素的间距不达标，难以做到防碰撞等问题。管道支架假设在无硬化基础的土地上，目前所实施的城镇燃气相关规范多适用于城镇环境。

农村村民整体安全意识薄弱，城市燃气事故曝光率较高，部分村民燃气基本安全知识认知片面。相当部分村民对燃气设施保护等措施缺少了解，如何快速培育村民良好的用气习惯是燃气企业面临的重要课题【2】。

农村用户用能习惯等方面与城市燃气供应有着极大的差异，如何做好燃气运营维护，表计设施更换等方面工作，是燃气企业后期运营的重要课题。农村环境校方的即时性与城市相比存在诸多不足，城市燃气供气常规管理方式面临问题不能有效解决。

3 农村煤改气工程建设建议

3.1 加强政企统筹规划

燃气工程需要政府与企业间的通力合作。政府应综合考量本地农村生活习惯，整体提高农村能源利用效能。建议在村庄社区进行试点性供气，总结农村煤改气中的难点问题。充分调研确定煤改气的地区，提高天然气资源供应的保障力。

3.2 转变运营管理模式

燃气企业要根据村民受教育水平情况，利用电视等途径开展安全用气宣传活动，加强农村老人儿童的安全教育宣传，对管道外爬等新技术应用开展多种形式的燃气安全宣传。可建立农村燃气安全管理督导组，引导村委会承担燃气安全督导义务。

积极开展安全技术创新，利用大数据等打造数字化主动安全模式，促进安全管理标准落地。燃气企业根据农村燃气抢修面临的交通恶化等外部影响充分评估，综合考量相关资源整合等问题，有效增加燃气企业抢险快速反应效能[3]。

4 北京市农村煤改气项目案例

4.1 北京市农村煤改气项目背景

2013年以来，华北地区频繁受到雾霾天气影响，PM2.5 监测农村屡创新高，北京地区采用煤改气等措施减少燃煤总量，但雾霾污染防治任务依然艰巨。农村地区目前使用的小型燃煤炉灶的单位质量燃煤的PM2.5 排放量是大型燃煤锅炉的4-10 倍。

4.2 北京市农村能耗调研

根据北京市农村工作委员会2013年提供的数据，北京市现有村庄至2020年将合成1960 个行政村，村庄户数主要集中在600 户以下的约占村庄总数的90%，约有1409 个村庄处于平原地区。北京市农村住宅能源消耗比例统计，煤炭占74%，太阳能等可再生能源占0.5%，农村供暖能耗占60%。

根据北京市各区燃气专项规划，确定各村位置及管道距离，北京市平原地区农村约有50%的村庄具备市政天然气管道条件，但规划天然气管道实施受到多种因素制约。北京市农村90%的住宅为南北朝向，大多数农村住宅单户建筑面积80-120 m2。农村主栽围护结构以黏土砖为主，计算单位面积耗热量约为80W/m2。改善墙体等围护结构的保温隔热性能，是提高室内供暖温度的关键。如进行代替散煤清洁能源改造必须先做房屋保温改造。采用单层玻璃木窗等节能保温措施，对比房间单位面积耗热量变化情况。

4.3 农村煤改气示范项目效果

自2013年以来，依照市政府印发《清洁空气行动计划重点任务》中的要求，北京市燃气集团在昌平区平谷区峪口镇等地开展管道天然气替代燃煤试点工作。

昌平区新店村气源工程包括DN200mm 中压A 管道0.5km，村内天然气管道工程包括低压管道14km，户内工程包括户内管道16km，供暖热水炉约424 台。项目造价折算每户平均匜 3.29×104 元/户.

通过供暖期实际运行数据测算，户均供暖面积为100 m2/户，蔡拓村供暖用气指标为6.19m3(m2·a)，用户供暖平均温度集中在15-17℃。新店村与蔡拓村用气指标差异较大，蔡拓村为农村住宅改造村，房屋结构较好。通过入户调差，95%的居民对天然气替代煤带来的便捷表示认可。

5 结语

在国家政策指导下，农村煤改气工程建设加快推进。农村煤改气推进同时应进行反思，不能忽略安全管理。目前局部农村煤改气效果不佳，农村煤改气施工成本较高，部分用户因采暖成本增加停止使用，因气源紧张导致气荒，建议合理开发农村煤改气项目，对农村煤改气的后期运行进行监控，使施工设计更加合理。