城區(qū)管網(wǎng)改造管理論文
時(shí)間:2022-07-05 09:14:00
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摘要:針對(duì)上海青浦老城區(qū)改供天然氣后可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題加以探討,通過(guò)對(duì)技術(shù)可行性、初投資和運(yùn)行管理等的比較,確定較優(yōu)的改造方案。主要介紹了青浦區(qū)老城區(qū)的天然氣管網(wǎng)改造的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析。
關(guān)鍵詞:天然氣管網(wǎng)改造初投資
1前言
青浦鎮(zhèn)位于上海青浦行政區(qū)中部,為青浦區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商業(yè)的中心。青浦城市燃?xì)庠O(shè)施始建于上世紀(jì)80年代初期,雖然其歷史不長(zhǎng),但她的發(fā)展卻經(jīng)歷了化工廠余氣利用和甲烷化技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用過(guò)程,為我國(guó)中小城鎮(zhèn)利用化工廠(化肥廠)的弛放氣、半水煤氣摻混后作為氣源發(fā)展城鎮(zhèn)燃?xì)馐聵I(yè)以及水煤氣甲烷化技術(shù)的應(yīng)用等方面提供了許多新鮮經(jīng)驗(yàn)。為了適應(yīng)青浦經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,1998年青浦建設(shè)了一座燃?xì)鈴S,生產(chǎn)熱值為48.03兆焦/立方米的液化氣混空氣燃?xì)狻T撊細(xì)鈴S生產(chǎn)的液化氣混空氣燃?xì)馀c天然氣有較好的互換性。
隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,作為標(biāo)志性工程的“西氣東輸”項(xiàng)目己正式進(jìn)入大規(guī)模實(shí)施階段。預(yù)計(jì)到2003年底可正式向上海供氣。青浦區(qū)預(yù)計(jì)能在2004年能用上天然氣。
2管網(wǎng)的現(xiàn)狀
城區(qū)管網(wǎng)改造涉及居民用戶3萬(wàn)余戶,現(xiàn)有燃?xì)夤芫W(wǎng)全長(zhǎng)約80公里,各年代建造的管道種類不盡相同。其中,從1983年到1992年所敷設(shè)的中、低壓干管和庭院管網(wǎng)均采用承插式鑄鐵管,其連接部位均采用水泥麻絲或鉛麻絲澆注,總長(zhǎng)約35公里;從92年到97年承插鑄鐵管被機(jī)械橡膠密封(SMJ接口)鑄鐵管替代,全長(zhǎng)約30公里;97年后,新型的聚乙烯燃?xì)夤?PE管)正式使用,全長(zhǎng)約15公里。
3管網(wǎng)系統(tǒng)的改造
隨著西氣東輸即將到達(dá)上海,有必要對(duì)老城區(qū)的一些燃?xì)庠O(shè)施作必要的改造,以適應(yīng)天然氣的到來(lái)。
3.1原有管網(wǎng)存在的問(wèn)題
原有鑄鐵管,特別是原有的承插式接口鑄鐵管不是太適合干燥天然氣的輸送,接口容易造成漏氣。改送干燥天然氣后,原來(lái)粘附于管壁一些灰塵、鐵銹等物質(zhì),逐漸被干燥,進(jìn)而與管壁脫離,隨著燃?xì)獾牧鲃?dòng)在管道內(nèi)飛揚(yáng),其結(jié)果就是這些塵土將堆積于閥門調(diào)壓器,以及管道彎頭等處,造成設(shè)備的損壞和管道的阻塞。
青浦現(xiàn)有輸配管網(wǎng)雖然輸送的是加濕后的液化氣混空氣(加濕效果不理想),但是管網(wǎng)本身是按煤制氣輸送條件設(shè)計(jì)的,煤制氣的熱值和運(yùn)行壓力較低,其輸氣管道管徑較粗,承壓較低。而天然氣的熱值和運(yùn)行壓力都較煤制氣要高,輸送同樣熱值的燃?xì)馑璧墓軓揭草^細(xì),其管道的運(yùn)行壓力較高,對(duì)于天然氣的中壓管道,這點(diǎn)尤為明顯。
由于城市建設(shè)的不斷發(fā)展變化,燃?xì)夤芫W(wǎng)總是從無(wú)到有,從少到多這樣發(fā)展起來(lái)的。由于城區(qū)建設(shè)缺乏高起點(diǎn)的遠(yuǎn)期規(guī)劃,隨著老城區(qū)的不斷改造,造成了目前燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的總體布局不太合理。比如許多調(diào)壓站附近的新用戶,燃?xì)鈪s是從遠(yuǎn)離調(diào)壓站的地方繞行輸送過(guò)來(lái)的,這樣就造成了管網(wǎng)布局的不合理性。
3.2管網(wǎng)供氣方案的選擇
由于老城區(qū)內(nèi)建筑物比較密集,人口密度較大,街道和人行道都比較狹窄,從安全運(yùn)行和方便管理的角度看,只能敷設(shè)中低壓管道。而且,在改造的供氣區(qū)域內(nèi),已形成了中低壓管網(wǎng)的供氣系統(tǒng),為了充分利用原有管道和管位,節(jié)省投資費(fèi)用,改造區(qū)域內(nèi)仍然采用中低壓兩級(jí)系統(tǒng)供氣。
3.3調(diào)壓站及管網(wǎng)管徑的選擇
改造區(qū)域內(nèi)原有調(diào)壓站11座?,F(xiàn)有兩種改造方案,一是保留其中7座,第二是保留其中10座,我們從投資和運(yùn)行可靠性兩方面予以比較,從中選擇較優(yōu)的方案。
首先從投資上來(lái)看,前方案比后方案少了三座調(diào)壓站,調(diào)壓站建設(shè)費(fèi)用以及站前中壓引入管建設(shè)費(fèi)用有所降低;但是,調(diào)壓站減少,出站燃?xì)夤艿兰罢緟^(qū)附近燃?xì)夤艿赖墓軓捷^后一方案要粗一些,低壓管道建設(shè)費(fèi)用有所增加。對(duì)于整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)投資費(fèi)用,需要經(jīng)過(guò)計(jì)算分析才能得出比較客觀的結(jié)論。
我們拿青浦老城區(qū)中一個(gè)比較典型的改造區(qū)域——三元區(qū)為例,粗略估算一下其投資費(fèi)用。方案一在該區(qū)內(nèi)設(shè)置一個(gè)調(diào)壓站,而方案二設(shè)置兩個(gè)調(diào)壓站,調(diào)壓站布局如圖1所示。
根據(jù)管段的長(zhǎng)度及用氣量,經(jīng)過(guò)水力計(jì)算,我們確定各個(gè)管段的管徑和調(diào)壓站的流量。需要說(shuō)明的是,下表所做的投資估算是在全部管道都進(jìn)行更換的假設(shè)下做的,和實(shí)際情況有所差異(在3.4中將會(huì)說(shuō)明),下表所做計(jì)算僅為比較兩種方案在初投資方面優(yōu)劣。
方案一方案二
項(xiàng)目規(guī)格數(shù)量合計(jì)項(xiàng)目規(guī)格數(shù)量合計(jì)
低壓管道DE2500.16km550.5低壓管道DE2500362.7
DE2002.68kmDE2000
DE1603.39kmDE1602.97km
DE1102.64kmDE1105.04km
DE608.19kmDE609.67km
DE402.78kmDE402.78km
站前中壓
引入管DE1600.07km3.5萬(wàn)元站前中壓
引入管DE1600.33km16.5萬(wàn)元
調(diào)壓站1200
(m3/h)125萬(wàn)元調(diào)壓站800
(m3/h)240萬(wàn)元
總價(jià)580萬(wàn)元總價(jià)420萬(wàn)元
不難看出,方案二在投資費(fèi)用方面較方案一有明顯優(yōu)勢(shì)。
而且,方案二的優(yōu)點(diǎn)還在于由于調(diào)壓站數(shù)目較多,系統(tǒng)運(yùn)行可靠性要比方案一好,并有利于改造順序的安排。
由于方案二在投資和運(yùn)行方面都具有明顯優(yōu)勢(shì),我們確定方案二為最終方案。
3.4關(guān)于承插接口與機(jī)械接口的鑄鐵管
承插式接口主要用于鑄鐵管的鏈接,由鑄鐵管、件的承口和插口配合組成,并保持一定的配合間隙。由于承口內(nèi)壁有環(huán)形凹槽,使填料起到良好的密封作用。其結(jié)構(gòu)如圖2-a、b所示。
鑄鐵管機(jī)械接口以橡膠圈為填料,采用螺栓、壓蓋、壓輪等零件,擠壓橡膠圈使它緊密充填于承插口縫隙,達(dá)到氣密目的。機(jī)械接口操作簡(jiǎn)單,氣密性好,適用于高、低壓管道,是一種較為理想的柔性接口。它具有補(bǔ)償管道因溫差而產(chǎn)生應(yīng)力,及適應(yīng)接口折饒、震動(dòng)而不發(fā)生漏氣的特性。其結(jié)構(gòu)如圖2-c所示。
承插接口的鑄鐵管不適用于天然氣的輸送,這已被大家所公認(rèn),這里就不加累述。對(duì)于柔性機(jī)械接口鑄鐵管,根據(jù)文獻(xiàn)【1】,此類鑄鐵管可適用于液化氣混空氣燃?xì)獾妮斔?。由于混空氣含有很少的水蒸氣、芳香烴及焦油,天然氣也有類似性質(zhì),故可認(rèn)為,這種接口同樣適用于天然氣的輸送。此外,這類機(jī)械接口管道在上海浦東地區(qū)的天然氣管網(wǎng)改造中也尚未完全改造,在五年的運(yùn)行中,也沒(méi)有出現(xiàn)明顯問(wèn)題,所以根據(jù)浦東的經(jīng)驗(yàn),可以認(rèn)為機(jī)械接口的鑄鐵管基本適合天然氣的輸送。
天然氣進(jìn)入青浦之后,為避免一次性大面積開(kāi)外,給市政交通及人民生活造成重大影響,同時(shí)也考慮到資金籌措等困難,在此次改造中保留原有機(jī)械接口的鑄鐵管道,只對(duì)承插式鑄鐵管予以改造。
3.5戶內(nèi)管道的改造
借鑒其他一些地方,尤其是上海浦東地區(qū)的輸配管網(wǎng)轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn),對(duì)于戶內(nèi)管只要在原厚漆麻絲密封的絲扣外加涂密封膠,即可達(dá)到防露目的。此項(xiàng)轉(zhuǎn)換工作應(yīng)在轉(zhuǎn)換前完成。今后的立管施工應(yīng)采用密封膠作為立管絲扣的密封材料。
4結(jié)論與建議
本方案將老中壓管網(wǎng)系統(tǒng)和調(diào)壓站有計(jì)劃地進(jìn)行改造,使其滿足了天然氣的輸送要求,同時(shí)也使原有管網(wǎng)不合理的布局得到改變。
本方案只改造了承插接口的鑄鐵管道,對(duì)于單層橡膠墊圈機(jī)械接口鑄鐵管,如果在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,需進(jìn)行修復(fù)或替換。
在資金允許的情況下,加快青浦老城區(qū)燃?xì)夤芫W(wǎng)改造的步伐,使之與天然氣進(jìn)入青浦的時(shí)間協(xié)調(diào)一致。
參考書目
1曾錦森.煤制氣改供LNG混空氣方案選擇及管網(wǎng)改造.煤氣與熱力,1999
2蔣連成等.天然氣轉(zhuǎn)換與舊管網(wǎng)的改造.煤氣與熱力,2002
3席德粹等主編.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)與施工,1999
4保紅.城市煤氣輸配管網(wǎng)與天然氣接軌的探討和對(duì)策.城市煤氣,2000