上海燃氣浦東銷售有限公司 唐曉杰

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重點區(qū)域天然氣管網(wǎng)升壓的實踐

上海燃氣浦東銷售有限公司 唐曉杰

在天然氣發(fā)展升級的一些重點區(qū)域，地下管網(wǎng)缺少大規(guī)模重新敷設的可能性，區(qū)域升壓不啻為一種解決方法。通過具體的工程實例，詳細介紹了包括現(xiàn)場隱患排摸、整治施工、管網(wǎng)優(yōu)化等各階段的實施要點和可能遇到的問題，并給出了相應的解決措施，對今后類似的工程有借鑒意義。

管網(wǎng)升壓 隱患排查 管網(wǎng)優(yōu)化

1 區(qū)域供氣現(xiàn)狀

浦東地區(qū)羅山路以西、張家浜以北區(qū)域內，天然氣管網(wǎng)供氣壓力有0.1 MPa和0.4 MPa兩個級制，如圖1所示，其中0.4 MPa管道約2.85 km，0.1 MPa管道約14.59 km，管道材質以鋼管和PE管為主。這兩個不同壓力級制的管道共有5處相聯(lián)點，目前運行時依靠閥門和一端加裝盲板的方式進行有效隔斷。該區(qū)域作為浦東地區(qū)的供氣重點區(qū)域，現(xiàn)有5000余戶單位用戶和22萬居民用戶，隨著天然氣應用的發(fā)展升級，0.4 MPa區(qū)域逐步向0.1 MPa區(qū)域擴展，但該區(qū)域內地下管網(wǎng)缺少大規(guī)模重新敷設的可能性，因此擬對原0.1 MPa區(qū)域進行升壓以滿足整個區(qū)域的天然氣發(fā)展需求。

圖1 區(qū)域供氣壓力現(xiàn)狀

2 區(qū)域升壓工作實踐

2.1 工作流程

整個區(qū)域地下管網(wǎng)錯綜復雜，升壓時首先需要在該區(qū)域與其他區(qū)域的管網(wǎng)交界處加裝切斷閥門，同時對整個區(qū)域進行隱患梳理、編制隱患整治樣板，然后根據(jù)樣板，采用相應的方案以消除隱患，隱患全部治理完成以后，再對管網(wǎng)進行優(yōu)化。待上述準備工作全部完成后，便可進行管網(wǎng)升壓。升壓分兩個階段進行，第一階段可將管道壓力從0.1MPa升至0.2 MPa，隨后需要進行對整個區(qū)域的所有管線及附屬設施進行巡視巡檢(通過新式巡檢車)，并使管網(wǎng)保持該中間壓力(0.2 MPa)運行3個月左右，確定運行正常可靠后方能進行繼續(xù)升壓。第二階段是將管網(wǎng)壓力從0.2 MPa升至0.4 MPa，并使整個升壓區(qū)域內的管網(wǎng)壓力保持一致，同時再次運用新式檢漏設施進行管網(wǎng)巡檢，穩(wěn)壓3個月后，將該升壓區(qū)域管網(wǎng)與原0.4 MPa管網(wǎng)之間進行連通。

整個工作流程參見圖2，為了保證穩(wěn)定供氣，在實施過程中應同時設立應急搶險隊伍。

圖2 區(qū)域升壓工作流程

2.2 隱患排摸以及實施

該區(qū)域內主要是鋼管與PE管，其中PE管的敷設基本上在2000年以后，而鋼管的敷設年限相對較長，具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

表1 鋼管敷設年度及長度

此次重點對2000年以前敷設的鋼管以及水井、閥門、絕緣法蘭、補償器等附屬設施進行排查，并根據(jù)篩選要求編排了54塊樣板。2017年完成了其中的24塊樣板，其中廢除水井32座、廢除支管閥門61座、更換閥門14座、尋找遺失閥門66座、修改放散設施57處，以及更換補償器9處。2018年5月底前完成樣板7塊，其中廢除水井31座、廢除支管閥門23座、更換閥門7座、尋找遺失閥門28座、修改放散設施30處和更換補償器11處。剩余的23塊樣板，計劃在2018年10月底完成。

2.2.1 水井

水井是以前人工煤氣供氣時的一種附屬設施，其主要目的就是抽出管道內的積水?，F(xiàn)在城市管道已全天然氣化，水井失去使用價值，在實際運行中，水井梗的絲扣連接處反而是漏氣的潛在隱患點，因此在管網(wǎng)升壓的前期準備階段需要進行排查清楚并逐一廢除。

水井廢除主要工作是廢除水井與管道連接的球閥，并在兩側安裝盲板，同時抽出水井梗，再加裝一塊盲板。這三塊盲板可嘗試進行異性表面防腐工藝。

當遇到水井位置比較特殊時，則需要綜合考慮管網(wǎng)運行情況，利用其廢除施工停氣的同時加裝切斷閥門(見圖3)。

圖3 世紀大道向城路原水井

從圖3可以看出，這次需要廢除的水井，在計劃進行停氣過程中發(fā)現(xiàn)：水井東側需要暫停11臺調壓器供應，水井西側需要暫停12臺調壓器供應，且這些調壓器大多數(shù)供應的是商務樓，無法在發(fā)生泄漏時立即停氣。經過統(tǒng)籌考慮，決定在該水井的位置上加裝了一座切斷閥門，以備今后管網(wǎng)運行不時之需。在本次施工完成后的2017年度保高峰期間，該位置西側發(fā)生管道燃氣泄漏事故，急搶修中正好利用了此次加裝的切斷閥門，從而縮少了該區(qū)域的停氣范圍，同時也加快了搶修進度。

2.2.2 閥門

閥門是管網(wǎng)中氣源的控制設備，通常處于全開或全閉狀態(tài)。此次結合管線圖檔進行現(xiàn)場的排摸，尋找出遺失的閥門，并分析其在管路中的作用進行分類處理：現(xiàn)有支管閥門，若處在正常使用狀態(tài)，應檢查確認其是否能夠保障正常運行，如無法正常運行，則需要更換；現(xiàn)有支管閥門后沒有接調壓器，且以后也不會接調壓器的，將支管閥門進行廢除；如果是干管閥門，進行啟閉試驗，發(fā)現(xiàn)閥門無法正常運行的，在現(xiàn)場停氣時，擴大停氣范圍，將干管閥門進行更換。

2.2.3 放散設施

閥門井內的絕緣法蘭，是帶有放散裝置的，在管道進行通氣時，需要借助放散裝置進行管道的取樣。由于管道敷設的年限較早，在以前敷設時，絕緣法蘭的放散裝置都是由人工在施工現(xiàn)場自己加工的，隨意性很強，且大多沒加加強板，存在較大的安全隱患；放散球閥以前以鑄鐵為主，長時間在地下埋設后，由于其本身的脆性容易造成連接處斷裂。

根據(jù)停氣范圍內涉及閥門的位置，優(yōu)先保證一處是帶放散的絕緣法蘭，其余地方安裝一體式絕緣法蘭，減少現(xiàn)場動火施工，從而減少隱患點；需要加裝帶放散的絕緣法蘭時，在現(xiàn)場進行法蘭片的焊接，焊接處進行現(xiàn)場拍片，保證施工質量。

2.2.4 補償器

補償器在地下管網(wǎng)中，主要針對的是鋼管，在常年的熱脹冷縮過程中，起到縱向補償作用。在現(xiàn)場隱患排摸過程中，發(fā)現(xiàn)補償器主要存在嚴重錯位、補償器砂眼等問題.

補償器上有砂眼，管道壓力上升以后，容易造成泄漏事故，發(fā)現(xiàn)此類補償器，一律進行更換；對于補償器錯位的情況，則可將一側管道法蘭片廢除，焊接新的法蘭片，通過法蘭片來進行角度的修正。如果發(fā)現(xiàn)管道已經錯位嚴重，則需要將閥門一側大約3 m距離內的道路進行開挖，通過短距離管道的重新敷設，釋放錯位，從而保證補償器的正常使用。如在丁香路、迎春路段(圖4虛線圓處)，管道敷設時帶有弧度，經過數(shù)十年運行，已發(fā)生了較大的錯位，從而造成了補償器的嚴重變形。在本次施工中，將閥門井的一側直至以北3 m距離內的管線全部開挖出來，將管道割除，重新敷設新管道，以此來消除錯位，這樣才能保證新安裝的補償器能夠起到管道的縱向補償作用。

圖 4 丁香路迎春路段燃氣管道走向

2.3 優(yōu)化管網(wǎng)

通過對管網(wǎng)供氣情況普查，了解支狀管網(wǎng)供氣情況，整理單氣源管網(wǎng)，考慮是否有條件進行管道連通；了解管網(wǎng)因升壓切斷后的變換情況，進行合理變化，保證末端供氣平衡(見圖5)。

圖5 錦繡路羅山路管線走向示意

經過對管網(wǎng)的現(xiàn)場排摸，發(fā)現(xiàn)錦繡路管線為雙排管，口徑都為DN300，均與羅山路管線(DN300)相連接，管網(wǎng)壓力為0.1 MPa。此次管網(wǎng)升壓后，錦繡路管線壓力級制為0.4 MPa，而羅山路管線仍保持0.1 MPa，使得錦繡路近羅山路變成單氣源區(qū)域，高峰用氣時段可能會影響到附近的5臺調壓器。

經協(xié)商后，采用在錦繡路羅山路口新排一根連通管，將錦繡路的雙排管合二為一的方案，保證南北兩側管線能夠相互供氣，避免末端單氣源供氣。

2.4 管網(wǎng)升壓

2.4.1 升壓區(qū)域供氣方案

此次升壓區(qū)域所屬的外高橋區(qū)域全部高中壓調壓站分布如圖6所示，出去單獨供氣的高中壓站，外高橋區(qū)域供氣的高中壓站共有8座。虛線框內為此次升壓區(qū)域，有高中壓站G-1、G-2、G-3等3座，而G-4則在區(qū)域交界處，原供氣壓力為0.1 MPa。因此在管網(wǎng)升壓之前，還需要通過平衡該區(qū)域的供氣量合理確定高中壓G-4是否供應升壓區(qū)域，即出口壓力是0.1 MPa還是0.4 MPa。

圖6 高中壓調壓站分布

在2017~2018年保高峰期間，實線供氣區(qū)域日用氣量最大值發(fā)生在2018年1月30日，達到了470958m3，當日18:00時，小時用量達到了峰值，各高中壓調壓站的小時供氣量可見表2。

表2 高中壓調壓站高峰日(2018.01.30)18：00小時供應量統(tǒng)計

從多年管網(wǎng)運行的經驗數(shù)據(jù)中得知，高中站G-4供氣量的60%供應給擬升壓區(qū)域(虛線框內)，40%則供應給虛線框外的區(qū)域，因此在用氣高峰日兩塊供氣區(qū)域的小時供氣量分別為50 647 m3和45119 m3。通過高中壓G-4供應不同區(qū)域的方案比較(見表3)，可以得出：方案一升壓區(qū)域內調壓站運行負荷較低，而原0.1 MPa供氣區(qū)域則調壓站運行負荷偏大；方案二中，兩塊區(qū)域內調壓站運行負荷比例相差不大，升壓區(qū)域略低，考慮到升壓區(qū)域升壓后管網(wǎng)實際運行壓力會高于其他區(qū)域，總體上兩側平衡，最終選擇方案二，即G-4站不列入升壓范圍，仍供應0.1 MPa區(qū)域。

表3 高中站G-4的供應方案比較

2.4.2 升壓實施要點

(1)升壓過程中，需要對管網(wǎng)進行二階段的升壓，每次升壓后需要在短時間內進行管網(wǎng)普查，一旦發(fā)現(xiàn)存在隱患點較多，無法滿足繼續(xù)升壓條件，需要對升壓區(qū)域進行整體的降壓。需將原先0.1MPa與0.4 MPa的切斷盲板重新安裝，然后下調G-3的出口壓力，抽出羅山路沿線切斷盲板，逐步恢復原狀。若升壓過程順利實施，原先0.1 MPa區(qū)域與0.4 MPa區(qū)域之間隔斷的盲板也不建議全部抽除，暫時先抽除其中的兩塊聯(lián)通性較為重要的盲板(銀城中路、東昌路東西兩側雙排DN200管道)，這樣既保證了管網(wǎng)供氣，也保證了后續(xù)的應急搶修。

(2)為了應對升壓區(qū)域內出現(xiàn)供應能力不足的情況，需要編制高中壓站G-4切換手冊。按照預定方案，G-4的供氣出口壓力為0.1 MPa，一旦出現(xiàn)升壓區(qū)域內(即0.4 MPa供氣區(qū)域)3臺高中壓站無法滿足用戶用氣量需求時，需要以最快的速度將G-4的出口壓力由0.1 MPa上調至0.4 MPa。目前G-4的出口管路上已加裝兩座閥門，需要切換時，只需要抽出閥門內的切斷盲板并上調G-4的出口壓力即可。

3 現(xiàn)有問題及解決方案

3.1 停氣協(xié)調

每一次施工，伴隨的是一次次停氣，如何在停氣過程中，讓停氣用戶滿意，又不延長施工進度，這是一個矛盾。在經過多次協(xié)調后，我們逐步摸索出一點經驗，根據(jù)用戶需求，由營業(yè)所宣傳人員編制出每家人家的停氣時間，再根據(jù)停氣范圍內的閥門位置，選擇合理的分段停氣時間。

如丁香路段施工時，由于此路段內共需停調壓器9臺，其中政府部門3臺，停通氣時間16:30至次日04:00，酒店、餐飲4臺，停通氣時間21:00至次日06:00，商務樓2臺，停通氣時間20:00至次日05:00，在營業(yè)所人員排摸好相關停氣時間信息以后，交與施工負責人員，施工負責人員根據(jù)本次停氣范圍內的閥門布置情況，將其中一座氣源閥門當做分隔閥門，在閥門的西側主要分布的是政府部門，停氣時間安排在17:00開始，在次日04:00結束，在閥門的東側主要的是酒店與商務樓，停氣時間安排在21:00至次日05:00，通過分隔閥門的設置，既保證了用戶的需求，也保證了施工進度。

3.2 活絡法蘭的使用

一般管道與附屬設施的連接均是通過兩片法蘭緊固后連接(圖7)，施工時全部采用現(xiàn)場焊接法蘭片，考慮到本次施工點較多，停氣時間較短，如此會影響施工進度。因此考慮連接時在其中一側采用活絡的法蘭(圖8)，在停氣時間較為緊張時可以加快施工進度。

圖7 原法蘭連接

圖8 活絡法蘭連接

從實際施工情況來看，采用活絡法蘭比采用原先焊接法蘭減少了現(xiàn)場施焊的工作量，但活絡法蘭會使得密封面的連接有偏差，無法達到完全密封，尤其在螺栓緊固過程中，由于是人工操作，容易造成受力不均，致使活絡法蘭與其他側的法蘭不在同一平面，造成泄漏風險。現(xiàn)有的工藝還無法完全運用好活絡法蘭，希望待工藝改善后活絡法蘭能慢慢運用到施工中。

4 結語

升壓工作中隱患排查整治階段，針對排查的水井、閥門、放散設施、補償器的對策，已在具體實施過程中采納；管網(wǎng)的優(yōu)化還在逐一解決的過程中；停氣協(xié)商根據(jù)個性化制定已經獲得了一定的改善；升壓工作的各種操作手冊編制工作也在推進中。為了保證升壓后該區(qū)域管網(wǎng)安全可靠地供氣，各高中站出口壓力的平衡和確定還需要在實際運行過程中進行調試。

Practice of Boosting Natural Gas Network in Key Areas

Shanghai Pudong Gas Business Co., Ltd Tang Xiaojie

In some key areas of natural gas development and upgrading, underground pipeline network lacks the possibility of large-scale relocation, and rising regional operating pressure is a solution. This paper introduces in detail the key points and possible problems in various stages of the project, including on-site situation arrangement, renovation and construction, and network optimization. Also, it gives corresponding solutions, which will be useful for similar projects in the future.

boosting of gas pipeline, hidden trouble investigation, optimization of gas network