林厥喜，任鳴鐘，朱曉云,鄭向群，周永強

(中石油昆侖燃氣湖北分公司黃石公司, 湖北 黃石 435000)

黃石天然氣置換人工煤氣工程技術方案探討

林厥喜，任鳴鐘，朱曉云,鄭向群，周永強

(中石油昆侖燃氣湖北分公司黃石公司, 湖北 黃石 435000)

針對黃石天然氣置換人工煤氣實施工程，根據現有管網實際情況，提出適合改造方案，使其達到最佳安全性、經濟性和可操作性。

人工煤氣；天然氣；置換；庭院管網

人工煤氣在黃石市居民及商業(yè)用戶中使用已經有15年左右的歷史，但因為其有毒，每年均有中毒事件發(fā)生。隨著天然氣進入黃石并逐漸得到用戶的肯定，天然氣的在黃石市也越來越普及，為進一步提高市民生活水平及凈化城市環(huán)境，將原人工煤氣轉換成干凈、清潔、環(huán)保的天然氣得到了市民及市政府的高度重視。然而天然氣與人工煤氣是2種不同性質的城市主導燃氣，天然氣是干氣，與人工煤氣相比，其雜質少、輸送壓力高。此外，天然氣的熱值比人工煤氣高，且兩者華白指數、燃燒勢不一致[1]。因此，天然氣與人工煤氣不能直接置換，需對原人工煤氣燃氣輸配系統(tǒng)進行改造以保證正常運行。下面，筆者對黃石天然氣置換人工煤氣工程技術方案進行探討。

1 原有人工煤氣管網情況分析

1.1原管網情況

黃石人工煤氣區(qū)域分布在西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團城山開發(fā)區(qū)，共28個小區(qū)近21000居民用戶、62家商業(yè)用戶和1家工業(yè)用戶，管網總長度119.2km，區(qū)域調壓柜13座，調壓箱52臺。原人工煤氣采用中低壓2級輸配系統(tǒng)，中壓管網設計壓力為0.07MPa,實際運行壓力0.02～0.03MPa，低壓運行壓力1.5～2KPa。黃石現有天然氣中壓管網運行壓力0.4MPa，低壓運行壓力3KPa，人工煤氣區(qū)域地下管網管材在1996年前全部使用機械柔性接口鑄鐵管，以后部分采用PE管和焊接鋼管(未做陰級保護)，下陸區(qū)和團城山開發(fā)區(qū)地上大部分立管在戶內，管材為鍍鋅管。在螺紋連接方面，1996年前用油麻絲和生漆進行接口密封，1996年后用聚四氟乙烯進行接口密封，機械表掛戶內。西塞山區(qū)大部分立管在戶外，管材無縫管焊接連接，機械表掛戶內，部分采用集中表箱，鍍鋅管作排管接到戶內。

1.2管網腐蝕狀況

通過管道檢測專業(yè)機構對原煤氣管網現狀進行評估，在原煤氣區(qū)域范圍內選擇48探點，采用接地電阻測試儀、測厚儀、探管儀等設備，檢測結果如下：煤氣置換區(qū)域土壤電阻率16.42～19.78Ω·m，屬于強腐蝕性區(qū)域，管網大部分無保護層，少量管外壁有殘留保護層，基本已失效，管道外表面有大量的、疏松的氧化皮，腐蝕嚴重，并有大量點蝕和坑蝕現象[2]。

2 天然氣置換煤氣管網工程技術方案

2.1庭院改造方案

針對原人工煤氣管網及供氣現狀，提出3種庭院管網改造方案，并從安全、操作性、經濟性等方面進行對比(見表1)。

表1 天然氣置換人工煤氣工程技術方案

2.2原有輸配系統(tǒng)利用改造

根據原有煤制氣管網資料，并結合實地查勘和管道檢測專業(yè)機構出具評估報告，綜合考慮安全、經濟、可操作性等因素，確定原有輸配系統(tǒng)利用改造原則[3]：①中壓干管因原有設計壓力低，管道現狀情況差，不適應作天然氣中壓管道來運行，全部予以更換。②對使用期在5年以內的庭院管網，可采用方案3，利用原有輸配管網并對調壓設施進行更換，地上、地下管網經承壓試驗合格后可進行置換，若承壓試驗不合格則予以更換。③對使用期超過5年的庭院管網，若地上管網能利用的(西塞山區(qū)大部分)可采用方案1，保留小區(qū)地上管網，更換埋地庭院管網，并采用樓棟調壓供氣；若地上及埋地管網不能利用的(下陸區(qū)和團城山區(qū))可采用方案2，地上、地下管網重新建設，戶內立管管道按《湖北省燃氣建設條例》改為戶外立管，由此提高供氣安全性。④針對部分建筑的廚房不便于安裝IC卡表，采用樓底集中表箱裝表方式；對部分區(qū)域采用集中表箱裝表用戶的原有舊機械表予以更換，并更換表前和表后的銅球閥；所有掛表均采用帶模塊IC卡表的用戶，其戶內不再安裝機械表。

2.3工程建設

1)煤氣轉換區(qū)域總平面布置圖制作 在黃石市國土規(guī)劃局的支持下，獲取置換區(qū)域的38幅1000×800地形圖，將38幅地形圖拼接成一幅整體圖，對圖中不需要元素進行簡化或刪除。在煤氣公司提供的實地查勘資料中，將相關管網布置、管徑、材質、小區(qū)名稱、棟號、單元號、立管數、用戶數、調壓設施、現狀天然氣管網等內容輸入地形圖，形成置換煤氣區(qū)域總平面圖。

2)煤氣工程建設流程 通過對西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團城山區(qū)置換煤氣區(qū)域的管網特點情況、地形地貌、建筑結構、用戶情況進行對比，整個置換煤氣區(qū)域劃分東方花園、紡織機械廠、團城山國秀園、神牛路兩側散戶、田家墩、馬家嘴等22個置換小區(qū)，以區(qū)域為單元，確定“整體布局、綜合考慮、先易后難、先樓房后平房、先平地后山地”的置換方案。由于煤制氣有毒，在立管置換過程中應對原供氣管道進行氮氣吹掃，在清除管道內煤制氣后才能進行聯頭和置換。此外，對已廢棄的原煤制氣供氣管網也要進行氮氣吹掃，以避免留存在原供氣管網中煤制氣泄漏或后期開挖管線時發(fā)生中毒、燃燒爆炸等事故。

2.4現場實施

經過詳細的方案論證，并結合現場客觀實際，有針對性地進行方案比選和優(yōu)化，黃石人工煤氣轉換成天然氣工程實施順利，沒發(fā)生任何質量、安全和環(huán)保方面的事故。整個工程共完成西塞山區(qū)、下陸區(qū)和團城山開發(fā)區(qū)共計20699戶居民(含575戶零散用戶)、51個商業(yè)和1個工業(yè)煤制氣用戶轉換成天然氣，共敷設中壓干管12.5km，中低壓庭院管網106.3km，區(qū)域調壓柜11座，調壓箱61臺。

3 結論與建議

1)天然氣置換煤制氣工程相對新建工程更加復雜，工作難度更大，安全性要求更高，需動用大量人力物力。

2)不能采用單一方案，要因地制宜，綜合考慮，才能制定周密嚴謹的合理技術方案，使工程得以順利實施。

3)在管網再利用方面，應首先考慮安全性，然后再合理利用現有管網，這樣才能保證天然氣管網的長期安全穩(wěn)定的運行。

[1]羅東曉,李明.天然氣與人工煤氣的快速經濟置換[J].天然氣工業(yè),2005,25(11)：111-114.

[2]楊靜,李華章.人工煤氣轉換天然氣后管道泄漏處理技術[J].煤氣與熱力,2009，29(3)：49-51.

[3]張玉炳.平頂山市老城區(qū)天然氣置換工作穩(wěn)步推進[J].城市燃氣,2011(1)：21-23.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.052

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16731409(2012)11N15902