摘　要：本文闡述了實際工作中城市燃氣管道在設計，以及運營方面容易出現的技術問題，在設計方面通過討論高層建筑小區設計和工商業用戶計量表設計選型中應注意的問題，在運營方面通過分析氣管道水堵和工商業用戶計量表不計量等現象，總結出切實可行的改進意見和措施。

關鍵詞：燃氣管道設計運營高層建筑工商業用戶

隨著城市燃氣的快速發展，管道天然氣越來越普及，與此同時在燃氣管道設計方面經常會遇到一些新問題，高層建筑小區設計、工商業用戶計量表設計選型等等方面也出現不少的難題。現就燃氣管道在設計、運營技術方面進行探討，進而采取有效的改善措施。

1 城市燃氣管道設計技術難點分析

1.1 高層建筑居民小區設計上的技術難點

隨著城市化進程的不斷發展，高層建筑或超高建筑如雨后春筍般迅速崛起。鑒于高層建筑的特殊性，在進行燃氣供應系統的設計時，就必須解決在多層建筑中對燃氣管道和燃氣供應影響不大而可以忽略不計，但在高層建筑中的燃氣管道和燃氣供應就不可忽略的一些因素。在高層建筑室內燃氣管道的設計中需考慮的問題較多，如附加壓力大，高層建筑沉降量大，立管較長且熱伸縮量大，以及如何保證技術先進和安全用氣。

1.1.1 高層建筑附加壓力的影響及消除方式

1.1.1.1 附加壓力的計算

民用天然氣燃具的額定壓力p_n=2000Pa，燃具前壓力應在(0.75~1.5)p_n范圍內波動(參見《城鎮燃氣設計規范》(GB50028—2006))。當天然氣壓力超出此范圍，燃具的熱效率降低，燃燒不穩定，燃燒噪聲大，出現脫火或者回火等現象。目前，安陽市高層建筑的燃氣設計主要采用低壓入戶，在計算低壓燃氣管道的壓力損失時，應考慮因建筑高度而引起的燃氣附加壓力△p，計算如下：

若庭院壓力損失按300Pa考慮，高層室內立管管徑按用氣高峰時最高層用氣點沿程阻力損失抵消附加壓力設計，用戶灶前壓力為2000Pa，燃氣表壓力損失按100Pa計，則調壓箱出口壓力應設定為2400Pa。在最不利工況時(用氣低峰時段)，假設只有幾戶用氣，管道沿程阻力接近0，局部阻力僅為燃氣表的阻力。

設用戶燃具前的壓力為p，則：

p=2400Pa+△p-100Pa=2300+5.64×h

當p=3000Pa時，h=124m。因此當樓層高度超過124m時，附加壓力的影響會使灶前壓力超過燃燒器的允許波動范圍。為了使用戶燃具前的壓力波動范圍變小，更接近額定壓力p_n，有必要采取措施，減小附加壓力的影響。

1.1.1.2 附加壓力影響的消除

(1)增大管道阻力損失：對20層左右的高層建筑，可采取6~8層變一次管徑，增大立管的沿程損失；并在立管上分段設置調節用閥門，增大局部阻力；

(2)設置低—低壓調壓器：對30層以上的高層建筑,可以考慮在立管適當位置或在高層用戶表前設置低—低壓調壓器，使燃具前壓力接近2000Pa；

(3)設置中—低壓調壓器：對于超高層建筑，可采用中壓B級壓力入戶，表前安裝中—低壓調壓器，使燃具前壓力接近2000Pa。

1.1.2 高層的建筑沉降的影響及補償措施

高層建筑因自重會產生一定的沉降量，從而可能導致引入管的切向應力大，而建筑基礎處回填土的沉降也會導致引入管局部懸空，容易引發事故。一般情況下，高層建筑在竣工后5年內的沉降速度最大，以后沉降速度逐漸降低。《城鎮燃氣設計規范》中規定：“建筑物設計沉降量大于50mm時，可對燃氣引入管采取如下補償措施：

(1)加大引入管穿墻處的預留洞尺寸；

(2)引入管穿墻前水平或垂直彎曲2次以上；

(3)引入管穿墻前設置金屬柔性管或波紋補償器。”

其中方式(1)和(2)有損建筑外立面效果，一般采用方式(3)，但(3)中安裝金屬柔性軟管時應注意，軟管前出地燃氣管道不得進行固定；軟管必須水平安裝，不得有扭曲和彎曲現象，并使其處于自然伸展狀態。

1.1.3 燃氣立管的應力與熱補償

高層建筑室內立管較長，自重產生的應力和環境溫度變化產生的熱應力都很大，兩種內力共同作用，達到一定程度時，造成主立管接口扭曲、斷裂、表前管變形破壞、表接頭松動，引發安全事故。在實際工程中，每隔6~8層在主立管上設一個門型彎，并在各分段立管底部設固定支撐，以承受立管自重，同時避免立管底部壓縮應力過大。如遇建設方不同意在室內設置門型彎，則可以U型螺栓配角鐵支架固定的方式替換立管上的管卡，以分散立管自重，并在立管上分段設置波紋補償器，克服管道因溫差而引起的應力和形變，便于維修。另外，考慮立管形變對表前管的影響，我們應該用金屬軟管作為表前管，以避免表接口形變漏氣。

1.2 工商業用戶計量表選型設計難點分析

工商業用戶設計中最關鍵問題是計量表選型，它涉及到貿易計量問題，所以表選型要慎重，多計算、多比較，避免選型不合理造成計量誤差。總結近幾年已安裝工商業用戶計量表情況，發現存在計量不準確、表選型過大的問題，出現用量小的時候計量表不計量等現象。

如何才能做到選型合理，通過分析研討總結出如下幾點：

(1)用戶提供工藝參數時，切忌隨意性填寫，多與設備供貨商溝通技術參數；

(2)設計人員結合工藝參數，合理選擇計量表，對于流量小的商業用戶，選擇皮膜表分表計量，采用一灶一表；對于流量稍大商業用戶(餐飲類)，選擇帶溫壓補償的羅茨流量計；對于流量較大商業用戶(鍋爐和直燃機)，選擇帶溫壓補償的渦輪流量計；

(3)對于特殊用戶，比如：燃燒設備總數較多，單臺流量較小，此類用戶采用分表計量，以確保單臺開啟時，計量表準確計量；

(4)為了便于分析計量誤差，可設計室外總表計量，室內采用分表計量，然后對比數據分析，查找原因，進一步改進。

2 城市燃氣管道運營技術探討

2.1 燃氣管道水堵現象分析

進入冬季，北方城市的部分小區會出現灶前壓力過低現象，經相關技術人員現場核實，發現調壓柜內管路不通，調壓器后幾乎無壓力，判斷是發生了水堵現象，經拆卸調壓器后，內部出現結冰現象，分析原因主要有如下幾點：

(1)中壓管線在施工時未吹掃干凈，殘留有水分；

(2)冬季氣溫過低，容易出現結冰現象；

(3)維護保養人員未及時對管道及設備進行排污處理。

相應的改善措施：

(1)嚴格把控施工質量關，關鍵工序要監控到位；

(2)冬季要采取保溫措施；

(3)及時多設備及管道進行維護、保養、排污處理。

2.2 工商業用戶計量表不計量現象分析

在給工商業用戶供氣運營中，常常會發現用戶計量表不計量的現象，在工程竣工置換通氣時，燃燒設備正常工作，但計量表不讀數；另外一種情況是，運行一段時間后，計量表出現故障，不讀數。通過分析原因，并總結出預防措施：

(1)施工時未嚴格按照計量表說明書進行正確安裝，導致轉子不是處于水平狀態，即出現不同軸現象；要求嚴格按照計量表說明進行施工；

(2)施工時計量表不允許參與吹掃、強度、氣密試驗，而施工方違反規范，導致計量表內部損壞；要求嚴把質量關，規范施工；

(3)對管道進行焊接作業時，管道內殘留的焊渣，而在吹掃時未吹掃徹底，導致焊渣進入計量表，導致計量表卡死；要求徹底清掃管內雜物，保護計量器具；

(4)在管道剛投入運營三個月后，按操作規程須對計量表前過濾器進行清洗、維護，而維護保養人員并未按照規定對過濾器進行清洗；規范人員嚴格對計量表進行維護保養。

3 結論

城市燃氣管道從設計、施工到運營管理涉及點多、面廣，技術難度比較大。對高層建筑的天然氣管道設計應綜合考慮，尤其是對于高度逐步增加的高層建筑，必須綜合考慮消防建筑結構特點、安全美觀、穩定供氣以及遠期發展等諸多因素，確定切實可行的設計方案。對工商業用戶計量表的設計選型應全部考慮用戶的用氣形式，對不同用戶采取不同的計量方式，避免出現不計量、計量不準確等現象。

(本文作者：李燕燕 田文中 王鵬 張海坤 安陽華潤燃氣有限公司)