北京市天然氣管網改造及評價方法分析

北京市煤氣熱力工程設計院有限公司 馮濤 福鵬

1 管網改造的背景

北京的燃氣事業經過逾 50年的發展，建設了總長1萬余km的天然氣管網，其中最老的建于上世紀 70年代，但所占比例較小，管網所占比例最多的為上世紀 90年代所建管線，占到了管網總長的近60%，2000年后建設的管線占管網總長的40%，這兩個時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防腐法相結合的方式。

隨著運行使用時間的增長，由于管道本身的老化、腐蝕，以及各種人為因素的破壞，一些燃氣事故也逐步顯現，影響供氣安全。經統計，北京市近年共發生燃氣泄漏事件233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%。改造的重點主要為四類管線：

(1)超期服役的老舊管線；

(2)腐蝕嚴重且事故頻發的管線；

(3)存在占壓隱患、影響供氣安全的管線；

(4)水力工況不平衡，運行工況差的管線。

改造方式以異位換管為主，輔以少量的翻轉內襯和內插法的改造方式。

3 管網改造評價方法分析

2010年前北京市管網改造項目均由基層的管網運營所上報燃氣集團匯總成各年度的改造項目庫，項目的提出無理論依據，隨意性較強。為改變這一狀況，在 2010年編制北京市“十二五”時期管網改造規劃時，首次提出并采用了綜合評價法并輔以實際調研情況確定改造項目。

該方法主要分三步進行。首先，識別和評價影響管網是否進行改造的相關因素，并列出管網情況調查表；其次，對列出的影響管網改造的因素的重要性進行評價；最后，綜合整體的管網改造評價水平。其評價步驟如下：

第一步，識別影響管網改造的各種因素，并分為若干個等級標識；

第二步，對存在的影響管網改造的因素的重要性進行評價，給出每一因素的權重；

第三步，將每一影響因素的等級與其權重相乘，求出這一影響因素的得分；再將每一影響因素的得分累加，得到管網改造總分，其數值即為管網改造評價的結果。

總分結果在某一數值以上的管線，就應進行管網改造，評價總分越高，說明管網改造必要性越大。綜合評價法同時考慮了眾多因素對管網改造的影響，具有較高的可信度。

管網評價分數計算公式如下：

管網評價分數=管網改造因素所占分數×權重

在進行管網評價計算時，主要有5類影響因素：

(1)管道防腐評級；

(2)管道事故；

(3)管道的使用年限；

(4)管道環境；

(5)管道運行工況。

對以上的5類主要影響因素分別賦值并分配相對應的權重，總分為100分。

管道防腐評級、管道事故和使用年限所占分值為 80分，對管網改造的評價起主要影響作用；管道所處環境和管道運行工況各占 10分，權重均為0.1。

管網的改造評分計算見表1。

表1 管網改造評分計算

根據前期調研的管線情況，對每條管線進行指標計算，得分在 60分及以上的納入改造項目庫，改造的時序按分值由高到低排列。

以滿足 60分的改造指標為參考數值，可初步得出管網改造的必要條件：

(1)使用年限30年以上、發生過事故且防腐評級一般的管線；

(2)使用年限10~30年且出現腐蝕泄漏事故、防腐評級一般的管線；

(3)使用年限10年以內且出現腐蝕泄漏事故、防腐評級較差的管線。

對于高壓燃氣管網，由于其擔負的功能主要是輸氣而不是配氣，對水利工況的要求比較高，所以對于高壓管線，若嚴重影響全網的水利工況需求，則根據實際供氣情況考慮是否進行管網改造。

根據該評價方法，在前期調研大量基礎數據的基礎上，確定了北京未來5年內需改造項目96項，其中腐蝕嚴重管線6項，超期服役管線59項，事故頻發的改造項目27項，占壓隱患改造目項4項，改造總長達398 km，工程總投資8.5億元。

4 結語

隨著北京市天然氣管網建設的逐漸完善，新建燃氣工程日趨減少，而管網改造工作將成為今后安全運營和建設的重點，管網改造評價方法也將發揮越來越大的作用。本文中的綜合評價法已應用于北京市“十二五”時期的天然氣管網改造規劃的編制，經過一年時間的檢驗，利用該評價方法確定的管網改造項目與實際所需改造項目是吻合的，取得了較好的效果。在以后的工作中，我們應進一步完善和深化與網改造評價方法的相關研究和應用，促進北京市天然氣管網改造工作進一步發展。