隨著我國天然氣工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是西氣東輸工程全線貫通，使我國許多城鎮(zhèn)使用上了天然氣，這極大改變了我國城鎮(zhèn)的燃料結(jié)構(gòu)，城鎮(zhèn)天然氣輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的合理選擇也顯得越來越重要。
筆者根據(jù)近幾年在設(shè)計中的不斷摸索和經(jīng)驗總結(jié)認(rèn)為，城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)系統(tǒng)的確定是經(jīng)過認(rèn)識一實踐-提高一再認(rèn)識一再實踐一再提高的不斷發(fā)展過程。對于中小城鎮(zhèn)，尤其是對天然氣這種干氣，選擇合適的城市輸配管網(wǎng)系統(tǒng)非常必要。
1城鎮(zhèn)輸配管網(wǎng)分級
根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(GB 50028--2006、的規(guī)定，城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊闯擎?zhèn)燃?xì)鈮毫Ψ譃榈蛪喝細(xì)夤艿�、中壓燃�(xì)夤艿�、次高壓燃�(xì)夤艿篮透邏喝細(xì)夤艿?類，設(shè)計壓力分為7級，即高壓A、高壓B、次高壓A、次高壓B、中壓A、中壓B、低壓。
2城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的型式和特征
城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)按上述不同壓力等級的管道進(jìn)行組合，按照組合型式，輸配管網(wǎng)系統(tǒng)分為單級管網(wǎng)系統(tǒng)、兩級管網(wǎng)系統(tǒng)、三級管網(wǎng)系統(tǒng)、多級管網(wǎng)柔統(tǒng)和混合管網(wǎng)系統(tǒng)。
2·1 次高壓一中壓一低壓三級輸配管網(wǎng)
具有3個壓力等級的城鎮(zhèn)地下燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)稱為三級管網(wǎng)系統(tǒng)。三級管網(wǎng)系統(tǒng)通常含中、低壓兩級，另外一級管網(wǎng)是次高壓管網(wǎng)，通稱次高、中、低壓三級管網(wǎng)系統(tǒng)。該種方式是長輸管道來的天然氣先進(jìn)人門站或儲配站，經(jīng)調(diào)壓、計量后進(jìn)人城市次高壓
管網(wǎng)，然后經(jīng)次高壓一中壓調(diào)壓站調(diào)壓后進(jìn)入城區(qū)中壓管網(wǎng)，最后經(jīng)中一低壓調(diào)壓站(或調(diào)壓箱)再將壓力調(diào)至低壓后進(jìn)人低壓管網(wǎng)。
①優(yōu)點
a·供氣比較安全可靠。此系統(tǒng)的次高壓管道一般布置在人口較少的城鎮(zhèn)邊緣，若出現(xiàn)漏氣故障，危及不到人口密集地區(qū)。
b·次高壓管道可以儲存一定量的天然氣。
②缺點
a．系統(tǒng)復(fù)雜，維修管理不便。
b·造價高。在各種輸配管網(wǎng)系統(tǒng)中，以三級系統(tǒng)造價最高。次高壓管網(wǎng)主要是輸氣，基本不起配氣作用。在同一道路上，往往要敷設(shè)2條不同壓力等級的管道，因此三級系統(tǒng)管道總長度大于一、二級系統(tǒng)。
經(jīng)二級調(diào)壓將燃?xì)獾牟糠謮毫ο脑谡{(diào)壓器阻力上，這也是造成輸配管徑大的因素之一。
③應(yīng)用
該管網(wǎng)模式適用于較大城市供氣系統(tǒng)，比如蘭州市即采用此輸配系統(tǒng)，該管網(wǎng)采用次高壓從門站輸氣到七里河、城關(guān)等各區(qū)的區(qū)域調(diào)壓站，在區(qū)域調(diào)壓站減壓后，一路中壓輸送到新建中壓管網(wǎng)，一路低壓輸送到已建低壓管網(wǎng)(利用已建管網(wǎng)系統(tǒng))供用戶使用。
2．2次高一中二級輸配管網(wǎng)
該種方式是將天然氣經(jīng)長輸管道送至城鎮(zhèn)門站或儲配站后，經(jīng)調(diào)壓計量后進(jìn)人城市次高壓管網(wǎng)，然后經(jīng)次高壓一中壓調(diào)壓站調(diào)壓后進(jìn)入城區(qū)中壓管網(wǎng)，分配至各類用戶使用。
①優(yōu)點
a·供氣比較安全可靠，此系統(tǒng)的次高壓管道一般布置在人口較少的城鎮(zhèn)邊緣。
b．利用了天然氣的來氣壓力。
c·次高壓管道可以儲存一定量的天然氣。
d-管網(wǎng)沿線用戶的使用壓力高，易滿足用戶要求。
e·輸配系統(tǒng)的調(diào)壓裝置靠近用戶，使用戶的灶前壓力波動較小，改善用戶灶具的燃燒工況。
f．在城區(qū)范圍內(nèi)，管道安全間距易于保證，并且管材及施工手段易于解決。
②缺點
該輸配系統(tǒng)的中壓管道長，尤其是敷設(shè)在居民小區(qū)內(nèi)的中壓管網(wǎng)，其運行的安全可靠性將相對降低。
③應(yīng)用’
該種輸配管網(wǎng)特別適合新建城市天然氣輸配系統(tǒng)，國內(nèi)不少城鎮(zhèn)采用此形式，例如西安、禹州等城市均采用該種管網(wǎng)系統(tǒng)。
2．3 中壓單級輸配管網(wǎng)
該輸配管網(wǎng)是天然氣經(jīng)門站或儲配站后，將壓力調(diào)至中壓，通過城區(qū)中壓輸配管網(wǎng)干線或支線直接送至小區(qū)庭院、樓棟及用戶的燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)。中壓單級輸配管網(wǎng)可在小區(qū)內(nèi)的樓棟旁設(shè)置，可帶用戶200～300戶(或整個小區(qū))，調(diào)壓后．經(jīng)樓棟前低壓管直接進(jìn)入各樓的單元�；蛘咴诿看睒堑耐鈮騿卧O(shè)調(diào)壓箱，可供用戶10～80戶。有
的小區(qū)在用戶表前進(jìn)行調(diào)壓。對燃?xì)忮仩t或較大用戶，可將中壓管網(wǎng)直接引人并單獨設(shè)置調(diào)壓裝置，即將中一低壓調(diào)壓器直接安裝在用戶的燃?xì)獗砬啊?/DIV>
①優(yōu)點
a·由于采用中壓單級輸配，平均管徑相對縮小，從而使管網(wǎng)的材料消耗降低。
b·由于輸配系統(tǒng)的調(diào)壓裝置靠近用戶，用戶的灶前壓力波動較小，改善用戶灶具的燃燒工況。
c·管網(wǎng)沿線用戶的壓力高，易滿足用戶要求。
d·調(diào)壓裝置較小，在居民區(qū)內(nèi)很容易找到位置，有的可直接置于樓棟的外墻上。
②缺點
a·該輸配系統(tǒng)的中壓管道長，尤其是敷設(shè)在居民小區(qū)內(nèi)的中壓管網(wǎng)，其運行的安全可靠性將相對降低。
b．調(diào)壓裝置所帶用戶較少。
c·由于調(diào)壓裝置比中一低壓兩級輸配系統(tǒng)多，而且分布在各用氣小區(qū)之內(nèi)，這樣增加了對調(diào)壓裝置檢查及維修的工作量。
③應(yīng)用
該輸配系統(tǒng)特別適用于新建天然氣輸配管網(wǎng)的城鎮(zhèn)，對不同壓力天然氣用戶的發(fā)展具有較大的潛力，目前國內(nèi)不少新建天然氣管網(wǎng)的城鎮(zhèn)均采用中壓一級輸配管網(wǎng)。
2．4低壓一級輸配管網(wǎng)
該輸配管網(wǎng)是將天然氣在門站或儲配站內(nèi)經(jīng)調(diào)壓后，以低壓進(jìn)入市區(qū)低壓天然氣輸配系統(tǒng)。
①優(yōu)點
a·壓力低，．’泄漏的可能性小，運行安全可靠。
b．系統(tǒng)簡單，維護(hù)管理費用低。
C安全間距易于保證。低壓燃?xì)夤艿琅c建、構(gòu)筑物或相鄰管道之間的水平凈距較小，易于滿足。
②缺點
a．由于供氣壓力低，致使管道管徑較大，管道材料消耗較大，造價較高。
b．供氣壓力波動較大，造成用戶壓力時高時低。
c．用戶的燃燒設(shè)施的壓力都在低壓范圍之內(nèi)，對壓力要求稍高的用戶，必須設(shè)專用管道，這對發(fā)展用戶有所影響。
2．5方案的選取
上述的幾種輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點是相對的，由于全國各地區(qū)的具體情況存在差異，且隨著我國燃?xì)庑袠I(yè)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的不斷推廣使用，管材質(zhì)量及施工質(zhì)量的提高，各地燃?xì)馐褂冒踩砸汛蟠筇岣�，因此上述的壓力級別都可以采用。各種不同的輸配管網(wǎng)系統(tǒng)有其各自的適用對象，我們不能籠統(tǒng)地或說哪種輸配管網(wǎng)系統(tǒng)好或壞，也不能簡單地下結(jié)論說哪種系統(tǒng)為****，而只能說針對某一具體城鎮(zhèn)，選用哪種系統(tǒng)更好一些。必須結(jié)合本地區(qū)的城市規(guī)劃、供氣范圍及不同壓力級別實際情況，經(jīng)過各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇適合本地區(qū)的輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的較佳方案。
3新技術(shù)在中壓單級管網(wǎng)上的應(yīng)用
中壓單級輸配管網(wǎng)系統(tǒng)存在一些不足之處，針對存在的問題，我們在設(shè)計中不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，特別是近幾年來新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，使中壓單級管網(wǎng)系統(tǒng)克服了其不足之處，充分發(fā)揮了優(yōu)越性。
3．1 合理選擇調(diào)壓裝置
在設(shè)計實踐中，我們不斷總結(jié)經(jīng)驗，特別認(rèn)真聽取用戶對中壓單級管網(wǎng)供氣的反饋意見，并對眾多的調(diào)壓器廠家的調(diào)壓器(箱)進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)研和比較。我們在工程設(shè)計中，大多選用帶主副調(diào)壓器和超壓切斷的調(diào)壓裝置——調(diào)壓柜，該裝置流量在調(diào)壓箱與區(qū)域調(diào)壓站之間，具有以下特點：
①流量在調(diào)壓箱和區(qū)域調(diào)壓站之問，可以滿足鍋爐、工業(yè)等用戶較大用氣量的需要。對200～400戶居民小區(qū)，設(shè)1臺調(diào)壓柜即可滿足整個小區(qū)的使用；對較大居民小區(qū)可以采用多臺調(diào)壓柜，并且這幾臺調(diào)壓柜可以獨立或組合使用，提高了小區(qū)用氣的可靠性。
②容易找到合適的安裝位置。
③節(jié)省建調(diào)壓站的占地和土建費用。
④節(jié)約運行管理費用，特別是居民小區(qū)供氣，相對于樓棟調(diào)壓箱，減少了調(diào)壓箱數(shù)量，從而減少了設(shè)備的維護(hù)和管理費用。
(5)由于采用主副調(diào)壓器，一旦主調(diào)壓器出現(xiàn)故障，副調(diào)壓器立即投入工作，保證不間斷向用戶供氣。
⑥采用了超壓緊急切斷閥，這樣一旦調(diào)壓器失靈或其他原因造成調(diào)壓器后管道壓力過高或過低，該切斷閥將自動關(guān)閉，從而達(dá)到更加安全運行和保護(hù)用戶燃?xì)庠O(shè)施的目的。
3．2選擇合適的管材
過去中壓管道多數(shù)采用的是鋼管，為了防止鋼管的外腐蝕，對鋼管外表面做絕緣防腐處理，此工藝施工過程較復(fù)雜。
隨著聚乙烯管(PE管)在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，使得輸配管道管材選擇更加廣泛。由于PE管具有易于施工、施工成本低、易于維修、使用壽命長的特點，因而在中壓管道上越來越多被采用。
4結(jié)語
在確定輸配系統(tǒng)壓力級制和輸配系統(tǒng)的選擇上，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，進(jìn)行科學(xué)論證，來選用適合本地的輸配管網(wǎng)系統(tǒng)。對輸配管網(wǎng)系統(tǒng)不能只從經(jīng)濟(jì)比較的方面說明其好壞或****，還應(yīng)考慮可選擇的輸配系統(tǒng)能否保證向用戶正常供氣，能否有一個好的燃燒工況，能否為工業(yè)企業(yè)和商業(yè)用戶提供合理的所需燃?xì)鈪?shù)，以及能否為他們節(jié)省工程費用和運行費用等綜合因素，所選擇的輸配管網(wǎng)系統(tǒng)將具備可靠的技術(shù)指標(biāo)和可行的運行條件而成為較佳方案。
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