榆林“煤改气”设计要点浅析

宋兴兴，王德华

（1.陕西省燃气设计院有限公司， 陕西 西安 710043）

（2.中石油管道有限责任公司西气东输分公司， 上海 200122）

2019年我国天然气消费总量为3100亿立方米左右，同比增长约10%[1-2]，预计2050年前我国天然气消费将继续保持增长趋势。天然气作为一种清洁能源被越来越多地应用到人们的日常生活中，城镇化发展越来越多地需要城市燃气输配系统的设计改造。

为贯彻落实十九大精神，改善榆林市榆阳区整体环境，打赢蓝天保卫战，榆林市榆阳区政府下发文件，要求通过全区“煤改气”来改善榆阳区的空气质量。

1 现场勘线需要注意的问题

科学合理地进行燃气配管设计，力求节省城市燃气配管建设的投资费用，使城市燃气体系运行安全、经济、可靠是燃气设计人员的首要职责[3]。城市燃气输配设计时首先要进行现场勘线及前期资料的收集，判断现场情况是否满足安装设计条件并满足GB50028-2006《城市燃气设计规范》相关条款设计要求[4]。设计时应严格遵守规范要求，同时还应满足CJJ94-2009《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》要求。

在现场勘线时主要考虑因素有：(1)厨房是否具备安装条件；(2)燃气碰口点和燃气引入管走线是否具备条件。

本次煤改气用户主要为附近县城入城打工的租户，多数用户住房未设置独立的厨房，他们要求将燃气具安装在卧室中（这种用户大量存在），这是特别应当注意禁止的。对于有些用户执意要求这样安装的，设计人员现场首先必须给用户说明要对房间打砖墙隔断进行卧室改造，并且满足改造后的独立厨房面积不小于3m2（满足操作安装检修空间）的条件；其次，安装燃气具的房间要具有良好的通风条件，有直通室外规格不小于800mm的窗户，满足燃气发生泄漏时能及时扩散，避免燃气集聚与空气的混合物达到爆炸浓度发生爆炸；最后，对于厨房中有土灶和烧无烟煤炉具的用户，设计人员必须给用户强调安装前要进行拆除，禁止在安装燃气具的房间使用第二火源，避免发生燃气着火事故。

榆林煤改气项目设计时，碰口主要有两种工况：后墙直接有碰口点和远处引线碰口。对于后墙有管工况（见图1），碰口时应在主管道（≥DN40管线）上碰口，尽量避免在管径过小的已有燃气引入管上碰口，不应在＜DN25的已有引入管上碰口，避免碰口后用气不足。对于后墙无管工况（见图2），碰口点距离相对较远，设计管线路由时要综合各方面进行考虑，管线沿耐火等级不低于二级外墙铺设时，管线净高不小于2.2m，沿巷道跨越的管线，最大跨距应满足表1的规定。管线从邻家外墙经过应经过邻家同意后方可进行路由设计，同时避免管线路由翻墙设计，以免后期房屋改造时还要对天然气管线进行改线设计。

表1 钢管支架最大间距

图1 后墙有管工况

图2 后墙无管工况

2 厨房挂表设计

在厨房具备挂表条件后，需要根据用户的灶具摆放位置确定挂表位置，设计时本着以人为本的原则，合理合规挂表。确定挂表位置后核算气量，再根据用气量确定管径是否满足设计条件。

设计时首先确定用气量，然后根据用气量核算管径。

①用气量根据下式确定：

式中：Qh-燃气管道计算流量，m2/h；K -燃具同时工作系数[5]；N -同种燃具或成组燃具的数目；Qn-燃具的额定流量，m2/h。

设计时应满足碰口点到最远灶具管道允许压力损失不超过：

式中：Pd-允许压力损失；Pn-灶具额定压力。

灶具额定工作压力一般为2kPa，管道设计压力为5kPa，管道运行压力为2-3kPa即可满足用气压力损失。一般居民厨房计量选用J2.5（最大流量4m2/h）家用燃气表[6]，表底安装高度1.7m（相对室内地坪），安装位置与燃气灶的水平净距不得小于400mm[7]，表后安装燃气安全自闭阀。

②管径计算[8]：

式中：d -管线内径，m；Q -流体体积流量，m3/s；v -流体的流速，m/s。

榆林煤改气用管规格：常用φ57×3.5；φ48×3.5；φ34×3.5；φ27×3.5规格的无缝钢管，材质为20#钢，焊接连接，在避雷保护范围以外的屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道，采用焊接钢管或无缝钢管时其管壁厚均不得小于4mm。

3 结论

城市燃气输配设计时首先要进行现场勘线及前期资料的收集，设计时严格遵守规范要求，判断现场情况是否满足安装设计条件并满足GB50028-2006《城市燃气设计规范》相关条款设计要求。

(1)现场勘线时特别注意严禁将燃气设备装在有人居住的卧室中，对不符合条件的住所要进行改造，符合条件后进行安装，改造后独立厨房面积不小于3m2，且厨房严禁存在第二火源，并保证厨房通风良好。

(2)厨房挂表设计时首先根据用户的灶具摆放位置来确定挂表位置，然后确定用气量，再根据用气量确定管径是否满足设计条件。