城區管網改造管理論文

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摘要：針對上海青浦老城區改供天然氣后可能出現的一些問題加以探討，通過對技術可行性、初投資和運行管理等的比較，確定較優的改造方案。主要介紹了青浦區老城區的天然氣管網改造的技術及經濟分析。

關鍵詞：天然氣管網改造初投資

1前言

青浦鎮位于上海青浦行政區中部,為青浦區的政治、經濟、文化、商業的中心。青浦城市燃氣設施始建于上世紀80年代初期，雖然其歷史不長，但她的發展卻經歷了化工廠余氣利用和甲烷化技術的開發應用過程，為我國中小城鎮利用化工廠（化肥廠）的弛放氣、半水煤氣摻混后作為氣源發展城鎮燃氣事業以及水煤氣甲烷化技術的應用等方面提供了許多新鮮經驗。為了適應青浦經濟的飛速發展，1998年青浦建設了一座燃氣廠，生產熱值為48.03兆焦/立方米的液化氣混空氣燃氣。該燃氣廠生產的液化氣混空氣燃氣與天然氣有較好的互換性。

隨著國家西部大開發戰略的實施，作為標志性工程的“西氣東輸”項目己正式進入大規模實施階段。預計到2003年底可正式向上海供氣。青浦區預計能在2004年能用上天然氣。

2管網的現狀

城區管網改造涉及居民用戶3萬余戶，現有燃氣管網全長約80公里，各年代建造的管道種類不盡相同。其中，從1983年到1992年所敷設的中、低壓干管和庭院管網均采用承插式鑄鐵管，其連接部位均采用水泥麻絲或鉛麻絲澆注，總長約35公里；從92年到97年承插鑄鐵管被機械橡膠密封(SMJ接口)鑄鐵管替代，全長約30公里；97年后，新型的聚乙烯燃氣管(PE管)正式使用，全長約15公里。

3管網系統的改造

隨著西氣東輸即將到達上海，有必要對老城區的一些燃氣設施作必要的改造，以適應天然氣的到來。

3.1原有管網存在的問題

原有鑄鐵管，特別是原有的承插式接口鑄鐵管不是太適合干燥天然氣的輸送，接口容易造成漏氣。改送干燥天然氣后，原來粘附于管壁一些灰塵、鐵銹等物質，逐漸被干燥，進而與管壁脫離，隨著燃氣的流動在管道內飛揚，其結果就是這些塵土將堆積于閥門調壓器，以及管道彎頭等處，造成設備的損壞和管道的阻塞。

青浦現有輸配管網雖然輸送的是加濕后的液化氣混空氣（加濕效果不理想），但是管網本身是按煤制氣輸送條件設計的，煤制氣的熱值和運行壓力較低，其輸氣管道管徑較粗，承壓較低。而天然氣的熱值和運行壓力都較煤制氣要高，輸送同樣熱值的燃氣所需的管徑也較細，其管道的運行壓力較高，對于天然氣的中壓管道，這點尤為明顯。

由于城市建設的不斷發展變化，燃氣管網總是從無到有，從少到多這樣發展起來的。由于城區建設缺乏高起點的遠期規劃，隨著老城區的不斷改造，造成了目前燃氣輸配管網的總體布局不太合理。比如許多調壓站附近的新用戶，燃氣卻是從遠離調壓站的地方繞行輸送過來的，這樣就造成了管網布局的不合理性。

3.2管網供氣方案的選擇

由于老城區內建筑物比較密集，人口密度較大，街道和人行道都比較狹窄，從安全運行和方便管理的角度看，只能敷設中低壓管道。而且，在改造的供氣區域內，已形成了中低壓管網的供氣系統，為了充分利用原有管道和管位，節省投資費用，改造區域內仍然采用中低壓兩級系統供氣。

3.3調壓站及管網管徑的選擇

改造區域內原有調壓站11座?，F有兩種改造方案，一是保留其中7座，第二是保留其中10座，我們從投資和運行可靠性兩方面予以比較，從中選擇較優的方案。

首先從投資上來看，前方案比后方案少了三座調壓站，調壓站建設費用以及站前中壓引入管建設費用有所降低；但是，調壓站減少，出站燃氣管道及站區附近燃氣管道的管徑較后一方案要粗一些，低壓管道建設費用有所增加。對于整個管網系統投資費用，需要經過計算分析才能得出比較客觀的結論。

我們拿青浦老城區中一個比較典型的改造區域——三元區為例，粗略估算一下其投資費用。方案一在該區內設置一個調壓站，而方案二設置兩個調壓站，調壓站布局如圖1所示。

根據管段的長度及用氣量，經過水力計算，我們確定各個管段的管徑和調壓站的流量。需要說明的是，下表所做的投資估算是在全部管道都進行更換的假設下做的，和實際情況有所差異（在3.4中將會說明），下表所做計算僅為比較兩種方案在初投資方面優劣。

方案一方案二

項目規格數量合計項目規格數量合計

低壓管道DE2500.16km550.5低壓管道DE2500362.7

DE2002.68kmDE2000

DE1603.39kmDE1602.97km

DE1102.64kmDE1105.04km

DE608.19kmDE609.67km

DE402.78kmDE402.78km

站前中壓

引入管DE1600.07km3.5萬元站前中壓

引入管DE1600.33km16.5萬元

調壓站1200

(m3/h)125萬元調壓站800

(m3/h)240萬元

總價580萬元總價420萬元

不難看出，方案二在投資費用方面較方案一有明顯優勢。

而且，方案二的優點還在于由于調壓站數目較多，系統運行可靠性要比方案一好，并有利于改造順序的安排。

由于方案二在投資和運行方面都具有明顯優勢，我們確定方案二為最終方案。

3.4關于承插接口與機械接口的鑄鐵管

承插式接口主要用于鑄鐵管的鏈接，由鑄鐵管、件的承口和插口配合組成，并保持一定的配合間隙。由于承口內壁有環形凹槽，使填料起到良好的密封作用。其結構如圖2－a、b所示。

鑄鐵管機械接口以橡膠圈為填料，采用螺栓、壓蓋、壓輪等零件，擠壓橡膠圈使它緊密充填于承插口縫隙，達到氣密目的。機械接口操作簡單，氣密性好，適用于高、低壓管道，是一種較為理想的柔性接口。它具有補償管道因溫差而產生應力，及適應接口折饒、震動而不發生漏氣的特性。其結構如圖2－c所示。

承插接口的鑄鐵管不適用于天然氣的輸送，這已被大家所公認，這里就不加累述。對于柔性機械接口鑄鐵管，根據文獻【1】，此類鑄鐵管可適用于液化氣混空氣燃氣的輸送。由于混空氣含有很少的水蒸氣、芳香烴及焦油，天然氣也有類似性質，故可認為，這種接口同樣適用于天然氣的輸送。此外，這類機械接口管道在上海浦東地區的天然氣管網改造中也尚未完全改造，在五年的運行中，也沒有出現明顯問題，所以根據浦東的經驗，可以認為機械接口的鑄鐵管基本適合天然氣的輸送。

天然氣進入青浦之后，為避免一次性大面積開外，給市政交通及人民生活造成重大影響，同時也考慮到資金籌措等困難，在此次改造中保留原有機械接口的鑄鐵管道，只對承插式鑄鐵管予以改造。

3.5戶內管道的改造

借鑒其他一些地方，尤其是上海浦東地區的輸配管網轉換經驗，對于戶內管只要在原厚漆麻絲密封的絲扣外加涂密封膠,即可達到防露目的。此項轉換工作應在轉換前完成。今后的立管施工應采用密封膠作為立管絲扣的密封材料。

4結論與建議

本方案將老中壓管網系統和調壓站有計劃地進行改造，使其滿足了天然氣的輸送要求，同時也使原有管網不合理的布局得到改變。

本方案只改造了承插接口的鑄鐵管道，對于單層橡膠墊圈機械接口鑄鐵管，如果在運行過程中發現問題，需進行修復或替換。

在資金允許的情況下，加快青浦老城區燃氣管網改造的步伐，使之與天然氣進入青浦的時間協調一致。

參考書目

1曾錦森.煤制氣改供LNG混空氣方案選擇及管網改造.煤氣與熱力，1999

2蔣連成等.天然氣轉換與舊管網的改造.煤氣與熱力，2002

3席德粹等主編.城市燃氣管網設計與施工，1999

4保紅.城市煤氣輸配管網與天然氣接軌的探討和對策.城市煤氣,2000