燃气管道气密性试验允许压力降计算分析

2022-03-12何利娜

中国设备工程 2022年5期

何利娜

（北京顺天顺水市政工程有限公司，北京 101300）

当前我国城市化进程中，对燃气管道的安全性和良好运行提出了更多的要求和标准，本文针对燃气管道气密性实验进行深入的研究，着重探讨气密性实验允许压力降计算分析，并以具体的实例为参照，开展允许压力降计算与改善措施论证，希望能够对我国当前燃气管道建设和气密性实验水平提升提供必要的帮助。

1 燃气管道系统概述

燃气管道系统在城市化进程中需要提前进行总体规划和设计，并在开展具体建设之前全面论证燃气管道建设的可行性。在具体原则方面，需要始终坚持远期与近期结合的原则，但同时也要以近期居民的生活需要为基础，综合参照技术要素和经济要素后，确定更合理的燃气管道设计和规划方案。

在燃气管道分类方面，可以按照不同的分类依据进行划分。首先，按照输气压力进行分类，可以将其分为低压管道、中压管道、次高压管道以及高压管道；按照燃气管道的敷设方式，可以将其划分为埋地管道和架空管道两种类型；如果按照燃气管道的具体用途进行划分，可以将其划分为长距离输气管线、城镇燃气管道以及工业企业燃气管道三种类型；不同地区在燃气管道管网形状方面也有一定差异，具体体现为环状管网和枝状管网两种类型；最后，也可以按照不同燃气管网的压力进行分级和分类，例如，可以将其分为单级系统和多级管网系统等多种类型。因此，在开展燃气管道气密性实验允许压力降分析时，需要根据不同的管道类型和特点进行综合的参考与测量。

2 燃气管道气密性实验允许压力降计算原理

本文主要从环状管网和枝状管网两种类型的燃气管道分类进行气密性实验允许压力降计算原理分析。

首先，在枝状管网中进行允许压力降计算需要提前规划好该枝状管网的管线图以及不同管线区域的用气情况，明确管网内部不同管段的计算流量问题，并根据现有管网的综合要素对其进行管段划分，针对不同的节点进行编号，要确保管段和节点的连续性；完成编号后需要对允许压力降等进行分析，综合测算单位长度内的值数。计算过程中，要根据计算流量、单位长度确定相应燃气管道的管径周长，最后需要统一计算总压力降，并检查和论证现有计算结果。如果总压力降超过了原有允许压力降，但是，其值数趋近于允许值，此种情况可以将其认定为计算合格，反之，则需要对燃气管道的管径进行变动，确保总压力降与允许值相对趋近或小于允许值的情况实现。其次，在计算环状管网的允许压力降计算时，需要对现有燃气管道的管网进行平面图的全面绘制，确保管网布置相对均匀、管道负荷平均，随后可以同枝状管网的允许压力降一致，对各个管网节点和管段进行重新编号，并合理标明不同管段的长度负荷以及调压站位情况，更好地计算不同管段的途泄流量。在进行环状管网的允许压力降计算时，可以由单位长度的管径开始逐段计算流量和长度内的允许压力降，并确认每一环的闭合差情况和实际压力降。大多数情况下，初步计算结果中显示，管网的压力降并不是闭合的，因此，需要对环状管网的水力平差进行计算，随后开展流量校正，确保其水力平差和闭合差与允许的误差范围趋于相近。

3 燃气管道气密性实验允许压力降计算实例分析

3.1 工程概述

本文的实例研究对象为某地A小区，小区内配置了燃气管道及相应的设施，该小区的气源主要来自小区东侧位置的燃气主干管道，管道内的供气压力为3.25kPa，现有压力能够满足小区内居民生活和公共建筑需要。A小区内部地势相对平坦，但是，受到建成时间的影响，管道呈现出更加错综复杂的态势，例如，小区内部的路面主要为柏油路面和水泥路面，而小区内部的给排水管道以及通信电缆管道等，则大多直接埋设于自行车道靠近绿化带一侧的位置上，当前各类管道已经投入使用；在供热管道方面，主要埋设于小区的街区内，并不穿越现有的主干道，另一方面，对燃气管道进行气密性试验允许压力降计算分析需要综合考评小区所处区域的冻土和温度情况，A小区冬季时期冻土深度0.73m，地下水位-3.3m。小区内现有燃气管道主要为焊接钢管，附属设备有凝水器、闸板阀等。小区内公共建筑的用气情况主要为幼儿园、门诊、写字楼，相比之下，公共建筑的用气设备相对单一。在室内燃气管道方面，其主要设置需要按照原有的设计与规范进行参照执行。

3.2 燃气管道具体分析

受到燃气种类的影响，焦炉气和天然气在低压管网的计算压力降和室内燃气管道允许压力降等方面存在一定差异，具体如表1所示。在管道布置方面，A小区的燃气管道布置与该城市燃气管道布置要求基本一致，采取沿路布置和沿人行道布置、敷设于绿化带内的多重性原则，再考虑到A小区的气源及日常交通量、小区内路面结构及土壤性质等综合要素，确认该小区的管道敷设于绿化带内，但也要确保与主干道一侧距离一米左右，而在非主干道路中须敷设于道路一侧或直接沿路布置，具体的布置情况可以按照地形的特点进行区分。

3.3 燃气管道允许压力降计算

在针对室外枝状管网进行允许压力降计算时，需要特别注意五大要素。一是确定枝状管网布置，由于A小区的地形特点以及小区路面的综合情况要求，该小区的枝状管网需要布置于绿化带下，距离路边1.5m左右的位置，需要根据不同的管段进行编号并绘制详细的管路布线图，严格标明不同管段的编号。二是计算不同管段的额定流量，可以根据现有管段的供气用气数计算工作系数值，可以按照枝状管网的简图进行全面的计算，具体参照公示如下

表1 焦炉气和天然气的压力降差异

Qh=kt（∑kNQn）

式中，Qh指的是燃气管道的小时计算流量；kt指的是多种类型用户的同时工作系数；N指的是同一类型的燃具数量；Qn指的是燃具的额定流量。在计算过程中，要综合居民日常生活的燃气用具和公共建筑用气设备情况，明确相应管段的工作系数，并确认管段流量。三是从枝状管网的管路部件图中计算不同管段的长度，随后根据已经确定的各管段流量，明确管段的管径。四是计算局部阻力系数，并有效计算当量长度，可以根据现有管段的长度及管径情况进行综合测算。五是可以有序开展允许压力降的计算。

4 改善燃气管道气密性试验效果的主要措施

开展燃气管道气密性实验允许压力降计算，其最主要的目的在于对燃气管道的运行情况进行全面的分析。

（1）需要合理把握燃气管道的特点，埋地管道需要始终埋于地下，而土壤中对于温度的传递速度同样也相对较慢，因此，试验中埋地管道的温度更加稳定，反观架空管道受到自然环境温度和外界诸多因素的影响，在温度变化上更大，如果同时对埋地管道和架空管道进行气密性实验，则会发现，二者在测量温度方面呈现较大的误差，因此，如果同一管道中存在埋地和架空两种敷设形式，则需要对其进行单独化的气密性实验，避免受到温度的影响导致允许压力降计算出现误差问题。

（2）如果在雨雪的天气状态下进行气密性实验，则会受到自然环境，如空气和土壤中水分的蒸发影响而导致不断的蒸发吸热，造成更多的温度变化。架空管道属于最易受到影响的燃气管道类型，因此，在进行气密性实验允许压力降分析计算时，需要尽量避免在雨雪的天气进行实验和计算。另一方面，由于架空管道的特点，温度计可以直接放置于室外环境空间，但是，需要具备专业的挡风装置，如果管道架设于室内空间中，其温度计也同样需要布设于室内，但是，要避免其他类型的热源对温度产生影响，所以在进行气密性实验时，要根据管道的敷设特点进行合理选择。