淺議城市燃?xì)庀到y(tǒng)改造

文/高乃玲

淺議城市燃?xì)庀到y(tǒng)改造

文/高乃玲

高乃玲，唐山市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司

天然氣作為優(yōu)質(zhì)燃料已被世界各國(guó)廣泛采用，特別是天然氣對(duì)環(huán)境保護(hù)所起的作用越來(lái)越被重視。隨著天然氣開發(fā)與輸送規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原人工燃?xì)庵饾u被天然氣取代，而城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的建造、擴(kuò)建和改建過(guò)程要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間，受城市規(guī)劃和建筑格局的限制，不可能進(jìn)行大規(guī)模的市政改造工程，因此需要把原有的燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)進(jìn)行改造改輸天然氣。

一、系統(tǒng)改造的必要性

原有輸配管網(wǎng)系統(tǒng)以及用戶表具、燃具等設(shè)施必須經(jīng)過(guò)必要的更新改造后方可利用。因?yàn)槲覈?guó)原有城市燃?xì)獾臍庠匆匀斯と細(xì)鉃橹?，特別是煤制氣，在諸多性質(zhì)上與天然氣存在較大區(qū)別。品質(zhì)不同：人工煤氣含有焦油、塵粒、硫化氫、氨與奈等雜質(zhì)，易沉積在管道與設(shè)備中，影響運(yùn)行造成隱患，而天然氣是干氣，僅含少量硫與硫與硫化氫雜質(zhì)，可認(rèn)為是清潔燃料。壓力不同：人工燃?xì)鈿庠吹墓鈮毫σ话銥橹袎築級(jí)，而天然氣供氣壓力可達(dá)4.0mpa甚至更高。熱值不同：人工燃?xì)獾臒嶂档陀谔烊粴猓範(fàn)t煤氣的熱值僅為天然氣的1/2左右。燃燒性質(zhì)、參數(shù)不同：焦?fàn)t其與天然氣的密度、火焰?zhèn)鞑ニ俣?、?dǎo)熱系數(shù)以及華白數(shù)、燃燒勢(shì)等均存在較大差異。

二、原有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)改造與利用的原則

原有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)改造要在技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上充分利用原有系統(tǒng)，包括各種設(shè)施，根據(jù)原系統(tǒng)質(zhì)量、規(guī)模以及用氣的發(fā)展規(guī)劃，因地制宜分期分批淘汰原有系統(tǒng)。

（一）在城市老區(qū)以前設(shè)計(jì)的燃?xì)夤艿赖膲毫Υ蠖嫉陀诮诮ㄔ斓墓艿赖膲毫Γ栽腥細(xì)廨斉湎到y(tǒng)引入天然氣后的運(yùn)行壓力不能高于原管道的設(shè)計(jì)壓力。由于天然氣主要依靠高壓來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸送，燃?xì)庥脩舻挠脷庑再|(zhì)和用氣量不同。為了充分利用天然氣壓能，降低管網(wǎng)的投資，提高輸配水平，針對(duì)不同情況進(jìn)行不同處理，采用不同壓力級(jí)制的管網(wǎng)，新建天然氣中壓管網(wǎng)采用A級(jí)，有人工燃?xì)獾闹袎汗芫W(wǎng)一般為B級(jí)，它們之間可由中—中壓調(diào)壓站連接。

（二）原有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)改輸天然氣必須完成三項(xiàng)工作：①必須對(duì)全線輸配系統(tǒng)進(jìn)行吹掃，然后進(jìn)行燃?xì)庑孤┡c管道缺陷的安全性檢查。②根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)原有管道與設(shè)備進(jìn)行必要的修復(fù)、改造或更新，并按規(guī)范對(duì)原有管道進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力合格后才能置換。③管網(wǎng)與用戶設(shè)施的天然氣轉(zhuǎn)換，應(yīng)采用非開挖的檢查與施工方法，以減少對(duì)交通與環(huán)境的影響。當(dāng)原有管道需要更換時(shí)，宜采用PE管內(nèi)插，以減少開挖且不另占用管位。

（三）當(dāng)原有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)為設(shè)有區(qū)域調(diào)壓室的中低壓兩級(jí)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)先改造再利用，增加過(guò)濾器。由于天然氣熱值高于人工燃?xì)?，使低壓管網(wǎng)流量減少而壓降降低，因此可維持較低的調(diào)壓站出口壓力。但由于天然氣燃?xì)饩哳~定壓力高于人工燃?xì)饩叩念~定壓力，因此室外與室內(nèi)低壓管道的運(yùn)行壓力必然高于原管道的運(yùn)行壓力，必須對(duì)管道、表具加強(qiáng)安全性檢測(cè)，選擇合理的調(diào)壓范圍。

（四）當(dāng)轉(zhuǎn)輸干天然氣時(shí)，原有人工燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)設(shè)有的凝水缸由于其結(jié)構(gòu)、形狀特殊，焊接質(zhì)量很難保證，防腐也很難合格，是管道運(yùn)行漏氣的主要部位，必須換掉。可部分保留用做吹掃放散和天然氣轉(zhuǎn)換作業(yè)時(shí)的排氣口。

（五）原有低壓儲(chǔ)氣罐，可用作負(fù)荷調(diào)峰的過(guò)渡性裝置，在達(dá)到使用年限前予與利用。

（六）人工燃?xì)夂兴魵夂头枷銦N等雜質(zhì)成分，曾經(jīng)長(zhǎng)期輸送人工燃?xì)獾墓艿来嬗蟹e水，腐蝕嚴(yán)重，當(dāng)轉(zhuǎn)輸干天然氣時(shí)將導(dǎo)致原有管道和設(shè)備的各種形式的接口干縮而漏氣，可采用天然氣加濕的方法，或采取各種不影響供氣的有效方法進(jìn)行修復(fù)。

（七）當(dāng)原有人工燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)改造量大，又需盡快利用天然氣，還具有經(jīng)改造后適用于天然氣改制設(shè)備，可以考慮采用天然氣改制的方法生產(chǎn)人工煤氣，從而避免輸配系統(tǒng)和用戶用具的改造與轉(zhuǎn)換。

三、管道及設(shè)施的改造

由于人工燃?xì)夂兴魵夂头枷銦N，麻絲等等密封材料接觸水蒸氣膨脹而起到密封作用，橡膠圈也因吸附芳香烴而膨脹。因此人工煤氣以自身成分對(duì)密封件進(jìn)行加濕。當(dāng)改輸干天然氣時(shí)，將使各種密封材料干縮而造成漏氣。由于天然氣燃?xì)饩哳~定壓力高于人工燃?xì)饩叩念~定壓力，因此室外與室內(nèi)低壓管道的運(yùn)行壓力必然高于原管道的運(yùn)行壓力。曾經(jīng)長(zhǎng)期輸送人工燃?xì)獾墓艿烙捎诟g或外力等因素造成管道壁厚變薄、變形、裂縫等缺陷，以及管道內(nèi)積水、內(nèi)壁雜質(zhì)粘積，接口缺損等現(xiàn)象，當(dāng)轉(zhuǎn)輸天然氣時(shí)，由于天然氣是干氣，壓力高于原人工燃?xì)猓瑢?dǎo)致原有管道收縮而引發(fā)的管道內(nèi)應(yīng)力加大，管道漏氣幾率加大。因此在改輸天然氣前，必須沿管線地帶、設(shè)備場(chǎng)所以及用戶處進(jìn)行系統(tǒng)燃?xì)庑孤稒z測(cè)，對(duì)原管道系統(tǒng)進(jìn)行缺陷檢查。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則對(duì)原有管道系統(tǒng)進(jìn)行必要的修復(fù)或更新。

（一）室內(nèi)鍍鋅鋼管螺紋接口需更換為聚四氟乙烯帶或其他適用于天然氣的密封處理。在不停供氣狀況下可采用壓固帶進(jìn)行擠壓密封，采用壓氣性密封劑使其滲入螺牙接口，粘合固化而起到密封作用，然后在其外部采用環(huán)氧樹脂封堵。

（二）鋼管法蘭接口：中低壓管道法蘭接口在天然氣運(yùn)行過(guò)程中漏氣，一般是密封襯墊老化破損，墊片材質(zhì)選用不適合天然氣，必須進(jìn)行更換或修復(fù)。不停氣修復(fù)的方法是剪去襯墊的外周部分，用兩種粗細(xì)不同的金屬絲混雜包覆襯墊的外周，用樹脂填充金屬絲間隙，樹脂固化后形成密封層。

（三）管道的修復(fù)與更新：對(duì)于腐蝕或損傷嚴(yán)重的管道以及運(yùn)行中需提高輸氣壓力的管道，必須加以修復(fù)或更新。為降低費(fèi)用、減少噪聲和對(duì)交通的妨礙其發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)不開挖施工并使用新材料與新管材：

1、內(nèi)層噴涂樹脂：對(duì)于低壓小口徑鋼管由壓縮空氣向管內(nèi)吹噴環(huán)氧樹脂或抽吸管內(nèi)空氣吸入環(huán)氧樹脂，使其涂敷在管道內(nèi)壁，對(duì)于管徑大于100mm的管道，采用壓縮空氣壓入涂敷滑塊，滑塊移動(dòng)使涂層均勻。

2、止漏套法：止漏套由兩層構(gòu)成，外層為聚乙烯套，內(nèi)層為丁基橡膠，其耐寒耐熱耐化學(xué)腐蝕，在重載荷反復(fù)作用下仍保持良好的密封性，特別適于庭院管和戶內(nèi)管應(yīng)急止漏處理。

3、翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法：襯管由聚酯纖維織物上滾壓聚氨酯制成，內(nèi)壁涂有熱固化環(huán)氧樹脂膠黏劑，放入管道后由空氣或水的壓力完成襯管翻轉(zhuǎn)粘貼。固化方式為加熱或加壓，一次施工長(zhǎng)度可達(dá)150m，運(yùn)行壓力可達(dá)0.4mPa。

4、內(nèi)插PE管：直接內(nèi)插法是選用外徑比需要更新管道內(nèi)徑小的PE管對(duì)接成較長(zhǎng)管段，由專用機(jī)械牽引插入需要更新的管內(nèi)。加熱內(nèi)插法是為使插入的PE管可通過(guò)彎管，在制管廠把PE管壓成扁平狀，纏繞在滾筒上，在施工現(xiàn)場(chǎng)由加熱器把PE管加熱，使其軟化并用壓型機(jī)壓成U形，由傳送機(jī)與牽引機(jī)在需要更新的管段兩端同時(shí)開動(dòng)，把PE管插入管內(nèi)，加熱加壓使PE管形狀復(fù)原并通過(guò)空氣與水冷卻，最后進(jìn)行清管作業(yè)，插入的PE管外徑幾乎等同需要更新管內(nèi)徑，一次插入可通過(guò)6個(gè)45°彎頭和一個(gè)90°彎頭，施工長(zhǎng)度可達(dá)60m，插入速度為15m/min，與開挖換管相比費(fèi)用減少50%。擠壓內(nèi)插法：有擠壓機(jī)將PE管壓縮到原管徑的75%～85%后進(jìn)行插管，內(nèi)插后的PE管將在2～7內(nèi)逐漸恢復(fù)到原管徑，也可采用2.5 mPa的水?dāng)U徑。

（四）調(diào)壓室的改造：原有人工燃?xì)舛嗖捎弥械蛪狠斉湎到y(tǒng)，而調(diào)壓室多裝有雷諾式調(diào)壓器。輸天然氣時(shí)，除出口壓力進(jìn)行調(diào)整外，須在進(jìn)口處加裝過(guò)濾器，過(guò)濾精度為20um，以防干天然氣使原有管道壁上附著的雜質(zhì)剝離后帶入調(diào)壓器，設(shè)置緊急切斷閥與出口壓力自動(dòng)記錄儀。取消安全水封與脫萘裝置，并注意調(diào)壓器皮膜應(yīng)為丁晴橡膠制成，以及旋塞閥密封油應(yīng)適用于天然氣。

（五）原低壓儲(chǔ)罐的利用。原有人工燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的儲(chǔ)氣設(shè)施一般為濕式儲(chǔ)罐。在新的天然氣系統(tǒng)中，天然氣若降至低壓儲(chǔ)存，再由壓縮機(jī)升壓輸入中壓管網(wǎng)，將造成大量電力消耗。宜設(shè)置引射器利用高壓或次高壓天然氣引射罐內(nèi)低壓天然氣外供中壓管網(wǎng)，以節(jié)約能耗。天然氣進(jìn)入濕式儲(chǔ)氣罐有加濕效果，如果需要保持干氣，可采用塑料浮球隔濕。

（六）計(jì)量表的更換。天然氣與原有燃?xì)庖驘嶂挡町惗绊懥髁糠秶瑢?dǎo)致計(jì)量范圍不適用必須更換，皮膜應(yīng)采用丁晴橡膠膜。

四、管線和設(shè)備的靜密封檢查修復(fù)

設(shè)備和管道的靜密封性能的改變，是造成輸配系統(tǒng)跑、冒、滴、漏的主要原因。由于天然氣與人工燃?xì)獯嬖谳^大差異，原有系統(tǒng)改輸天然氣時(shí)必然影響靜密封的性能，為了得到可靠的靜密封在轉(zhuǎn)輸天然氣前必須對(duì)所有設(shè)備和管道的靜密封進(jìn)行檢查、更換、試壓。重點(diǎn)是各種閥門。閥門的清洗和檢查，通常是把大蓋拆下，徹底清洗后進(jìn)行檢查：閥體內(nèi)外表面有無(wú)砂眼、粘砂、氧化皮、毛刺、縮孔及裂紋等缺陷；閥座與殼體結(jié)合是否牢固，有無(wú)松動(dòng)脫落現(xiàn)象；閥芯與閥座是否吻合，密封面有無(wú)缺陷；閥桿與閥芯連接是否靈活可靠，閥桿有無(wú)彎曲，螺紋有無(wú)斷絲等缺陷；閥托與填料壓蓋是否配合適當(dāng)；閥蓋法蘭的結(jié)合情況；填料、墊片、螺栓的材質(zhì)是否符合使用要求；閥門開啟是否靈活。閥門的密封面缺陷（撞痕、壓傷、刀痕、不平等），當(dāng)深度小于0.05mm時(shí)用研磨方法消除，當(dāng)深度大于0.05mm時(shí)先補(bǔ)焊再研磨，研磨時(shí)必須在研磨表面涂一層研磨劑。閥門經(jīng)內(nèi)部檢查修復(fù)后，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)壓力進(jìn)行強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)，通常是進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以壓力不降，密封圈及填料無(wú)漏水即為合格。

五、結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)原有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行安全性檢查、修復(fù)、改造、更新以及壓力試驗(yàn)合格后，才能對(duì)輸配管網(wǎng)與用戶設(shè)施進(jìn)行天然氣的轉(zhuǎn)換，即實(shí)施對(duì)原有燃?xì)庀到y(tǒng)用天然氣置換作業(yè)，才能保證轉(zhuǎn)輸后的運(yùn)行安全，減少跑、冒、滴、漏的發(fā)生?！?/p>