北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司 馮濤 福鵬

1 管網(wǎng)改造的背景

北京的燃?xì)馐聵I(yè)經(jīng)過逾 50年的發(fā)展，建設(shè)了總長1萬余km的天然氣管網(wǎng)，其中最老的建于上世紀(jì) 70年代，但所占比例較小，管網(wǎng)所占比例最多的為上世紀(jì) 90年代所建管線，占到了管網(wǎng)總長的近60%，2000年后建設(shè)的管線占管網(wǎng)總長的40%，這兩個(gè)時(shí)期的管線占到了管線總長的絕大部分。管材以鋼管為主，占總量的 93%，其他為塑料管。防腐一般采用絕緣層防腐法與電保護(hù)防腐法相結(jié)合的方式。

隨著運(yùn)行使用時(shí)間的增長，由于管道本身的老化、腐蝕，以及各種人為因素的破壞，一些燃?xì)馐鹿室仓鸩斤@現(xiàn)，影響供氣安全。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，北京市近年共發(fā)生燃?xì)庑孤┦录?33起，主要以腐蝕引起的泄漏為主，占總量的 64%，其次分別為施工缺陷和材料缺陷占 19%、第三方破壞占 16%、人為誤操作占1%。

2 歷年改造概況

從2006年至2010年，全市更新改造管線總長為500 km，以中壓和低壓管線為主，工程總投資約8億元，每km平均投資約160萬元。改造工程主要集中在2006、2007年，占改造總量的80%。改造的重點(diǎn)主要為四類管線：

(1)超期服役的老舊管線；

(2)腐蝕嚴(yán)重且事故頻發(fā)的管線；

(3)存在占?jí)弘[患、影響供氣安全的管線；

(4)水力工況不平衡，運(yùn)行工況差的管線。

改造方式以異位換管為主，輔以少量的翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯和內(nèi)插法的改造方式。

3 管網(wǎng)改造評(píng)價(jià)方法分析

2010年前北京市管網(wǎng)改造項(xiàng)目均由基層的管網(wǎng)運(yùn)營所上報(bào)燃?xì)饧瘓F(tuán)匯總成各年度的改造項(xiàng)目庫，項(xiàng)目的提出無理論依據(jù)，隨意性較強(qiáng)。為改變這一狀況，在 2010年編制北京市“十二五”時(shí)期管網(wǎng)改造規(guī)劃時(shí)，首次提出并采用了綜合評(píng)價(jià)法并輔以實(shí)際調(diào)研情況確定改造項(xiàng)目。

該方法主要分三步進(jìn)行。首先，識(shí)別和評(píng)價(jià)影響管網(wǎng)是否進(jìn)行改造的相關(guān)因素，并列出管網(wǎng)情況調(diào)查表；其次，對(duì)列出的影響管網(wǎng)改造的因素的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)；最后，綜合整體的管網(wǎng)改造評(píng)價(jià)水平。其評(píng)價(jià)步驟如下：

第一步，識(shí)別影響管網(wǎng)改造的各種因素，并分為若干個(gè)等級(jí)標(biāo)識(shí)；

第二步，對(duì)存在的影響管網(wǎng)改造的因素的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出每一因素的權(quán)重；

第三步，將每一影響因素的等級(jí)與其權(quán)重相乘，求出這一影響因素的得分；再將每一影響因素的得分累加，得到管網(wǎng)改造總分，其數(shù)值即為管網(wǎng)改造評(píng)價(jià)的結(jié)果。

總分結(jié)果在某一數(shù)值以上的管線，就應(yīng)進(jìn)行管網(wǎng)改造，評(píng)價(jià)總分越高，說明管網(wǎng)改造必要性越大。綜合評(píng)價(jià)法同時(shí)考慮了眾多因素對(duì)管網(wǎng)改造的影響，具有較高的可信度。

管網(wǎng)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)計(jì)算公式如下：

管網(wǎng)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)=管網(wǎng)改造因素所占分?jǐn)?shù)×權(quán)重

在進(jìn)行管網(wǎng)評(píng)價(jià)計(jì)算時(shí)，主要有5類影響因素：

(1)管道防腐評(píng)級(jí)；

(2)管道事故；

(3)管道的使用年限；

(4)管道環(huán)境；

(5)管道運(yùn)行工況。

對(duì)以上的5類主要影響因素分別賦值并分配相對(duì)應(yīng)的權(quán)重，總分為100分。

管道防腐評(píng)級(jí)、管道事故和使用年限所占分值為 80分，對(duì)管網(wǎng)改造的評(píng)價(jià)起主要影響作用；管道所處環(huán)境和管道運(yùn)行工況各占 10分，權(quán)重均為0.1。

管網(wǎng)的改造評(píng)分計(jì)算見表1。

表1 管網(wǎng)改造評(píng)分計(jì)算

根據(jù)前期調(diào)研的管線情況，對(duì)每條管線進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，得分在 60分及以上的納入改造項(xiàng)目庫，改造的時(shí)序按分值由高到低排列。

以滿足 60分的改造指標(biāo)為參考數(shù)值，可初步得出管網(wǎng)改造的必要條件：

(1)使用年限30年以上、發(fā)生過事故且防腐評(píng)級(jí)一般的管線；

(2)使用年限10~30年且出現(xiàn)腐蝕泄漏事故、防腐評(píng)級(jí)一般的管線；

(3)使用年限10年以內(nèi)且出現(xiàn)腐蝕泄漏事故、防腐評(píng)級(jí)較差的管線。

對(duì)于高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)，由于其擔(dān)負(fù)的功能主要是輸氣而不是配氣，對(duì)水利工況的要求比較高，所以對(duì)于高壓管線，若嚴(yán)重影響全網(wǎng)的水利工況需求，則根據(jù)實(shí)際供氣情況考慮是否進(jìn)行管網(wǎng)改造。

根據(jù)該評(píng)價(jià)方法，在前期調(diào)研大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，確定了北京未來5年內(nèi)需改造項(xiàng)目96項(xiàng)，其中腐蝕嚴(yán)重管線6項(xiàng)，超期服役管線59項(xiàng)，事故頻發(fā)的改造項(xiàng)目27項(xiàng)，占?jí)弘[患改造目項(xiàng)4項(xiàng)，改造總長達(dá)398 km，工程總投資8.5億元。

4 結(jié)語

隨著北京市天然氣管網(wǎng)建設(shè)的逐漸完善，新建燃?xì)夤こ倘遮厹p少，而管網(wǎng)改造工作將成為今后安全運(yùn)營和建設(shè)的重點(diǎn)，管網(wǎng)改造評(píng)價(jià)方法也將發(fā)揮越來越大的作用。本文中的綜合評(píng)價(jià)法已應(yīng)用于北京市“十二五”時(shí)期的天然氣管網(wǎng)改造規(guī)劃的編制，經(jīng)過一年時(shí)間的檢驗(yàn)，利用該評(píng)價(jià)方法確定的管網(wǎng)改造項(xiàng)目與實(shí)際所需改造項(xiàng)目是吻合的，取得了較好的效果。在以后的工作中，我們應(yīng)進(jìn)一步完善和深化與網(wǎng)改造評(píng)價(jià)方法的相關(guān)研究和應(yīng)用，促進(jìn)北京市天然氣管網(wǎng)改造工作進(jìn)一步發(fā)展。