城市燃氣管網安全運行影響因素分析及對策

辛本傳(山東昆侖中奧能源有限公司，山東 臨沂 276000)

0 引言

對城市來講，燃氣管道建設是一項重要的工程，我國各個城市都在積極開展燃氣化建設工作，一定程度推動了燃氣管網的可持續發展，這對城市來講，不只提高了環境水平，還保證了人民的生活質量。但是，由于燃氣比較特殊，一旦發生安全事故，必定帶來巨大的安全危險，因此，有必要保證管網可靠運行[1]。

1 城市燃氣管網系統概述

1.1 城市燃氣輸配系統

城市燃氣管網為城市燃氣的輸配系統，城市燃氣輸配系統包括門站、管道和儲備站三部分。(1)門站。負責接收長輸管道來氣，發揮儲氣功能。天然氣經過門站處理，聯系了城市管網布置，氣體分別進入中壓管網和高壓管道。(2)管道。組成燃氣輸配系統的主要內容，負責輸配燃氣，結合壓力特點劃分管道類型。(3)儲備站。對用氣供需實行調峰操作，用氣低峰期借儲備站接收高壓管道來氣，科學存儲；用氣高峰期借儲備站釋放存儲氣體，保持用氣與供氣平衡。

1.2 城市燃氣管網風險特點

1.2.1 隱蔽性

燃氣管網隱藏的風險不易發現，排查難度高。燃氣管網一般在地下敷設，容易被忽略；加之復雜的城市環境，無形增加了排查風險的困難度。

1.2.2 復雜性

城市燃氣管網風險的復雜性是指管網系統本身復雜的風險，及外界因素的影響。城市燃氣管網系統包括復雜多樣的設備，這部分設備容易出現腐蝕、泄漏等問題。

1.2.3 高發性

城市布置的燃氣管網體現出點多、線長和面光等特點，存在很多危險因素，每年發生大量管網運行事故。

1.2.4 固有性

城市燃氣管網將天然氣作為輸送介質，表現出毒性、易燃和易爆等特點，加之燃氣管網所在的復雜環境加重了輸配管網風險，故城市燃氣管網形成了無法避免的風險。

2 影響城市燃氣管網安全運行的不利因素

2.1 燃氣管網設備腐蝕、老化嚴重

電化學腐蝕、化學腐蝕與電流腐蝕均不同程度影響了燃氣管道的正常運行。我國城市燃氣管網選擇鋼管實行連接，在地下埋入后傳輸燃氣，加上土壤的水分充足，鋼管生產技術缺陷，增大了鋼管被腐蝕的程度，加快了鋼管的氧化速度；化學腐蝕減少了管道內部原有物質，增加了全新物質，聯系管外發生的電化學反應，加快了燃氣管網的腐蝕速度；電流腐蝕指發電廠、變電站等帶電設備發生漏電，電流進一步與地面形成循環，對燃氣管道腐蝕[2]。

2.2 燃氣管網日常管理發生漏洞

燃氣公司不能合理維護管道，如無法在規定的時間系統檢查管道安全，一旦管道泄漏，部分燃氣公司只能依賴簡陋的設備與淺顯的經驗，難以精確發現燃氣管道泄漏位置。另外城市在管理燃氣管線時，一般利用條塊管理方法，規劃管理范圍，一旦燃氣管道泄漏則安排相應維護人員開展維修，浪費了燃氣管道維修時間，加重了燃氣泄漏程度。

2.3 城市建設管理缺乏規范性

我國提高國民經濟水平的過程中，持續增加對基礎工程投入，特別為市政路橋施工提供了資金支持。在市政工程施工中，由于施工人員麻痹大意，降低了收集燃氣管網信息的效率，破壞了燃氣管網，引起管道泄漏。同時很多城市在地下并接通信光纖與電網，且挖掘隧道，一定程度影響了燃氣輸送。

3 城市燃氣管線安全運行對策

3.1 燃氣管道設計、選材、鋪設

燃氣管道只有科學設計、合理選材與鋪設，才能保證安全運行。燃氣上游管道走線應短且直，下游管道合理規劃布局架構，綜合處理分支與變徑，提高分壓水平，減少壓力帶來的損失，從而獲得良好的密封效果。通常進入企業的下游管線線路有兩條，一條線路的燃氣管道設備發生故障無法供氣，另一條線路可立即進行供氣，保證燃氣正常供應[3]。

3.2 燃氣調壓

燃氣管線不同階段的管道壓力不同，其中上游管線為高壓，下游管線通過調壓設備獲得中低壓，進一步滿足燃氣用戶的使用要求。燃氣壓力主要來自于大氣壓力和管道壓力，二者共同構成絕對壓力。當改變地理位置與四季溫度時會改變大氣壓，從而影響燃氣的密度與用戶的用氣體積。一般企業與居民用戶的管道壓力是4 kg，絕對壓力大概是5 kg。調壓器與調壓范圍科學設計，進一步得到穩定的燃氣壓力，這些均決定了燃氣管線運行的安全性。

3.3 燃氣過濾

燃氣是清潔能源，但其自身不是非常干凈，在輸送過程中往往出現氣源或管道的雜質，這部分雜質經長時間累積容易堵塞管道，或黏附在管壁增加管道內燃氣壓力。因此，燃氣管道安裝燃氣過濾器，可以保持過濾器的清潔度，注意及時更換濾網。部分燃氣過濾器攜帶顯示功能，設置了壓損檢測，可以準確判斷清洗或更換濾網的時間。若燃氣設備容易被雜質卡死則建議選擇垂直安裝的方式，通過設備本身重力清除雜質。按現實情況科學挑選安裝燃氣過濾器的位置與方式；控制濾網的疏密度，若太密，增加堵塞幾率，增大壓損；若太疏，則無法對雜質阻擋，不能取得較好的過濾效果。

3.4 燃氣計量、報警、監測與控制

燃氣是國家發展所需的重要資源，企業與居民要付費使用。在燃氣用量和燃氣貿易中計量設備發揮了秤的作用，燃氣管道更需要它。工業企業的燃氣用量較大，應采取工業燃氣計量設備完成計量工作，一般使用的設備有皮膜表、氣體渦輪流量計等。在計量中，系統采集燃氣的各項數據，如流量、溫度和壓力等，與氣體壓縮因子密切聯系，結合氣態方程完成計算，從而得到標況流量、標況用氣量，規避溫度、壓力變化帶來的干擾。在燃氣計量儀表內設置控制閥、智能電路單元與有線通信模塊，擴展了應用范圍，有效提高了智能監測水平，這也是未來實現遠程控制的基礎。遠程監控系統包括4個部分：

(1)監控中心：可以是監控單位的計算機，也可以是移動終端設備；(2)通信平臺：建立網絡通道科學傳遞數據；(3)遠程采集與收發數據設備：對智能終端與遠程傳輸數據網絡進行連接；(4)儀表智能單元：計量和報警燃氣設備，溫度計等。

系統把握燃氣管道的運行情況，以達到控制燃氣管線的目的。(1)對燃氣流量、溫度、壓力、用氣量、用氣記錄等數據等定期查詢。(2)動態掌握用戶使用流量狀況；比較用戶用氣歷史數據，找出非正常操作問題；統計與保存用戶數據；監控用氣現場計量表存在的問題，制定科學的解決策略。(3)發現報警信息：把握剩余氣量報警信息，采取規避風險的措施。(4)對存在問題的燃氣管段或不良用戶，遠程關閉閥門，終止供氣；解決問題后，遠程啟動閥門，恢復供氣。(5)以遠程方式對儀表參數集中更改，或結合實際要求調整個別參數。

3.5 建立完整性管理體系

燃氣管網融合計劃、實施、效能、質量等內容建立了完整性管理體系，具體如圖1所示。(1)組織完整性：燃氣管網在計劃、建設、運行和維護過程貫徹實施完整性管理，且借助優秀的管理團隊獲得最大化效果。(2)數據完整性：在設計與改進數據庫，收集與整理數據的過程中，提供詳細全面的數據，這也是接下來評估風險的基礎。(3)管理過程完整性：管道完整性性管理的主要內容包括6方面，：根據管道剩余使用時間客觀評價管理效果，明確二次檢測和評價時間；聯系改變的危險因素和完整性管理的檢測狀況，完善管理流程，達到管道現實的生產要求。

圖1 燃氣管網完整性管理的管理體系

燃氣管網完整性管理的技術體系框圖如圖2所示。

圖2 燃氣管網完整性管理的技術體系框圖

完整性管理在達到上述要求的同時，表現出極強的靈活性。

3.6 燃氣管道維護保養

燃氣管道定期實行巡視、檢查和維護，包括管道內部清洗和燃氣泄漏檢測。首先要避免管道破裂，有效遏制源頭；其次，定期清掃管道內部，預防雜質對管道腐蝕或堵塞；然后，根據實際情況，定期對燃氣管道安裝設備的轉動部件潤滑，避免磨損帶來安全隱患；最后，在惡劣氣候環境內，采取防曬、防凍等措施，達到對燃氣管道有效保護的目的。

4 結語

在城市可持續發展過程中，燃氣管網是非常重要的設備，燃氣管網穩定運行不只決定了城市的發展，還緊密聯系著居民的日常生活。所以燃氣企業不僅要嚴格維護管網的運行，還要對燃氣管理技術升級創新。我國有關部門及各個領域都要正確認識城市燃氣管網，最大程度保證燃氣管網安全運行。