关键词：哈尔滨 天然气 管网 置换
Hou Qing-min1， LI Pei-ming2
(1、 School of Municipal and Environmental Engineering， Harbin Institute of Technology， Heilongjiang Harbin 150090；2、Shenzhen Gas Corporation LTD， Guangdong Shenzhen 518054)
Abstract：Natural gas has been introduced into Harbin from DaQing and Harbin decides to transform Man-made gas to natural gas in August ，2007. The article introduces the prepared work before transformation ， the notice in it ，which will produce reference for Harbin gas transformation.
Key Words：Harbin； natural gas； pipe net； transform
1 前言
哈尔滨市首家全面改制的市政公用企业——哈尔滨中庆燃气有限责任公司于2006年由大庆油城燃气有限责任公司与哈尔滨燃气化工总公司共同出资组建，并通过产权转让引进外地资本参与城市供气经营。中庆燃气正着手从大庆引进天然气，计划从2007年8月末开始，用3年左右时间将哈尔滨市城市燃气由煤气逐步置换成大庆天然气。
我国很多城市经历过或者正在进行天然气置换工作，积累了大量宝贵的经验，对于哈尔滨市天然气置换工作的开展具有一定的意义和参考价值。
2 燃气管网置换的前期准备工作[1]-[11]
天然气置换人工煤气，各项准备工作的有力实施直接关系到置换工作的顺利进行。因此，为了防止因疏忽留下隐患，在置换前期需要对被置换地区的管道进行以下准备工作。
2.1 管网资料的收集
完整的管网建设竣工资料应包括竣工验收资料、管网竣工图纸、相关职能部门的审批文件，其内容必须包括管道、调压器、阀门、凝水缸、管道防腐保护。其中，竣工资料包括初期建设资料和其后不断的改进更新的相关内容。
燃气管道资料的收集主要与管材、管径、壁厚、管长、管件相关，包括置换启动管道及管件的安装位置和分布情况，接口连接方式及密封填料，管道埋设深度及坡度，管道设计压力及运行压力，防腐方式及防腐等级，即掌握置换区域管道的材质、口径、管道连接方式资料及各种口径的立管数与承插立管数等。调压设施资料主要包括其规格和型号，供应及生产厂家，安装位置及周围环境，设计压力与运行压力，运行状况等；阀门和凝水缸的资料有规格和型号，设计与运行压力，供应及生产厂家，开关状态，安装位置及分布等；管道外加防腐所需资料有规格和型号，供应及生产厂家，安装位置及分布等。
2.2 管网运行调查
对某一区域进行置换时，除了要掌握该地区全面的管网资料，还要了解该置换区域的现场情况，主要是对置换区域管线及其设备(阀门、水井、调压器)的数量、口径、运行状态、设备好坏等资料进行全面检查。
管网运行调查主要包括管网的现状、运行维修记录和运行参数。根据竣工资料对现有管网设施进行普查，在此基础上绘制管网设施平面布置图，调查现有管道腐蚀、受损程度和阀门、凝水缸和调压器等有无泄漏、腐蚀现象。调查运行维修记录时，需要检查现有管网、设施系统维护抢险记录及了解其气体泄漏事故的分布和原因，评估现有管网的可靠性等。同时，根据置换前后的气体性质不同，计算原有管网供气能力及设定现有管网置换的压力机制。
2.3 确定压力级制，置换管网改造
在对管网资料收集详备以及运行调查完成后，需要根据《城镇燃气设计规范》，再结合哈尔滨市输配系统的实际状况来确定压力级制。确定了压力级制，就可以指导新管网建设和老管网改造，为天然气置换奠定良好的基础。
哈尔滨市市区燃气管网总长近2000公里，日最大供气量165万立方米，市区管道燃气普及率达83%。现有管道煤气用户50余万户，商服户3千余户，采用中低压两级管网供气。中压管网0.15MPa，低压调压器出口压力1600Pa，灶前压力900Pa。
哈尔滨的燃气管网，管线材质大部分为灰口铸铁，部分管线球墨铸铁(约20公里)。管线接口形式为两种一、主要是SMJ、N型机械接口；二、少量低压管线采用青铅、水泥油麻打口形式。调压设备主要是雷诺式调压器，FK调压器，少量箱式调压器、民用户中约1万用户同时使用煤气热水器，少量用户使用家用煤气取暖器。室内管道采用镀锌钢管，其接口材料大部分为聚乙烯生胶带，少部分为铅油麻皮接口。钢管、聚乙烯管及镀锌管都是适应天然气运行的，承插式柔性机械接口的铸铁管一般也仍可以满足天然气运行的要求。技术上使用现有铸铁管网转换天然气的可能性铸铁管网转换天然气后，遇到的最大漏气因素是，一、天然气是干气，不含水分；二、天然气中的油分会使接口材料老化。类似管网根据已转换天然气的城市经验和多年从事通气置换工作中观察到的管网实际运行工况，认为铸铁管网可以适应天然气运行。
铸铁管网中的接口形式主要有承插式水泥接口和机械式接口两种，下面讨论中主要以这两种接口为主。
1)水分的影响从理论上讲，承插式水泥接口管线在转换后会因气体干燥而造成封口填料中的油麻干燥疏松而造成漏气。因此对此类接口管线一般采取更换。但在其它城市(如沈阳)转换后实际运行的事故分析报告中，该类接口管线漏气多为天然气中的挥发性轻质油沿密封填料与管壁间缝隙析出，造成漏气报警，纯天然气泄漏事故很少。另外，本地区该类管网在进行接管或抢修时断开后发现管内壁非常干燥。有的凝水器甚至几年没抽水仍很干燥。但未有因接口漏气而进行抢修的报告。在天然气转换工作中，在时间或财力达不到时，可在加强巡线措施后，进行转换运行。从长远来看，还是以结合抢修或维修逐步更换为宜。
2)天然气中的轻质油沿承插式接口缝隙析出，造成泄漏报警。因此，对含有油质成分的天然气转换时最好更换该类接口管线。对不含油质成分，又来不及更换的可加强措施后转换运行。对于机械式接口管网，由于其接口材料本身是使用耐油丁胯橡胶制作，厂家提供的国家涂料质量监督检验中心的耐油实验报告证明耐油性合格。另根据上海橡胶制品研究所提供的物理性能实验报告中，胶圈在汽油+苯(75%+25%)的浸泡实验中重量变化率为9.8%，小于11.3%的标准。另外，现在使用的S系列机械接口材料密封圈不与气体接触。油分影响不到密封圈，延长了密封圈的寿命。另外，由于天然气热值远高于人工煤气。因此转换后的供气中，由于管径不变。在同等用气量下，天然气可采用更低的压力级制运行，可加大安全系数。综上所述，可以看出铸铁管网，尤其是机械接口管网，完全可直接转换天然气，在一个较长的时间内运行。对于承插式接口管网，有条件时，以更换为主。尤其是待转换的天然气中含有油质成分时。自然从长远来看，结合城市改造和管网更换，可以逐步更换为钢管。但是其它的管材及管件，例如油麻丝接口的铸铁管和水泥管等必须经过改造后才能满足天然气的输送要求。改造方法通常有重新敷设法、破管法、穿管法、内衬法、锻模套管法和局部修复法。至于选用何种方法，需要经过全面的技术经济比较，同时对制约工程进度的因素进行判断，选择施工难度小、工程进度快、投资少的方法进行改造。管网的改造除了管道的改造外，还有附属设施的改造，如调压器、阀门和凝水缸。调压器的改造可与原生产厂家或同类型的生产厂家联系，由他们提供实用与天然气调压的运行参数及各类零配件，现场参与有关的改造项目；阀门的改造应在充分调查的基础上采用合理的方案；凝水缸可以考虑取消，但由于各项因素如管道加湿、地下水位等以及平时管网维修的情况，可以考虑暂时保留凝水缸。
2.4 制定置换方案，设计置换示意图及置换分块放散取样表格
在置换前期制定出置换方案，设计置换示意图，制作放散检测表格。根据方案和区域的现场情况以及检测小组人数分配工作量。除了对支管末端的立管必须进行放散以外，为确保置换的完全，每幢住宅的立管也必须进行放散检测，按划分的工作量制作记录表格，表格填写的内容包括地址、门牌号、检测日期及检测合格时的 CH4 含量、检测合格时间、检测人员签名等。
2.5 管道的放散及其他准备工作
管道放散点置换前的准备工作主要是放散管的数量、口径和放散点位置的确定，放散管的数量是根据置换管道长度、用户数及现场条件等因素来确定。尤其是管道的末端均需设放散点，忌防末端管道内残留气体无法排放，放散管的安装应按规范要求进行。
建立换气指挥部，处理和协调换气过程中各类问题，保证置换工程中各项工作同步协调进行。
1) 置换前相关部门做好各工种人员配置，根据放散点的多少配置拆装放散立管人员、工具、备用零件、密封胶、生料带以及检漏仪。
2) 检测组应事先调试检测仪的性能和电量，并置备备用仪器。
3) 置换前备好足够的现场通讯器材，以保证置换指挥畅通和时刻监控置换进程。因为置换工作操作现场分散，而阀门开启、放散点的控制及现场安全措施落实均需协调进行，各岗位操作有先后顺序和时间要求。
4) 做好施工和放散的安全措施，防止煤气中毒、燃烧、爆炸，落实现场安全措施。对邻近放散点居民、工厂逐一宣传并现场检查，清除火种隐患，及发布安民告示，在换气时间内杜绝火种，关闭门窗。如放散点上空有架空电缆线，应预先将放散管延伸避让。组织消防队伍，确定消防器材现场设置点。
2.6 置换前的培训
为了保证置换工作能顺利开展，应制定了详细的培训计划，设立专门的教培处负责组织对公司的中层干部、班组长分别进行培训。主要培训内容是天然气的性质、特点、在施工及运行中与煤气的区别。使更多的职工熟悉、了解天然气；对设计、施工、质检、运行技术人员组织专题讨论、学习，尽快掌握相应的设计规范和施工验收标准，提高全体置换人员的业务素质和服务水平。
2.7 设备、表具、灶具更换准备工作
对于调压设备，国外曾有专业文刊报道：雷诺式调压器转换天然气后，被天然气干灰堵塞而导致失灵。但因我市雷诺式调压器前均设有过滤器，不会出现这种情况。考虑到天然气为干气的特点，调压器皮膜可能因干燥而发脆变硬，造成使用寿命降低。需提前组织调压、材料、技术等有关部门，结合兄弟城市经验，提前选定质量上佳的皮膜，对调压设备进行检查、更换。对于皮膜，我们已委托有关厂家进行加速老化实验，以确定更换的必要性，和今后运行状况下合理的更换周期。中压管线中关闭不严的阀门，将结合天然气转换工作逐步更换。室内大流量煤气表若一次更换工作量大，资金困难，可结合表具的到期更换工作逐步更换。民用灶具，原则上以更换为主。这主要是考虑到若更换灶头，一是效果不理想，二是哈尔滨市焦炉煤气灶具种类繁多，配件准备困难，三是部分新灶具亦将积极同厂家联系，尽量予以更换。
3 注意事项
[1]提前对要转换区域用报纸、电台、电视等媒体进行宣传，对摸底调查中发现的事故隐患及时处理，消除在置换前。
[2]所有参加置换工作的单位严格按照置换工作标准实施置换。
[3]置换方案经安全部门认可后，方可实施。
[4]对可能出现的事故，由安技部门另行制定预案。
[5]抢修队伍人员、材料、设备准备充分，随时待命。
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(本文作者：侯庆民1，李佩铭2 1、哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090 2、深圳市燃气集团股份有限公司，广东 深圳 518054)
