楊文楠

(太原天然氣有限公司，山西 太原 030006)

1 工程概況

山西省太原市西山煤電(集團(tuán))西山礦區(qū)居民小區(qū)，有500余棟職工家屬樓24 000余戶的天然氣設(shè)施設(shè)備原由西山煤電集團(tuán)后勤維修中心自行維護(hù)管理。家屬樓燃?xì)庠O(shè)施設(shè)備大多是在20世紀(jì)80年代建成投運(yùn)的焦?fàn)t煤氣設(shè)施設(shè)備的基礎(chǔ)上，于2010年前后通過天然氣置換改造而成。原管道中運(yùn)行的燃?xì)鈿庠礊榻範(fàn)t煤氣，因焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)較多，焦油、奈等易造成管道堵塞，氨、苯等腐蝕性氣體對管道及設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，加之管道及相關(guān)設(shè)施已運(yùn)行30多年，截止到2020年已超過設(shè)計(jì)使用壽命，存在很大的安全隱患,燃?xì)庠O(shè)施從運(yùn)行、管理和維檢上都亟待改造。

本文從老舊小區(qū)燃?xì)庠O(shè)施改造工程施工方案選擇、燃?xì)獗淼倪x用、工程經(jīng)濟(jì)性、消除安全隱患等方面出發(fā)，討論并分析了“三供一業(yè)”供氣設(shè)施改造工程過程中需考慮的因素及燃?xì)庠O(shè)施改造后的實(shí)際應(yīng)用、安全保障等實(shí)際情況，為今后類似老舊小區(qū)燃?xì)飧脑旃こ烫峁﹨⒖肌?/p>

2 燃?xì)夤芫€改造方案

已有燃?xì)夤芫€改造與新鋪設(shè)燃?xì)夤芫€有著諸多不同，在設(shè)計(jì)方案、施工要求、材料選擇、管線送氣等多方面均有較大的變化。首先，新鋪設(shè)燃?xì)夤芫€在房屋建筑前期設(shè)計(jì)時(shí)已綜合燃?xì)夤芫€及設(shè)備位置，而燃?xì)夤芫€改造須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況重新確定管線和設(shè)備位置，前期無法明確需結(jié)合改造現(xiàn)場情況確定。其次，新鋪設(shè)燃?xì)夤芫€無需考慮送氣環(huán)節(jié)等因素，而燃?xì)夤芫€改造項(xiàng)目須把因管線改造而造成的用戶停氣時(shí)間將到最低。

2.1 管線輸配方案

本項(xiàng)目涉及西山煤電(集團(tuán))西山礦區(qū)家屬區(qū)24 000余戶居民，家屬區(qū)現(xiàn)狀均已接入管道天然氣。本次改造方案是以各個(gè)小區(qū)周邊天然氣現(xiàn)狀中低壓管道為起點(diǎn)，起點(diǎn)之后已超期運(yùn)行的中低壓燃?xì)飧删€、支線和調(diào)壓站以及所有小區(qū)的庭院管線、戶內(nèi)管線、燃?xì)獗恚扛鼡Q。市政道路上中低壓燃?xì)飧删€、支線改造管材以鋼管為主，調(diào)壓站優(yōu)先改造為調(diào)壓柜，為避免對用戶出行造成不便，盡量減少路面開挖，樓前燃?xì)夤芨脑鞛槭彝饧芸展艿溃瑸闇p少對用戶戶內(nèi)廚房的破壞，燃?xì)獗斫y(tǒng)一改造為室外集中表箱形式，表后管道采用燃?xì)廨斔陀貌讳P鋼波紋金屬軟管。改造完成后，原有的調(diào)壓站和廢棄燃?xì)夤艿烙扇細(xì)馄髽I(yè)進(jìn)行專業(yè)的安全拆除或惰性氣體置換。

結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)狀充分利用周邊現(xiàn)有的燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施，在滿足項(xiàng)目區(qū)域規(guī)劃發(fā)展用氣負(fù)荷的前提下，盡量減少工程量，降低投資?？紤]本項(xiàng)目現(xiàn)運(yùn)行的燃?xì)夤艿缐毫墑e及本工程燃?xì)庥脩舻挠脷庑枨蠛吞攸c(diǎn)，對本工程區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀調(diào)壓站在原址進(jìn)行升級改造，以滿足改造小區(qū)內(nèi)居民用戶使用要求。

2.2 埋地及架空燃?xì)夤艿啦牧线x用

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)并結(jié)合目前實(shí)際燃?xì)夤こ淌褂们闆r，用于燃?xì)廨斔陀玫某擎?zhèn)中低壓燃?xì)夤こ坦懿闹饕校轰摴?，鑄鐵管和聚乙烯塑料管(PE管)。

1)鋼管：目前燃?xì)獬Ｓ娩摴苡泻附愉摴芎蜔o縫鋼管。鋼管的特點(diǎn)是耐高壓、耐振動(dòng)、管壁薄、重量較輕、管材易加工。但鋼管價(jià)格高，耐腐蝕性差。但是目前防腐技術(shù)較高，可以直接在廠內(nèi)預(yù)制，所以防腐問題很好解決。

2)鑄鐵管：常用的鑄鐵管分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管兩種?；铱阼T鐵管因其加工工藝簡單、耐腐蝕性能好、使用壽命長，在過去應(yīng)用最廣。但由于存在機(jī)械強(qiáng)度低、脆性大、接口質(zhì)量不易保證、容易發(fā)生爆管等問題，近年來已經(jīng)被建設(shè)部列為淘汰產(chǎn)品。球墨鑄鐵管強(qiáng)度幾乎接近于鋼材，同時(shí)又保持了鑄鐵耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。球墨鑄鐵管一般采用推入式楔形膠圈柔性接口及法蘭壓蓋承口連接，施工安裝方便，接口的水密性好，抗震效果好，其使用壽命是灰鑄鐵管的1.5～2.0倍，是鋼管的3～4倍。但是在使用天然氣或者煤層氣的過程中由于密封性能不好，容易泄露，所以很少使用。

3)聚乙烯塑料管(PE管)：因PE管獨(dú)特的物理、化學(xué)特性，具有耐腐蝕、重量輕、管道內(nèi)壁流動(dòng)阻力小、使用壽命長、抗拉強(qiáng)度較大、抗變形性能較好、生產(chǎn)周期短、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，近年以來，PE管因其原材料的性能、管材及管件的生產(chǎn)工藝、連接方法的成熟，施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢較為明顯且小管徑管材采購成本較低，所以無論是在燃?xì)廨斔皖I(lǐng)域或是其他給水、排水等領(lǐng)域，都得到了廣泛的應(yīng)用，而且作為首選材料進(jìn)行推廣使用。但PE管機(jī)械性能不如鋼管，大管徑管材價(jià)格較高，并且管道對防曬有一定要求，以避免管材老化不能長時(shí)間露天存儲。

通過對以上三種燃?xì)獬Ｓ玫墓懿倪M(jìn)行綜合比較，PE管在施工方式、施工周期、管輸能力、使用壽命等方面比鋼管有較為明顯的優(yōu)勢，因此，本工程埋地燃?xì)夤艿涝诠軓讲淮笥贒N300時(shí)使用PE管，當(dāng)管徑達(dá)到DN300時(shí)，由于PE管焊接難度大，管材、管件成本較高導(dǎo)致工程造價(jià)高于鋼管，因此，埋地燃?xì)夤芄軓竭_(dá)到DN300時(shí)采用鋼管。架空管道因須暴露在室外環(huán)境中，機(jī)械性能、抗老化及防腐性能要求較高，故選用工廠定制的涂刷高等級防腐層的燃?xì)鈱Ｓ脽o縫鋼管。

2.3 燃?xì)獗頀毂矸桨?/h3>

本項(xiàng)目為老舊住宅樓燃?xì)飧脑?，故主要施工作業(yè)不能對住戶戶內(nèi)現(xiàn)有居住環(huán)境造成影響，若采用戶內(nèi)掛表方式勢必對居民屋內(nèi)裝修造成一定的破壞。鑒于以上因素，本項(xiàng)目燃?xì)獗戆惭b采用戶外集中掛表方式。戶外集中掛表方式有以下優(yōu)點(diǎn)。

1)燃?xì)獗響敉獍惭b，使用戶室內(nèi)燃?xì)夤艿赖慕宇^數(shù)量大幅減少，潛在漏氣隱患也相應(yīng)大幅減少，極大降低了燃?xì)庑孤┑娘L(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有利于燃?xì)夤竞笃诘募泄芾砗桶矙z維護(hù)、檢查。

2)燃?xì)獗響敉獍惭b，可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤景矙z人員隨到隨檢，能有效避免管道燃?xì)獾耐当I現(xiàn)象，對降低燃?xì)夤窘档凸╀N差率有利。

3)燃?xì)獗響敉獍惭b，可以大幅降低燃?xì)夤旧a(chǎn)經(jīng)營成本，燃?xì)獗響敉鈷毂聿粌H使燃?xì)獬怼矙z等作業(yè)效率大幅度提升，同時(shí)作業(yè)人員數(shù)量也可以相應(yīng)減少，降低了燃?xì)馄髽I(yè)在該方面的經(jīng)營性支出。

因燃?xì)獗響敉饧邪惭b，燃?xì)獗頌殡娮印C(jī)械元件較多，須提供較好的環(huán)境保護(hù)。本項(xiàng)目燃?xì)獗砑邪惭b后設(shè)置304不銹鋼表箱進(jìn)行保護(hù)，不僅使燃?xì)獗肀苊饬擞炅?、風(fēng)吹、陽光暴曬、人為破壞等因素，而且外表美觀、大方，提升了小區(qū)整體環(huán)境。在不銹鋼表箱進(jìn)行選型時(shí)考慮到居民觀察用氣量、更換電池等情況，表箱在每塊燃?xì)獗戆惭b處單獨(dú)設(shè)置單獨(dú)開啟并上鎖的可視化窗口，便于居民日常使用。

2.4 燃?xì)獗砗蠊芨脑旆桨?/h3>

考慮到改造現(xiàn)場的實(shí)際情況及可操作性，每戶燃?xì)獗砗蠊苓x用不銹鋼波紋金屬軟管延建筑物單獨(dú)敷設(shè)在用戶廚房外墻打眼并引入戶內(nèi)，考慮到美觀及固定集中從每個(gè)表箱后引出的不銹鋼波紋金屬軟管用安裝在DN100的PVC管內(nèi)并束縛。

不銹鋼波紋金屬軟管整盤通常為30～100 m，可根據(jù)現(xiàn)場用戶實(shí)際情況確定用料長度，軟管安裝完成后只在燃?xì)獗砑皯魞?nèi)閥門處安裝接頭，其他位置無需安裝任何管件減少了燃?xì)庑孤┑陌踩[患，且燃?xì)庥貌讳P鋼波紋管與快裝接頭的連接方式多采用端面密封，可有效避免螺紋密封不嚴(yán)而造成的燃?xì)庑孤?，且因其彈性好、變形性好、整管長度可任意裁剪，在安裝過程中可大幅減少彎頭和接頭數(shù)量，與傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管安裝相比，其燃?xì)庑孤└怕蕦⒋蟠鬁p少。不銹鋼波紋金屬軟管安裝簡便快捷，安裝可用手彎曲，暗埋時(shí)在墻體內(nèi)或裝飾層內(nèi)中間無任何接頭，減少了泄漏風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闆]有彎頭、活接頭等管件，可敷設(shè)于吊頂，裝飾層內(nèi)，安裝范圍較廣，在引入戶內(nèi)后可滿足居民個(gè)性化裝修的需要。

3 燃?xì)獗硖攸c(diǎn)

本項(xiàng)目選用NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗?，是以NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為通信基礎(chǔ)，通過窄帶無線網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而發(fā)展出來的無線遠(yuǎn)傳物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗怼?/p>

3.1 智能化方面

NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗聿捎脵C(jī)械計(jì)量、電子計(jì)量、機(jī)電轉(zhuǎn)換、智能閥控、信息安全管理、一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、低功耗通信等技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在儀表行業(yè)的典型應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗碜鳛槲锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的一個(gè)終端設(shè)備，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、通信基站，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤具h(yuǎn)程管理平臺與燃?xì)獗淼倪h(yuǎn)程通信和數(shù)據(jù)交換。燃?xì)獗聿粌H支持遠(yuǎn)程管理平臺的遠(yuǎn)程抄表、充值、無卡預(yù)付費(fèi)、價(jià)格調(diào)整、安全閥控、實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等功能，而且支持用戶手機(jī)APP查詢繳費(fèi)、遠(yuǎn)程閥控、數(shù)據(jù)推送等智慧化服務(wù)。

3.2 燃?xì)獗砉芾矸矫?/h3>

NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗砭哂袀鬏斝盘柗€(wěn)定、傳送距離不受限制等優(yōu)點(diǎn)，可自動(dòng)上報(bào)燃?xì)獗頂?shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，可有效避免住戶不在家無法獲取數(shù)據(jù)、人工抄表的誤讀漏報(bào)等問題。物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)和燃?xì)獗韨鞲芯W(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了與燃?xì)夤具h(yuǎn)程系統(tǒng)服務(wù)平臺的雙向通信，燃?xì)夤具h(yuǎn)程系統(tǒng)服務(wù)平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對智能燃?xì)獗磉h(yuǎn)程充值、燃?xì)庀嚓P(guān)信息查詢、燃?xì)獗矶藸顟B(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、燃?xì)獗磉h(yuǎn)程安全切斷等功能。燃?xì)夤具h(yuǎn)程系統(tǒng)服務(wù)平臺經(jīng)電信、聯(lián)通、移動(dòng)等社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器、燃?xì)夤竞笈_服務(wù)器、政府機(jī)構(gòu)服務(wù)器與用戶終端使用設(shè)備進(jìn)行雙向通信，用戶可以直接通過手機(jī)APP或其他終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線充值繳費(fèi)、用氣相關(guān)信息查詢及繳費(fèi)賬單實(shí)時(shí)推送等有效管理，從而節(jié)省了人工成本。在智能控制和信息安全、服務(wù)時(shí)效性等方面，物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗砭哂袑?shí)時(shí)遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程關(guān)閥、實(shí)時(shí)階梯氣價(jià)、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程調(diào)價(jià)、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程充值、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控等智慧化管理功能，下一步將為用戶帶來更加完善、美好的體驗(yàn)。

3.3 安全性方面

NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)云智能燃?xì)獗韼в腥細(xì)庑孤﹫?bào)警功能，遠(yuǎn)程開關(guān)閥、分析用戶使用偏好等功能，顯著提高燃?xì)馐褂玫陌踩裕谙到y(tǒng)分析出現(xiàn)燃?xì)庑孤┑劝踩[患使后臺服務(wù)器遠(yuǎn)程關(guān)閉燃?xì)忾y門消除安全隱患。

4 工程經(jīng)濟(jì)性

1)從燃?xì)夤镜慕?jīng)營成本角度出發(fā)，本項(xiàng)目采用戶外集中掛表，燃?xì)獗砗蟛捎貌讳P鋼輸送軟管單獨(dú)入戶的方式供氣的方式，較之前傳統(tǒng)的戶內(nèi)公用燃?xì)饬⒐艿氖┕し绞綇牟牧线x用、施工工藝、施工措施等方面都不同程度地增加了工程成本(根據(jù)燃?xì)夤疽酝こ虒?shí)際結(jié)算數(shù)據(jù)比對，工程成本約增加500元/戶)，但從長遠(yuǎn)來看本項(xiàng)目完成后燃?xì)夤驹诔展芾?、安全檢查、日常維護(hù)均提高了效率，從而最大幅度地降低了生產(chǎn)管理成本。

2)從燃?xì)庥脩艚嵌瘸霭l(fā)，本項(xiàng)目為改造工程，如采用傳統(tǒng)的戶內(nèi)立管供氣模式，用戶廚房內(nèi)須重新安裝一趟燃?xì)饬⒐埽⒐馨惭b將不可避免地拆除廚房內(nèi)部分櫥柜及灶臺，整個(gè)安裝時(shí)間較長，在給用戶帶來時(shí)間影響的同時(shí)勢必給用戶造成櫥柜、灶臺修復(fù)的損失。本項(xiàng)目采用的施工方式不會(huì)破壞廚房內(nèi)原有櫥柜、灶臺，燃?xì)廨斔筒讳P鋼軟管只需在廚房外墻或玻璃處打孔入戶并敷設(shè)至燃?xì)饩呤褂梦恢门约纯?，從而最大程度地降低了用戶的損失。

5 結(jié) 語

西山煤電(集團(tuán))西山礦區(qū)居民小區(qū)供氣設(shè)施改造完成后，大幅度降低了燃?xì)馐褂冒踩[患，也提高了燃?xì)夤竞笃诘某?、安檢等效率，供氣設(shè)施改造過程在未大幅提高工程成本的基礎(chǔ)上對居民日常生活影響降到了最低程度，且改造完成后對居民購氣、燃?xì)夤こ虣z修也帶來了極大的方便，本工程改造方式在今后類似的老舊小區(qū)供氣設(shè)施改造中值得大力推廣。

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