城区管网改造管理论文
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摘要：针对上海青浦老城区改供天然气后可能出现的一些问题加以探讨，通过对技术可行性、初投资和运行管理等的比较，确定较优的改造方案。主要介绍了青浦区老城区的天然气管网改造的技术及经济分析。
关键词：天然气管网改造初投资
1前言
青浦镇位于上海青浦行政区中部,为青浦区的政治、经济、文化、商业的中心。青浦城市燃气设施始建于上世纪80年代初期，虽然其历史不长，但她的发展却经历了化工厂余气利用和甲烷化技术的开发应用过程，为我国中小城镇利用化工厂（化肥厂）的弛放气、半水煤气掺混后作为气源发展城镇燃气事业以及水煤气甲烷化技术的应用等方面提供了许多新鲜经验。为了适应青浦经济的飞速发展，1998年青浦建设了一座燃气厂，生产热值为48.03兆焦/立方米的液化气混空气燃气。该燃气厂生产的液化气混空气燃气与天然气有较好的互换性。
随着国家西部大开发战略的实施，作为标志性工程的“西气东输”项目己正式进入大规模实施阶段。预计到2003年底可正式向上海供气。青浦区预计能在2004年能用上天然气。
2管网的现状
城区管网改造涉及居民用户3万余户，现有燃气管网全长约80公里，各年代建造的管道种类不尽相同。其中，从1983年到1992年所敷设的中、低压干管和庭院管网均采用承插式铸铁管，其连接部位均采用水泥麻丝或铅麻丝浇注，总长约35公里；从92年到97年承插铸铁管被机械橡胶密封(SMJ接口)铸铁管替代，全长约30公里；97年后，新型的聚乙烯燃气管(PE管)正式使用，全长约15公里。
3管网系统的改造
随着西气东输即将到达上海，有必要对老城区的一些燃气设施作必要的改造，以适应天然气的到来。
3.1原有管网存在的问题
原有铸铁管，特别是原有的承插式接口铸铁管不是太适合干燥天然气的输送，接口容易造成漏气。改送干燥天然气后，原来粘附于管壁一些灰尘、铁锈等物质，逐渐燥，进而与管壁脱离，随着燃气的流动在管道内飞扬，其结果就是这些尘土将堆积于阀门调压器，以及管道弯头等处，造成设备的损坏和管道的阻塞。
青浦现有输配管网虽然输送的是加湿后的液化气混空气（加湿效果不理想），但是管网本身是按煤制气输送条件设计的，煤制气的热值和运行压力较低，其输气管道管径较粗，承压较低。而天然气的热值和运行压力都较煤制气要高，输送同样热值的燃气所需的管径也较细，其管道的运行压力较高，对于天然气的中压管道，这点尤为明显。
由于城市建设的不断发展变化，燃气管网总是从无到有，从少到多这样发展起来的。由于城区建设缺乏高起点的远期规划，随着老城区的不断改造，造成了目前燃气输配管网的总体布局不太合理。比如许多调压站附近的新用户，燃气却是从远离调压站的地方绕行输送过来的，这样就造成了管网布局的不合理性。
3.2管网供气方案的选择
由于老城区内建筑物比较密集，人口密度较大，街道和人行道都比较狭窄，从安全运行和方便管理的角度看，只能敷设中低压管道。而且，在改造的供气区域内，已形成了中低压管网的供气系统，为了充分利用原有管道和管位，节省投资费用，改造区域内仍然采用中低压两级系统供气。
3.3调压站及管网管径的选择
改造区域内原有调压站11座。现有两种改造方案，一是保留其中7座，第二是保留其中10座，我们从投资和运行可靠性两方面予以比较，从中选择较优的方案。
首先从投资上来看，前方案比后方案少了三座调压站，调压站建设费用以及站前中压引入管建设费用有所降低；但是，调压站减少，出站燃气管道及站区附近燃气管道的管径较后一方案要粗一些，低压管道建设费用有所增加。对于整个管网系统投资费用，需要经过计算分析才能得出比较客观的结论。
我们拿青浦老城区中一个比较典型的改造区域——三元区为例，粗略估算一下其投资费用。方案一在该区内设置一个调压站，而方案二设置两个调压站，调压站布局如图1所示。
根据管段的长度及用气量，经过水力计算，我们确定各个管段的管径和调压站的流量。需要说明的是，下表所做的投资估算是在全部管道都进行更换的假设下做的，和实际情况有所差异（在3.4中将会说明），下表所做计算仅为比较两种方案在初投资方面优劣。
方案一方案二
项目规格数量合计项目规格数量合计
低压管道DE2500.16km550.5低压管道DE2500362.7
DE2002.68kmDE2000
DE1603.39kmDE1602.97km
DE1102.64kmDE1105.04km
DE608.19kmDE609.67km
DE402.78kmDE402.78km
站前中压
引入管DE1600.07km3.5万元站前中压
引入管DE1600.33km16.5万元
调压站1200
(m3/h)125万元调压站800
(m3/h)240万元
总价580万元总价420万元
不难看出，方案二在投资费用方面较方案一有明显优势。
而且，方案二的优点还在于由于调压站数目较多，系统运行可靠性要比方案一好，并有利于改造顺序的安排。
由于方案二在投资和运行方面都具有明显优势，我们确定方案二为最终方案。
3.4关于承插接口与机械接口的铸铁管
承插式接口主要用于铸铁管的链接，由铸铁管、件的承口和插口配合组成，并保持一定的配合间隙。由于承口内壁有环形凹槽，使填料起到良好的密封作用。其结构如图2－a、b所示。
铸铁管机械接口以橡胶圈为填料，采用螺栓、压盖、压轮等零件，挤压橡胶圈使它紧密充填于承插口缝隙，达到气密目的。机械接口操作简单，气密性好，适用于高、低压管道，是一种较为理想的柔性接口。它具有补偿管道因温差而产生应力，及适应接口折饶、震动而不发生漏气的特性。其结构如图2－c所示。
承插接口的铸铁管不适用于天然气的输送，这已被大家所公认，这里就不加累述。对于柔性机械接口铸铁管，根据文献【1】，此类铸铁管可适用于液化气混空气燃气的输送。由于混空气含有很少的水蒸气、芳香烃及焦油，天然气也有类似性质，故可认为，这种接口同样适用于天然气的输送。此外，这类机械接口管道在上海浦东地区的天然气管网改造中也尚未完全改造，在五年的运行中，也没有出现明显问题，所以根据浦东的经验，可以认为机械接口的铸铁管基本适合天然气的输送。
天然气进入青浦之后，为避免一次性大面积开外，给市政交通及人民生活造成重大影响，同时也考虑到资金筹措等困难，在此次改造中保留原有机械接口的铸铁管道，只对承插式铸铁管予以改造。
3.5户内管道的改造
借鉴其他一些地方，尤其是上海浦东地区的输配管网转换经验，对于户内管只要在原厚漆麻丝密封的丝扣外加涂密封胶,即可达到防露目的。此项转换工作应在转换前完成。今后的立管施工应采用密封胶作为立管丝扣的密封材料。
4结论与建议
本方案将老中压管网系统和调压站有计划地进行改造，使其满足了天然气的输送要求，同时也使原有管网不合理的布局得到改变。
本方案只改造了承插接口的铸铁管道，对于单层橡胶垫圈机械接口铸铁管，如果在运行过程中发现问题，需进行修复或替换。
在资金允许的情况下，加快青浦老城区燃气管网改造的步伐，使之与天然气进入青浦的时间协调一致。
参考书目
1曾锦森.煤制气改供LNG混空气方案选择及管网改造.煤气与热力，1999
2蒋连成等.天然气转换与旧管网的改造.煤气与热力，2002
3席德粹等主编.城市燃气管网设计与施工，1999
4保红.城市煤气输配管网与天然气接轨的探讨和对策.城市煤气,2000