德國(guó)天然氣輸配現(xiàn)狀—安全、材料、管網(wǎng)管理
評(píng)論： 更新日期：2014年08月01日
壓力大于4bar的高壓鋼管除廠進(jìn)行被動(dòng)的防腐(外加涂層)外，還要實(shí)施主動(dòng)的防腐(即陰極保護(hù)防腐措施)。
鋼管和配件之間的連接一般是用電弧焊接。安裝時(shí)，特殊的地方也常使用氣熔焊。在安裝配件和一些特殊的設(shè)備時(shí)，也使用法蘭連接，特別是在經(jīng)常拆卸的地方更要使用法蘭連接。在必須使用法蘭連接的地方，任何情況下都要注意仔細(xì)的用轉(zhuǎn)矩扳手將法蘭擰緊，然后認(rèn)真的進(jìn)行防腐涂層的涂刷。為了防止產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，管溝應(yīng)平整，墊層應(yīng)結(jié)實(shí)，回填物要均勻。
3．2．3 聚乙烯管道和管件
德國(guó)從60年代初開始使用PFC塑料管輸送燃?xì)猓瑥?0年代開始應(yīng)用聚乙烯管道。今天高密度聚乙烯管道(PE-HD)全世界都在使用。
聚乙烯管基于它的良好的物質(zhì)特性在所有能源供應(yīng)公司中可以承受壓力為1bar(SDR17，5：Reihe 4)，更確切的說為4bar(SDR 11：Reihe 5)。(SDR=標(biāo)準(zhǔn)尺寸率=管外徑／管壁的厚度)
聚乙烯管與金屬管材相比有如下的優(yōu)點(diǎn)：
—防腐蝕性高
—重量輕，便于加工和安裝
—柔韌性和彈性好
—購買和安裝的費(fèi)用低
—非螺紋連接技術(shù)
—軸向力穩(wěn)固
—壽命長(zhǎng)
—降低埋深和安裝贊用
—減少材料費(fèi)用
—可以環(huán)行的鋪設(shè)
—可以銑刀開挖或者用犁頭開挖管溝
—可以采用不開挖的方式
聚乙烯管與金屬管材相比有如下的缺點(diǎn)：
—機(jī)械穩(wěn)定性差
—PE管不易定位
—不宜露天存放
—對(duì)鋪設(shè)的質(zhì)量和材料要求高(回填沙，回填科，連接壓力等)
過去的PE管的連接技術(shù)一般是加熱元件對(duì)接焊或者用電焊配件進(jìn)行焊接。在我們中部萊茵能源供應(yīng)公司只用管徑大于125mm的對(duì)焊。原因是，管徑小的管道在實(shí)際工地現(xiàn)場(chǎng)很難保證壁厚小于10％的允許填充的橢圓度。對(duì)于管徑小于125mm的PE管道采用電焊。只有在對(duì)老的灰鐵管做PE襯管時(shí)例外，PE襯管要求使用對(duì)焊并在襯前進(jìn)行特別檢查。目前天然氣供應(yīng)中使用的大多為管徑100的PE管，壓力可以達(dá)到10bar。
3．3 天然氣壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備
使用天然氣調(diào)壓裝置是將高壓一次或分級(jí)降壓，以滿足后續(xù)設(shè)備和客戶的使用壓力。在德國(guó)氣、水科學(xué)技術(shù)聯(lián)合會(huì)《工作手冊(cè)》G490／Ⅰ和G491中有相應(yīng)的規(guī)定。
??? 遠(yuǎn)程輸送的高壓管網(wǎng)到達(dá)用氣地后就變成了中壓或低壓管網(wǎng)，在這里就需要設(shè)置調(diào)壓站。調(diào)壓站不僅可以調(diào)節(jié)壓力和進(jìn)行計(jì)量，還可以完成以下的任務(wù)：
—凈化和過濾天然氣中雜質(zhì)
—預(yù)熱天然氣
—保護(hù)后續(xù)的設(shè)備，避免后續(xù)的設(shè)備承受不合適的壓力
—收集重要的數(shù)據(jù)外傳輸?shù)娇刂浦行?br />
從遠(yuǎn)程輸送的管網(wǎng)接收之后，當(dāng)?shù)氐奶烊粴夤?yīng)公司要對(duì)天然氣進(jìn)行加臭，使得人們?cè)谌細(xì)庑孤┪催_(dá)到點(diǎn)燃濃度就能嗅到異味，及時(shí)求助處理辦法，以免發(fā)生事故。
3．3．1 天然氣壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備的安裝方式
天然氣壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備安裝在用戶的房間里或安裝在儀表柜中。當(dāng)管道的入口壓力為4bar時(shí)，壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備可以安裝在一個(gè)封閉的房間內(nèi)，例如在地下室中。當(dāng)壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備只為該建筑物使用時(shí)，也可以安裝在住宅中。當(dāng)管道的入口壓力超過4bar到100bar時(shí)，壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備不允許安裝在住宅中。
將設(shè)備連接到獨(dú)立的建筑物最易于保護(hù)。對(duì)于小設(shè)備，安裝在設(shè)備柜中是經(jīng)濟(jì)的。露天布置也優(yōu)先考慮這種方式。盡管允許安裝在地下，但我們認(rèn)為這不是好方法，在中部萊茵能源供應(yīng)公司也不采用。
3．3．2 天然氣壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備的組成
壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備箱一般由一個(gè)過濾器、預(yù)熱器、安全設(shè)備、調(diào)節(jié)器、計(jì)量器、加臭裝置和數(shù)據(jù)記錄儀表組成。
作為阻斷設(shè)備在對(duì)粉塵要求不高的裝置中，應(yīng)使用閘閥、球閥和碟閥。對(duì)供氣管網(wǎng)使用陰極保護(hù)必須聯(lián)接一個(gè)絕緣塊，以防止管網(wǎng)的防護(hù)電流通過調(diào)節(jié)器漏電。
壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備的入口處必須安裝一個(gè)粉塵過濾器，將由于管道內(nèi)不腐蝕產(chǎn)生的粉塵清除掉。
因?yàn)樘烊粴庠诮祲旱倪^程中冷卻了(焦耳-湯姆森-效應(yīng))，因此在進(jìn)入調(diào)節(jié)器的閥門之前必須進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱是通過燃?xì)忮仩t提供的溫水來進(jìn)行，燃?xì)忮仩t必須安裝在另外一個(gè)房間里。
3．3．3 計(jì)量設(shè)備
計(jì)量設(shè)備可以單獨(dú)安裝也可以與壓力調(diào)節(jié)設(shè)備安裝在一起。德國(guó)氣、與水科學(xué)技術(shù)聯(lián)合會(huì)《工作手冊(cè)》的G492／Ⅰ中給出了權(quán)威性的規(guī)定。根據(jù)需要也可將計(jì)量設(shè)備與壓力調(diào)節(jié)設(shè)備組合裝置，這樣最經(jīng)濟(jì)。
作為計(jì)量?jī)x表有不同種類的燃?xì)獗砜晒┦褂茫?br />
對(duì)于中部萊茵能源供應(yīng)公司來說，使用的是旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)閥式刮板流量計(jì)和皮膜式燃?xì)獗?。這些都屬于所謂的排擠式流量計(jì)，燃?xì)饬魍苿?dòng)旋轉(zhuǎn)活塞、旋轉(zhuǎn)葉片運(yùn)動(dòng)，震動(dòng)的測(cè)量室壁將計(jì)數(shù)脈沖傳輸?shù)接?jì)數(shù)器上。
燃?xì)饬髁坑?jì)有渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋流式流量計(jì)和超聲流量計(jì)。中部萊茵能源供應(yīng)公司EVM使用的是不需經(jīng)常保養(yǎng)而且相對(duì)簡(jiǎn)單的渦輪流量計(jì)。
在考慮燃?xì)鉁囟群蜌怏w壓力情況下，利用計(jì)算器可精確記錄燃?xì)饬俊Ｓ萌莘e式燃?xì)獗盹@示的是運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。為了得到精確的燃?xì)饬勘仨殦Q算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值。計(jì)算器要考慮燃?xì)獾膲毫蜏囟?，并顯示修正和校準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
3．3．4 天然氣壓力調(diào)節(jié)和計(jì)量設(shè)備的安全裝置
在天然氣進(jìn)入調(diào)節(jié)設(shè)備之前，先經(jīng)過一個(gè)安全切斷閥，萬一出口壓力高于允許的壓力時(shí)，安全切斷閥就會(huì)關(guān)閉。安全切斷閥可以獨(dú)立的安裝在調(diào)節(jié)設(shè)備之前，也可以與調(diào)節(jié)設(shè)備裝在—起。另外在調(diào)節(jié)設(shè)備后還需安裝一個(gè)安全排氣閥。當(dāng)氣體突然回流時(shí)會(huì)引起超出允許范圍的高壓，使安全切斷閥打開，安全排氣閥將短期內(nèi)升高的壓力通過排氣管釋放，以防安全切斷閥不必要的啟動(dòng)。
4．管網(wǎng)管理
4．1 燃?xì)馐袌?chǎng)自由化
1935年頒布的聯(lián)邦德國(guó)能源經(jīng)濟(jì)法提出了關(guān)于天然氣供應(yīng)的能源經(jīng)濟(jì)框架，并一直執(zhí)行到1998年。該法保障管道供應(yīng)的能源具有壟斷性質(zhì)，按照條約規(guī)定，管網(wǎng)有固定的供應(yīng)區(qū)域(邊界合同)而且享有使用街道、公路和公共場(chǎng)所的特權(quán)。近10年來，按照歐盟規(guī)范推動(dòng)能源管道建設(shè)的自由化，主要涉及到供電和天然氣的供應(yīng)。
自由化的真正目的是使國(guó)內(nèi)的管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商與歐洲的運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，其結(jié)果是終端用戶可以得到更低價(jià)的能源。
2005年7月13日調(diào)整后的新能源經(jīng)濟(jì)法生效。德國(guó)按照歐洲議會(huì)加速改革的方針要求已經(jīng)修正了國(guó)內(nèi)的法律。
然后能源供應(yīng)公司又將輸送和分配管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商與其余的能源供應(yīng)商分開，特別是與推銷和貿(mào)易企業(yè)分開。
為了能夠進(jìn)行公平的競(jìng)爭(zhēng)，新能源法就工作程序、經(jīng)營(yíng)的合法性、注冊(cè)登記和財(cái)務(wù)等各方面都作了規(guī)定。
新法律通過四項(xiàng)規(guī)定細(xì)化了燃?xì)夂碗姷娜刖W(wǎng)及費(fèi)用。管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商必須公布大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且上報(bào)給負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)的官方當(dāng)局。為了達(dá)到管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的競(jìng)爭(zhēng)的目的，管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)應(yīng)該是透明的。
4．2 燃?xì)夤芫W(wǎng)補(bǔ)償費(fèi)的規(guī)定
按照天然氣管網(wǎng)補(bǔ)償費(fèi)的規(guī)定，末端分配管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商必須按照支出確定管網(wǎng)的補(bǔ)償費(fèi)。實(shí)際成本包括人員費(fèi)用、材料費(fèi)、貸款、貸款利息和折舊費(fèi)及私有資金利息。管網(wǎng)的使用補(bǔ)償費(fèi)必須經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)。
上級(jí)主管部門監(jiān)督管網(wǎng)的收費(fèi)并且和其他的能源供應(yīng)者進(jìn)行比較。因此上級(jí)主管部門擁有各個(gè)企業(yè)的廣泛的數(shù)據(jù)。
4．3 天然氣管網(wǎng)接入的規(guī)定
按照天然氣管網(wǎng)建設(shè)規(guī)定，在簽署了管網(wǎng)使用合同的前提下，可以調(diào)整管網(wǎng)的建設(shè)方案。它闡明了所有供應(yīng)級(jí)別的管網(wǎng)的接入條件。遠(yuǎn)程輸送管網(wǎng)和地入的分配管網(wǎng)是不同的。同時(shí)詳細(xì)說明了為客戶提供的服務(wù)項(xiàng)目。終端分配的管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商必須提供獨(dú)立的可使用和可貿(mào)易的輸入和輸出能力。
為了擴(kuò)大輸送能力，輸送企業(yè)必須利用多條管網(wǎng)完成輸出和輸入任務(wù)。在轉(zhuǎn)換時(shí)管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商還必須和其他管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商合作。
5 總結(jié)
受法律法規(guī)的制約，德國(guó)的天然氣供應(yīng)是高效和安全的。
能源供應(yīng)企業(yè)進(jìn)入改革階段后實(shí)施了新能源法。為了在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，燃?xì)馄髽I(yè)必須開發(fā)新的模式。只有在保證安全的情況下，盡可能的降低運(yùn)營(yíng)成本，才可能在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。德國(guó)天然氣領(lǐng)域安全技術(shù)的高水平是德國(guó)天然氣經(jīng)濟(jì)取得成果的保證。
德國(guó)天然氣供應(yīng)以發(fā)展成為持續(xù)安全的能源系統(tǒng)。
使用管道輸送氣體、液體、熱和各種固體物質(zhì)是最經(jīng)濟(jì)和最安全的輸送方式。當(dāng)使用的設(shè)備都具備可靠的安全性，這種方式的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)更加突出。不僅要考慮供氣的可靠性，更不能忽視對(duì)人和環(huán)境的危險(xiǎn)性。
由DVGW、FIGAWA、RBV等專業(yè)協(xié)會(huì)制定和執(zhí)行的專業(yè)技術(shù)規(guī)范和德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，安全是首要的。
在各種研討會(huì)、報(bào)告會(huì)、講座和專業(yè)雜志上，質(zhì)量管理、技術(shù)安全管理、企業(yè)和產(chǎn)品的認(rèn)證以及管道鋪設(shè)施工，直至管道建設(shè)中人員的安排等是經(jīng)常講解和宣傳的題目。
