城市燃?xì)夤庵黧w主要包括：城市居民生活用氣、商業(yè)用氣(含賓館、餐飲、娛樂、醫(yī)療、教育、福利等)、工業(yè)用氣、燃?xì)饪照{(diào)及能源用氣、燃?xì)馄囉脷狻⒅行⌒?ldquo;油改氣”電廠用氣等。城市燃?xì)庖话阃ㄟ^中壓輸配系統(tǒng)供氣，設(shè)計壓力0.15—0.3兆帕；燃?xì)馄?、大中型工業(yè)用氣、分布式能源系統(tǒng)用氣一般通過次高壓輸配系統(tǒng)供氣，設(shè)計壓力l.6兆帕；中小型“油改氣”電廠用氣一般通過高壓及以上壓力級別輸氣系統(tǒng)供氣，設(shè)計壓力5.0兆帕。

天然氣的應(yīng)用技術(shù)相對成熟，但目前各主要城市燃?xì)夤こ讨?，都遇到了燃?xì)廨斔碗S樓層增高，附加壓力減小，達(dá)到一定高度時，會使室內(nèi)低壓燃?xì)夤艿雷枇p失超過允許值，這種供氣方式建筑物層高一般不應(yīng)超過6～8層。如果采用樓棟調(diào)壓能使可供氣能力有所增強，但對于城市中20～30層的高層建筑，顯然是不適合。與此同時，也需考慮遠(yuǎn)期使用天然氣，附加壓力會使高層燃具灶前壓力增高，不穩(wěn)定，達(dá)到一定高度必然使灶前壓力超過允許值。因此，以研究城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)較為成熟的深圳經(jīng)濟特區(qū)，結(jié)合深圳市高層建筑管道的特點，采用儲氣調(diào)峰以利用次高壓管網(wǎng)為主，中壓(B)輸送，中壓(B)進戶，戶內(nèi)調(diào)壓的思路，很好地實現(xiàn)了安全、穩(wěn)定供氣目標(biāo)。

天然氣門站是城市天然氣輸配系統(tǒng)的門戶。負(fù)責(zé)接收來自長輸管線分輸站的天然氣，經(jīng)過濾、計量、調(diào)壓、加臭后輸送至城市高壓管網(wǎng)或城市中壓輸配管網(wǎng)。門站安全、可靠地接收來氣，連續(xù)穩(wěn)定的運行和準(zhǔn)確的計量，對城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的保證安全供氣有著關(guān)鍵性的作用。

傳統(tǒng)的計量方法包括：孔板節(jié)流、渦輪、旋進旋渦、羅茨等?？装骞?jié)流計量精度高，但流量比較小(僅1：4)，安裝要求高(前20倍管徑、后10倍管徑)，目前已很少采用。而渦輪及旋進旋渦流量計是近幾年來普遍采用的計量裝置，計量精度高，安裝容易(前5倍管徑、后3倍管徑)，但流量比不大(為1：20)。

目前大多數(shù)城市門站采用了國際上最先進的四通道超聲波流量裝置，計量精度高，流量比可達(dá)l：60以上。安裝容易(前10倍管徑、后5倍管徑)。且在門站首次配備了分析小屋。所謂“分析小屋”就是在現(xiàn)場配備了天然氣氣質(zhì)分析裝置，并同時將進站天然氣的壓力、溫度、流量及成分、熱值等參數(shù)匯總傳至中心控制室。以達(dá)到“熱量計價”的目標(biāo)。

城市然氣工程門站的調(diào)壓器、監(jiān)控器、超壓切斷閥以及放散閥等設(shè)備是工藝流程中最主要的設(shè)備。其選型及參數(shù)控制的設(shè)定對保證設(shè)備穩(wěn)定運行、下游設(shè)備和管網(wǎng)的安全保護非常重要。根據(jù)“連續(xù)穩(wěn)定、安全可靠、分期實施、便于操作”的原則，城市然氣工程門站工藝采用了目前燃?xì)鈭稣竟に囋O(shè)計中最安全可靠的“串并聯(lián)監(jiān)控、前置獨立超壓切斷，微量放散加全流量先導(dǎo)放散”的技術(shù)路線，全部設(shè)備均采用意大利進口飛奧原裝設(shè)備。

根據(jù)工藝流程及配置，在串并聯(lián)監(jiān)控、前置獨立超壓切斷的前提條件下，調(diào)壓器出口壓力與切斷壓力設(shè)定值是不同的。

3．3．1串聯(lián)監(jiān)控監(jiān)控調(diào)壓器出口壓力設(shè)定值高于該路工作調(diào)壓器出口壓力設(shè)定值。在正常情況下，工作調(diào)壓器向下游管路供氣，監(jiān)控調(diào)壓器處于熱備份狀態(tài)，一旦工作調(diào)壓器發(fā)生故障，整站的出口壓力升高，當(dāng)升高值達(dá)到監(jiān)控調(diào)壓器設(shè)定值時，監(jiān)控調(diào)壓器開始工作并穩(wěn)定地向下游管路供氣；當(dāng)工作調(diào)壓器修復(fù)并投運，出口壓力恢復(fù)原狀，監(jiān)控調(diào)壓器重新關(guān)閉并繼續(xù)處于熱備份狀態(tài)。若升高過快或監(jiān)控調(diào)壓器同時發(fā)生故障，出口壓力繼續(xù)升高值達(dá)到超壓切斷閥的設(shè)定值時，切斷閥關(guān)閉切斷該路，從而起到安全保護作用。切斷閥關(guān)閉后需人工復(fù)位打開。

3．3．2并聯(lián)監(jiān)控除滿足串聯(lián)監(jiān)控要求外，每路的工作調(diào)壓器設(shè)定值依次下降。有兩種工況控制模式：

3．3．2．1正常運行工況調(diào)節(jié)：當(dāng)下游用氣低峰時，用氣量較小，門站出口壓力較高，第一路單路工作即可滿足供氣需要，其他各路處于熱備份狀態(tài)。當(dāng)下游用氣量逐步增加，門站出口壓力逐漸降低，當(dāng)降至第二路工作調(diào)壓器的設(shè)定壓力時，第二路工作調(diào)壓器開啟向下游管路供氣，當(dāng)下游用氣量進一步增加，門站出口壓力也進一步降低，當(dāng)降至第三路工作調(diào)壓器的設(shè)定壓力時，第三路工作調(diào)壓器開啟向下游管路供氣。依次類推。相反，當(dāng)下游用氣量逐步減少，門站出口壓力逐漸回升，各路依次關(guān)閉，最后第一路單路工作即可滿足供氣需要，其他各路又處于熱備份狀態(tài)。

3．3．2．2事故工況調(diào)節(jié)：一旦第一路的工作調(diào)壓器及監(jiān)控調(diào)壓器發(fā)生了故障，整站的出口壓力升高，一直升高至第一路超壓切斷閥的壓力設(shè)定值時，該路切斷閥切斷；隨后出口壓力降低，當(dāng)降低至第二路工作調(diào)壓器設(shè)定壓力值時，第二路工作調(diào)壓器開始正常工作向下游管路供氣。此時，可關(guān)閉第一路調(diào)壓器前、后球閥，將該管路內(nèi)氣體排空，對相應(yīng)設(shè)備進行維修。

為保證由于工作調(diào)壓路的調(diào)壓器故障而引起的出口壓力升高，不會導(dǎo)致備用調(diào)壓路緊急切斷閥切斷，每路的切斷閥設(shè)定值依次增加。當(dāng)運行路發(fā)生事故，導(dǎo)致出口壓力過高(出口壓力達(dá)到運行路的切斷壓力)，由于切斷閥的反應(yīng)速度<0.3秒，高速截斷運行路，而備用路的切斷閥設(shè)定壓力要高于運行路切斷閥的設(shè)定值，因此，當(dāng)運行路切斷時，運行路的出口壓力沒有達(dá)到備用路的切斷閥的設(shè)定壓力，備用路的切斷閥不發(fā)生作用，繼續(xù)供氣。

門站調(diào)壓前放散是預(yù)防上游場站輸入壓力超標(biāo)的安全保護裝置。由于上述工藝已經(jīng)實現(xiàn)了調(diào)壓后超壓切斷的安全要求，因此各路出口匯管上設(shè)置的安全放散閥，只是一種安全雙保險措施。而各路的微量放散僅僅是對調(diào)壓設(shè)備的投運調(diào)試、精度穩(wěn)定發(fā)揮作用，不承擔(dān)系統(tǒng)的安全保護工作。

上述運行工況狀態(tài)均有信號傳送到站控及中控系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可及時了解出口壓力變化、各路的啟閉狀態(tài)、故障設(shè)備及切斷狀態(tài)等，協(xié)調(diào)各門站及調(diào)壓站的流量分配并及時指揮工作人員修復(fù)故障設(shè)備、開啟切斷閥等。與傳統(tǒng)的調(diào)壓工藝設(shè)計及設(shè)備配置相比有以下幾個特點：

a、全部實現(xiàn)了“運行穩(wěn)定、控制安全、調(diào)度自動，確保供氣”的要求，同時減少人工操作工作量。避免誤操作的發(fā)生。

b、由于逐級降壓，盡管對調(diào)壓裝置的通過能力沒有影響，但管線起點壓力的降低，對管線通過能力將有所削弱。因此，并聯(lián)監(jiān)控的回路不宜過多，原則上不應(yīng)超過3路。

c、各級壓力設(shè)定級差視調(diào)壓器和切斷閥的穩(wěn)定精度而定，級差越大，最后一路的調(diào)壓出口壓力越低，對管道的通過能力影響越大。反之，級差越小，各路的調(diào)壓設(shè)備啟閉越頻繁，系統(tǒng)穩(wěn)定性越差。根據(jù)意大利飛奧設(shè)備穩(wěn)定精度，上海飛奧推薦的設(shè)定級差為5％。

特別值得注意的是工作調(diào)壓器與監(jiān)控調(diào)壓器有本質(zhì)區(qū)別，工作調(diào)壓器是升壓關(guān)閉，降壓開啟工作；而監(jiān)控調(diào)壓器是升壓開啟工作，降壓全通熱備。

3．4．1管道材質(zhì)及成型技術(shù)

天然氣次高壓管網(wǎng)是深圳市天然氣輸配系統(tǒng)的主動脈。根據(jù)我國的具體情況及管道建設(shè)與運營的實踐經(jīng)驗，綜合國內(nèi)鋼管的供貨能力及價格，按照安全、經(jīng)濟、方便的原則，次高壓管道宜采用L360材質(zhì)，且：

3．4．1．1DN500鋼管：宜采用直縫雙面埋弧焊鋼管，UOE成型工藝技術(shù)。

3．4．1．2 DN400鋼管：宜采用直縫雙面埋弧焊鋼管，JCOE成型工藝技術(shù)。

3．4．1．3 DN300鋼管：宜采用直縫高頻電阻焊鋼管(ERW)。

3．4．1．4無論選用何種成型工藝技術(shù)，建議在管材選用采購時，必須滿足以下技術(shù)要求：

a板材宜采用寶鋼、鞍鋼等國內(nèi)骨干鋼廠的優(yōu)質(zhì)板材；

b成型前，所有板材需l00％超聲波檢驗；

c水壓前，成型管焊縫100％超聲波檢驗；

d成型管100％水壓擴徑及強度試驗；

e水壓后，成型管焊縫100％超聲波檢驗、100％X射線檢驗；管端焊縫100％磁粉檢驗；

f管道成型廠家最好應(yīng)具備配套管件(彎頭、三通、異徑管等)的制作能力，以便于結(jié)合工程實際情況，控制產(chǎn)品采購質(zhì)量、保證工程進度、協(xié)調(diào)售后服務(wù)。

g管道成型廠家最好應(yīng)具備三層PE防腐層的制作能力，以減少運輸成本、防止管道及防腐層在運輸、裝卸過程的損傷。

3．4．2電液聯(lián)動閥室

3．4．2．1天然氣線路閥門的設(shè)置原則：截斷閥之間最大間距不大于5公里；截斷閥的位置盡量選擇在交通方便、地形開闊、地形較高的地方，以方便生產(chǎn)管理和防止水浸；長度超過l 00米的支線均應(yīng)在起點處設(shè)置閥門；穿越大型河流、鐵路以及定向鉆等特殊地段應(yīng)增設(shè)閥門；兩個相鄰閥門關(guān)閉后，受其影響的次高壓支線數(shù)不大于2條，受影響的一個調(diào)壓站的用戶由相鄰調(diào)壓站通過中壓管道系統(tǒng)供氣，可確保供氣的安全穩(wěn)定；兩個相鄰閥門關(guān)閉后，中間管段的放空時間小于30分鐘。

3．4．2．2天然氣線路上常用的切斷閥為球閥和閘閥兩種類型。相比而言，球閥具有承壓較高，密封可靠，通過能力大，阻力小，啟閉控制靈活，體積適當(dāng)，開關(guān)速度快，安裝高度低，便于操作等優(yōu)點，目前在國內(nèi)外天然氣管線上被普遍采用。

城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的建設(shè)是一個重要的、復(fù)雜的工程。無論是舊有管網(wǎng)改造還是新建管線，在進行城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，需全面進行技術(shù)經(jīng)濟比較分析，達(dá)到城市燃?xì)夤芫W(wǎng)布局合理、規(guī)范、安全、維護方便的目的，也可大大減少投資費用。

 

[1]GB50028—2006城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范[S]．2006

[2]GB 5025—2008輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范[S]．2008

[3]Q／SRJ03.19—2004《天然氣高壓管道線路設(shè)計、施工及驗收若干技術(shù)指引》[Z]．2004

[4]楊光，王文想等人。深圳市天然氣次高壓輸配系統(tǒng)事故應(yīng)急推演[J]．燃?xì)饨?jīng)營管理與經(jīng)濟，2008，28(9)：40-44