居民小区室外天然气管道设计的探讨_天然气管道施工价格

　　【摘要】探讨了居民小区室外天然气管道的设计中调压设备的选择、室外管网允许最大压力降的确定、调压柜与天然气管网布置、天然气管道材质的选择、其它安全措施等方面问题。 　　【关键词】室外天然气管道的设计;调压设备;室外管网允许最大压力降;天然气管道材质
　　
　　0.引言
　　随着国家对天然气的推广与普及，作为一种清洁能源，天然气越来越收到人们的欢迎。天然气的主要成分是甲烷，是一种易燃易爆的气体，小区室外的天然气管道大部分是埋地的，一旦泄漏，达到爆炸极限后，遇到火花，便会产生爆炸，威胁到小区内居民的生命和财产安全，所以居民小区室外天然气管道设计是否合理，对小区天然气管道的安全运营至关重要。
　　下面以一个1000户的小区为例，对小区室外天然气管道设计的进行论述。
　　1.调压设备的选择
　　现在城市天然气管网的设计压力大都是中压A级（0.4MPa），运行压力为0.3MPa，小区室外的低压天然气管道设计压力为4KPa，运行压力为3KPa，为了将0.3MPa的天然气转换为4KPa的天然气，在两种压力级别的管道之间需设调压装置。常用的调压装置有调压箱和调压柜，调压箱体积较小，一般悬挂在建筑物外墙面，箱底距地坪一般为1.0-1.2米，额定流量分别为25 Nm3/h、50 Nm3/h、70 Nm3/h三种规格。调压柜的体积较大，一般单独设置在牢固的基础上，柜底距地坪的高度为0.3米，周围需设置护栏，占地面积为4米×4米，额定流量分别为100Nm3/h、200 Nm3/h、300 Nm3/h等。
　　现在居民常用一台民用双眼灶具，每个灶眼的热负荷为3.5－4KW，天然气的热值以36MJ/Nm3计，则每台灶具的用气量为0.7－0.8 Nm3/h。燃气热水器也是现代生活中常用的燃气设备，以一台8升的热水器为例，一般为17 KW，小时用气量为1.7Nm3。1000户的居民小区灶具与热水器的同时工作系数为0.13，采用同时工作系数法进行用气量的计算，则1000户小区的最大用气量为325 Nm3/h，根据《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006的相关规定，调压设备的计算流量应为所承担管网小时最大输送量的1.2倍，所以所需调压设备的额定流量应大于等于390 Nm3/h，可以选用400 Nm3/h的调压柜。若采用调压箱，则一个调压箱（70 Nm3/h）能供140户居民用户，1000户则需要8个调压箱。
　　由此可见，1000户的居民小区若采用调压柜，只需一个400 Nm3/h的调压柜，采用调压箱则需要8个70 Nm3/h的调压箱，两者的价格相差不大，但设置调压箱需在小区内敷设较长的中压管道，从安全运营，降低运营成本，方便运营管理的角度出发，选用调压柜比选用调压箱有很大的优势。
　　2.室外管网允许最大压力降的确定
　　按照《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006的规定，民用燃具的额定用气压力为2KPa，允许有一定范围的波动，其波动范围为1.5－3KPa，压力过高则有会产生脱火和离焰，压力过低则会产生回火，这两种情况均会产生安全问题。由于调压柜或调压箱的出口压力为3 KPa中，所以燃具前的压力不可能超过3KPa，按保证最末段用户能达到1.5KPa计算，室内管道的允许的最大压力降一般为0.4 KPa（包括燃气表），则室外管网从始段到末段最大允许压力降为1.1KPa，即从调压柜出口到用户引入管间允许的最大压力降为1.1KPa，这是确定室外管网管径的重要依据，以此可以计算主干管、楼前管的管径。
　　3.调压柜与天然气管网布置
　　调压柜作为小区内的重要燃气设备，其作用相当于人体中的心脏，所以合理布置调压柜的位置至关重要。调压柜距居民楼应大于4米，距重要公共建筑、一类高层民用建筑应于8米，距公共电力变配电柜应大于4米，调压柜一般设置在小区的绿化带内，为了保证末端用户的用气压力均匀，调压柜一般设置在小区的中心位置或靠近中心的位置。
　　确定调压柜的位置后，就可以进行低压管网的布置。一般是先进行楼前管的布置，再用主管线将各个楼前管连接起来，最后再考虑主管线如何通向调压柜，当然也可以反向进行。一般小区地下管网有上水、污水、雨水、电力、有线、通信、燃气、热力等八条管线，燃气管道与其它管道的水平与垂直净距要严格按照《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006执行，确实由于情况特殊，达不到规定的安全间距时，一室要对天然气管道采取保护措施，如增加管壁厚度、提高防腐等级、减少接口数量、加强检验（如100%探伤）、加套管、砌筑管沟等，采取何种措施，需在设计图纸中注明。
　　4.天然气管道材质的选择
　　目前用于小区的天然气管道有PE管与无缝钢管两种，PE与无缝钢管相比有下列优点：（1）PE管耐腐蚀性强：钢管的设计寿命是30年，而PE的设计寿命是50年（工作温度20℃），甚至更长。（2）PE管轻：PE管密度小，是钢管的1/8倍，搬运及向沟槽下管较方便，劳动强度低。(3) PE管柔性好：PE管的热胀冷缩比钢管大得多，其线膨胀系数为钢管的10倍以上，可以利用PE管的柔性，蜿蜒状敷设或随地形弯曲敷设，易绕过障碍物，减少接头的数量。
　　PE管也有明显的缺点：（1）PE管怕热，长期受热会出现变形，以及产生热老化，所以PE管不适合在有热力管道的小区中敷设；（2）PE管怕光，放在室外，受太阳光曝晒，紫外线将使空气中氧气对其发生老化和氧化作用，寿命大大降低，所以PE管不适合作明管使用，只能埋地敷设。（3）PE管怕冷，在较低的温度下使用，PE管的脆性破坏可能性提高，裂纹扩展速度增大。（4）PE管对表面活性剂、溶剂敏感，特别是在应力的作用下，表面活性剂、溶剂会加速脆性破坏。(5)PE管采用热熔与电熔两种连接方式，对大于等于dn90的PE管宜采用热熔连接，小于dn90的PE管宜采用电熔连接，但这两种连接方式目前没有检测手段，只能采用破坏试验，即将焊好的焊口切开进行观察。(6)楼前管与引入管连接时，需要多个管件，例如：楼前管是dn63,引入管是无缝钢管D32×3.5,两者相连时，需要一个电熔异径三通dn63×63×32，需要一个电熔套筒dn32，需要一个直管式管塑过渡dn32/D32×3.5。
　　因此，对于有热力管道的小区建议使用无缝钢管，采用国内先进的防腐技术－三层结构挤压聚乙烯加强级防腐，采用冷缠带进行补口、补伤。对没有热力管道的小区可以使用PE管，但一定要注意其工作温度，尽量控制在20℃左右。
　　5.其它安全措施
　　天然气管道是埋在地下的隐蔽工程，为了避免其它管道检修时对天然气管道造成破坏，在进行土方回填时一定要敷设警示带，即在距管顶不小于300mm、距地面不小于300mm的范围内，埋设警示带，警示带为黄色，上面应标出醒目的提示字样。在不影响小区居民生活的区域设置警示桩。
　　综上所述，小区天然气管道的设计是一个系统的工程设计，要在各个环节严格按规范进行设计，哪一个环节出现问题，都会威胁到人民群众的生命财产安全，只有将每一个环节把好关，才能设计出让用户满意的室外天然气管道工程。■
　　
　　【参考文献】
　　［１］城镇燃气设计规范.GB50028-2006.北京:中国建筑工业出版社,1995.
　　［２］聚乙烯燃气管道工程技术规程.CJJ63-95.北京:中国建筑工业出版社,1995.