谈城市化城市化建设中燃气管道

摘要：天然气作为一种气体燃料，一旦泄露很难控制，所以燃气工程施工中，施工质量必须保证。本文从输配工艺、线路选择、管材选用、防腐、焊接、验收等方面对建设燃气管道提出了一些建议。
关键词：高压；次高压；燃气管道

一、输配系统

1.1压力机制

根据《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)压力分级：高压A为2.5 MPa＜P≤4.0 MPa，高压B为1.6 MPa＜P≤2.5 MPa；次高压A为0.8 MPa＜P≤1.6 MPa，次高压B为0.4 MPa＜P≤0.8 MPa。

1.2输配流程

输配流程见图1。

图1输配流程

1.3储气量

利用高压、次高压供气管道末端储气可根据公式计算：
式中：Vs—末端储气量，m3；
V—管道的容积，m3；
Tb—27

3.15，K；

Pb—101325 Pa；
T—管道内气体平均温度，K；
Pm1—最高平均压力，即储气结束时管道内的平均压力(绝压)，Pa；
Pm2—最低平均压力，即储气开始时管道内的平均压力(绝压，Pa；
Z1—对应Pm1的压缩因子；
Z2—对应Pm2的压缩因子。

2.4水力计算

高压、次高压燃气管道的水力计算可根据《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)中.

2.6-1式计算。

二、线路选择

城镇燃气高压、次高压线路的选择直接影响着工程的投资，因此，线路走向必须进行多方案调查、分析、必选，择优而定。
高压输气管线应按以下原则进行选线：
(1)遵守国家和地方政府关于城市建设的方针、法规和区域规划的要求；
(2)符合城市总体规划要求，统筹考虑，近期、远期结合；
(3)选择有利地形，少占农田，并尽量避开施工难段和不良地质的地段，避开或减少通过城区人口和建构筑物密集区，要减少拆迁量，符合安全距离要求；
(4)应尽量避开重要的军事设施及公共设施；
(5)河流穿跨越的河段应服从线路的总体走向；
(6)线路局部走向应服从穿跨越河段的需要；
(7)要尽量减少线路与人工障碍物交叉，减少穿、跨越工程；
(8)要尽量依托和利用现状公路，方便管道的运输、施工和运行管理；
(9)线路力求顺直，缩短长度，节约投资。

三、管道选材

燃气管道所用钢管、管道附件材料的选择，应根据管道的使用条件(设计压力、温度、使用地区等)、材料的焊接性能等因素，经技术经济比较后确定。
天然气输送常用的钢管有无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管一般用于小口径管道，不适宜输气管线。焊接钢管有螺旋缝焊接钢管和直缝焊接钢管，都能满足《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：钢管》(GB/T 9711.1—1997)、《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》(GB/T 9711.2—1999)(参考ANSI/API SPEC5L标准制订)的规定。

3.1管道壁厚

管道壁厚选取不仅要求满足管道强度、稳定性要求，同时应满足抗御外力破坏的要求。按照《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)的相关要求，直管段管壁厚度按公式计算：
式中：δ—钢管计算壁厚，mm；
P—设计压力，MPa；
D—钢管外径，mm；
σs—钢管的最低屈服强度，MPa；
F—强度设计系数；
Ф—焊缝系数。
设计强度系数可根据《城镇燃气设计规范》(GB50028—2006)的分级地区选取合理系数，高压、次高压管道已采用了较高等级的材料，焊接系数取1。
如宝鸡市天然气三期利用工程就使用D406.4螺旋缝埋弧焊钢管和D323.9直缝埋弧焊钢管，材质L290MB，B级钢管，设计压力1.6 MPa，壁厚根据管线敷设所在不同地区划分标准(考虑了今后发展)，其选取如表1所示：


表1管道材料选型
以D406.4钢管敷设所在地区选取管壁厚为例：周围建筑物与管道净距大于3.0 m但不足6.5 m采用了D406.4×11.9，大于6.5 m但不足13.5 m采用了D406.4×10.0，大于13.5 m采用了D406.4×6.3。

3.2弯头和弯管厚度

弯头和弯管的管壁厚度根据《输气管道工程设计规范》(GB50251—2003)中公式计算：
δb=δm
式中：δb—弯头或弯管管壁厚度，mm；
δ—弯头或弯管所连接的管段壁厚度，mm；
m—弯头或弯管管壁厚度增大系数；
R—弯头或弯管的曲率半径，mm；
D—弯头或弯管的外直径，mm。
还是以宝鸡市天然气三期利用工程D406.4钢管为例，要求热煨弯管曲率半径为6倍管外径，热煨弯管采用直缝埋弧焊钢管L290MB，B级钢管，与D406.4×6.3规格连接壁厚不低于6.7 mm，与D406.4×10.0规格连接壁厚不低于10.6 mm，与D406.4×11.9规格连接壁厚不低于11.9 mm。冷弯管一般尽量少采用，若要采用应满足曲率半径为40倍管外径，冷弯管的任何部位不得有褶皱，裂纹和其他机械损伤，其两端椭圆度应小于或等于1.0%，其他部位的椭圆度不应大于2%。

四、管道防腐

高压

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、次高压埋地燃气钢管防腐常采取外防腐涂层法和阴极保护法。外涂层方法可减少或阻断腐蚀电流，进而减缓腐蚀的发生，目前，埋地燃气钢管常用的外防腐涂层主要有环氧煤沥青、挤压聚乙烯(二层/三层PE)、熔结环氧粉末、聚乙烯胶粘带、石油沥青、煤焦油瓷漆等六种。阴极保护可采用牺牲阳极法和强制电流法，两种方法性能比较如表2：
表2牺牲阳极法和强制电流法的优缺点
方式牺牲阳极强制电流法
优点(1)适合短距离、小口径管道。
(2)不需要外部电源。
(3)对邻近地下金属构筑物干扰小。(1)输出电流连续可调，维护管理简单方便。
(2)保护范围大，效果可靠系统寿命长。
(3)可方便进行真实保护电位测量。
缺点(1)对埋设环境要求苛刻，必须埋设在土壤电阻率低、地下水丰富、透气性差的土壤环境中，则寿命很短。
(2)维护工作量大，为监测阳极工作状况，应定期沿管道测试牺牲阳极的各项参数。
(3)阳极实际（不是设计）寿命短，沿线路经常更换阳极不方便。
(4)为测量管道真实保护电位，应采取断电法测保护电位，沿线布置的牺牲阳极给这方法的实施带来困难。(1)需要外部电源（与优质涂层配套使用，耗电量很低）。
(2)城区密集管网使用，易造成阴极保护屏蔽。
牺牲阳极法是由一种比被保护金属电位更低的金属或合金与被保护的金属电连接所构。
牺牲阳极可以选择采用锌阳极或镁阳极。一般ρ＜5Ω·m时，选用锌阳极；5Ω·m≤ρ≤100Ω·m时，选用镁阳极；ρ＞100Ω·m时，选用带状镁阳极；在土壤潮湿的情况下，锌阳极使用范围可扩大到30Ω·m。