清潔能源燃氣下鄉工程設計與建設

石中秋

摘要：對2017年開始國家大力推廣的清潔能源燃氣下鄉項目，即村村通氣代煤工程的設計方案，施工要點，進行分析研究，提出運行可靠的成熟方案。

Abstract： For the clean energy gas to countryside project project vigorously promoted by the government in 2017， the design plan and construction key points of the village ventilation and gas instead of coal project are analyzed and researched， and a mature and reliable plan is proposed.

關鍵詞：氣代煤;設計方案選擇;施工技術要點;燃氣管道檢驗

Key words： gas instead of coal;design scheme choice;construction technology points;gas pipeline inspection

0? 引言

國家對新舊動能轉換，環境治理的要求日益嚴格，燃氣下鄉自2017年開始在冬季有采暖需求的北方農村地區開始大力推廣。下面分設計、施工、管道檢驗三方面對村村通氣代煤工程進行研討。

1? 設計方面

離主道較近的村莊可以在沿主道敷設的中壓管道上直接開口，從中壓起點至村口的入村管線若在2km之內，則無需再重新單獨鋪設入村管線，入村中壓支管線按De63口徑設置。若村莊離市政中壓燃氣主管較遠，管線超過2km或周邊無燃氣輸送管線，可考慮等輸送管線敷設后，在次年村村通氣代煤項目開始后建設。中壓管線開口首先考慮電熔式馬鞍三通帶壓開口。

中壓管線入村后需進行減壓至3～5kPa供戶內用氣設備。目前有三種調壓方案，各有利弊。

①中壓在村口處進行調壓，低壓進村，設計樹狀管線供每戶。優點是中壓管線不進村;壓力較大，泄露后影響嚴重的中壓管線、設備都在村外，比較安全，也便于設備維護。缺點是一套調壓設備需要帶整個村的用戶，一般只能選用調壓能力、燃氣流量較大的調壓柜，增加了項目投資;再就是村里供氣管線壓力低，干管壓頭損失大，樹狀管線設置干管口徑偏大，且村莊如果縱深過長的話容易導致村口供氣壓力偏大，而末端供氣壓力偏低，供氣壓力相對難以調整。此方案適合村莊平面地界比較方正的項目。

②中壓進村，中壓管線沿村內縱橫主道敷設，對村莊按住戶分布劃分供氣片區，每個供氣分區安裝1臺調壓箱分區供氣（目前常用的RTZ-50調壓箱約可帶50～70戶）。管網設計仍按樹狀管網。優點是中壓入村輸送至每供氣分區，管路壓力損失小;分區供氣，供氣壓力均衡，便于調壓箱壓力調整;管路及設備投資相較方案1要少。缺點是中壓進村，在村里安裝中壓調壓設備及管路閥門等附件，中壓漏氣隱患點多，且不便于管路巡查維護。再就是設備多，且需要分區施工、施壓，增加了施工費用，施工工期也會相應延長。此方案適用于各種村村通燃氣下鄉項目，目前廣泛應用。

③針對方案1投資偏大的問題，對方案1進行改進，

1）采用類似工業項目的自己組裝的一套調壓裝置代替調壓柜以節省設備投資，見圖1。

2）針對供氣壓力不均衡的問題，采用兩級調壓，即入村口安裝一級調壓，由中壓調壓至9kPa，入戶前安裝二級調壓（采用分戶調壓閥），將入戶壓力調壓至3kPa。優點一是采用二級調壓可加大低壓輸氣干管壓力至9kPa，減小干管口徑，減小壓頭損失。二是入戶前安裝調壓閥可以對每戶供氣壓力分別調整控制，可以保證每戶供氣壓力穩定。是最能保證供氣壓力均衡的一種方案。缺點是每戶投資增加一個調壓閥的費用。見圖2。

1）、2）條改進措施可以分別結合使用，目前采用入村調壓柜一級調壓，入戶調壓閥二級調壓的設計方案在山東淄博地區大范圍應用，使用效果良好。

管道材質及施工工藝選擇，中壓管道選用SDR11.0 PE100級聚乙烯管，埋地敷設。低壓管道盡量沿墻架空敷設，管材可選擇Q235熱鍍鋅鋼管及20#無縫鋼管，鍍鋅鋼管價格便宜，但DN40口徑往上需要焊接連接，焊口處鍍鋅層被破壞后極易腐蝕。結合經濟和使用考慮，DN40及以上口徑采用20#無縫鋼管焊接，DN40以下使用鍍鋅鋼管絲接。焊接應采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面。氬弧焊焊絲宜選用H08MnaSiA，手工電弧焊宜選用焊條型號為E4303。焊接外觀質量不得低于《現場設備、工業管道焊接工程施工質量驗收規范》GB50683-2011中Ⅲ級焊縫標準。焊縫內部質量射線照相檢驗不得低于現行國家標準《無損檢測 金屬管道熔化焊環向對接接頭射線照相檢測方法》GB/T 12605-2008中Ⅲ級質量要求。

管道在村內穿越道路，應選用PE管道小頂管施工，穿越夾道可采用架空或埋地過路按間距4m之內按架空或埋地跨越，超過4m距離采用PE管道埋地穿越。埋地穿越可采用無縫鋼管（外纏PE膠粘帶防腐）或鋼塑轉換接頭接PE管道，具體可由施工隊根據自身施工水平及現場選擇。

防雷設計，村內架空管道一般為+3.0m，處于帶防雷的村內電線桿保護范圍內，可不考慮防雷。在避雷保護范圍以外的屋面上的燃氣管道采用焊接鋼管或無縫鋼管時，其壁厚均不得小于4mm。

防靜電設計，閥門法蘭間用截面積不小于6mm2的金屬導線做跨接;調壓柜接地：將長2.5m的角鋼打入地下，角鋼頂距地面不小于0.7m，然后用扁鋼將其和調壓柜相連。管道靜電接地，按傳統做法鋼制管道每50m做靜電接地點費時費工費料，應考慮采用管道的立柱支墩預埋件鋼筋直接埋地做靜電接地，有接地要求的支墩挖基坑時可附帶灌入食鹽水降低接地電阻，立柱上固定管卡應與管道光潔表面直接卡死，再統一刷面漆，接觸面間不再加橡膠墊。接觸落地墩接地做法見圖3。

管線架空高度高度在滿足安全基礎上可根據現場實際情況適當調整管線高度，但原則上不應低于2.0m（考慮農村兒童等不安全因素）。

控制閥設置，通往每個胡同的支管都應在起點位置設置支管閥門;調壓箱進出口設置法蘭球閥。

胡同兩側都有住戶的情況下，應盡量減少燃氣管道跨越胡同，即應在胡同兩側各設置1條南北向支管，避免只在一側設置1條支管，由此條支管往對面住戶挨個甩過路架空入戶管道。

2? 施工方面

村村通燃氣下鄉項目在施工中碰到最大的問題是對可安裝燃氣房間的篩選，村中住房建設往往比較隨意，甚至安裝規劃中還包含數量不在少數的土坯房。在施工開始前應聯合村委對安裝燃氣房間進行統一要求，給居民留出進行房屋改造的時間。

原則：參考《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》及《建筑設計防火規范》。安裝燃氣的房間結構應達到二級防火要求，即主體結構耐火下限2小時以上。

①墻體結構可行結構：實體墻，發泡磚墻;鋼骨架石膏板墻，夾心（巖棉，石膏）彩鋼板墻等;不可行結構：木質，三合板，空心彩鋼板。

屋頂（吊頂）不可行結構：PVC（預制）、聚氯乙烯（預制）、木質等;需現場判斷的結構：輕鋼+鋁扣板、金屬吊頂、自搭塑料材質。可行結構：水泥預制板等。

②房間通風開口面積參考《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》為地面面積的1/10，具體符合裕度由設計及建設方現場綜合判斷。

③應為單獨房間或由實體墻與其他房間隔開。

④房間內無裸漏電線，刀閘應更換為空氣開關。

⑤土坯房因其結構不穩定性，原則上不得安裝燃氣。

通氣房間應盡量選擇靠道路的房間，灶具及燃氣壁掛爐設置在一個房間內，房內土灶、簡易浴池、廁所應拆除或停止使用，房間不得住人。

管道敷設以沿墻架空敷設為主，若墻體結構不穩定時應在墻邊打一趟立柱架空，管道架空高度應高于不穩定的墻頭200mm。沿建筑物外墻的燃氣管道距住人房間門、窗洞口的凈距不應小于0.3m。

當燃氣管道與其他管線（電力線等）交叉或部分平行敷設時，應滿足表1要求。

在現場實際施工中，有時無法滿足此間距要求，可以采用對架空燃氣管線增加PVC套管的方式敷設以減小凈距。

PE管道敷設，聚乙烯燃氣管道埋地敷設時，管道允許彎曲半徑應符合表2規定。

管道支架，可按管徑制作架空管道三腳架，DN40口徑及以下采用4#角鋼制作，DN40口徑以上采用5#角鋼制作，支架間距取相應管徑最大架空間距。目前仍有項目采用T型固定架，T型架在管道固定點處力矩較大且缺少斜撐，長時間使用極易導致金屬疲勞影響支架穩定。落地支柱做法，落地支柱采用焊接鋼管，經現場實際測試，高度2m以下支柱可采用DN65焊接鋼管，高度2～4.5m支柱可采用DN80焊接鋼管。柱基礎采用450×450×500，C20混凝土澆筑，預埋件為200×200×8鋼板，下焊M16螺紋鋼筋腿×4，立柱與預埋件鋼板滿焊，并焊接至少3塊固定肋板。

管道防護，燃氣埋地管道出地面、入戶穿墻均需加鋼制防護套管。套管口徑按比被保護管大2號選擇，套管內應采用瀝青油麻填充，并用防水膠封堵兩端。有施工隊伍采用PVC穿墻套管，PVC套管沒有剛度，對管路的保護作用意義不大，不建議使用。

管道防腐，室內燃氣管道刷2遍銀粉，室外無縫鋼管刷2道黃色面漆，防腐效果更好可按1道環氧富鋅底漆，2道黃色聚氨酯面漆來刷。室外鍍鋅鋼管可按每隔3m刷一道色環（絲接口處必須刷色環）。埋地鋼管做PE膠粘帶纏繞粘結防腐，出地面處膠粘帶應纏繞至管道探出地面0.4m處。

室內管路施工，應遵循以下規定：燃氣壁掛爐（熱水器）與燃氣管道等設施的最小水平凈距不得小于30cm;軟管與家用燃具連接時，其長度不應超過2m，并不得有接口，軟管應低于灶具面板30mm以上。

關于設計變更，村村通燃氣項目相較于一般的住宅樓、商業燃氣項目施工環境復雜得多，面臨著大量的協調工作、施工條件復雜多變、民俗需求各式各樣（如燃氣管線不能擋門楣、明明是廢棄房屋也要裝燃氣），這樣很難保證施工變動控制在10%的設計變更要求范圍內，針對此復雜情況，一般應要求以設計圖紙為指導，保證管徑、管道走向、供氣分區不變的情況下，給予施工隊伍充分在現場調整施工細節的權利。待施工結束后，由設計部門和施工隊共同出具竣工圖紙。

3? 燃氣管道檢驗

2.4 管道吹掃，根據實際施工經驗，管道吹掃壓力可按0.24MPa，流速20m/s，按300～400m為一個吹掃段，每段應分別進行4次吹掃，每次吹掃時間持續5min。在管道末端加設一定承壓能力的石棉墊，在放散閥處進行試驗，逐步升壓，當壓力大于石棉墊承壓能力時，石棉墊爆破，從而達到吹掃目的。直至排氣口（白布靶盤）無雜質、無水分即為合格。

室外燃氣管道進行強度試驗和嚴密性試驗。

室內表前閥后只進行嚴密性試驗，介質采用空氣。嚴密性試驗壓力為5kPa（引入管閥門<表前閥>至灶前閥）。在試驗壓力下，穩壓不少于15min，并用發泡劑檢查全部連接點、無滲漏、壓力計無壓力降為合格。燃氣表后至灶具連接管閥門前可采用用∪形壓力計打壓，方便打壓及觀測。

參考文獻：

[1]GB50028-2006，城鎮燃氣設計規范[S].

[2]CJJ33-2005，城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范[S].

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