中小城市天然气置换中的操作思路

摘要：本文以枣庄市为例，分析了中小城市天然气置换过程中原有输配系统的合理利用和技术改造，制定了行之有效的置换方案，为类似城市的天然气置换工作提供了借鉴意义。 关键词：天然气：置换 西气东输工程冀宁线于2008年正式竣工，为沿线城市进行天然气置换带来了前所未有的机遇。作为山东省最早使用管道煤气的城市，枣庄市在焦炉煤气输配方面有着成熟的管理经验和完整的管道系统，为天然气置换提供了有利的条件。但天然气置换毕竟是一项涉及面广，要求细致的工程，况且焦炉煤气输配系统不能完全适用于天然气的输配，因此在置换时需要进行深入地研究。 天然气与焦炉煤气同为可燃气体，其物理性质和化学性质有很大差异。首先，天然气不含水蒸气，杂质含量很少，输送压力较高；焦炉煤气中含有水分及煤焦油等杂质，输送压力较低。其次，天然气的热值比焦炉煤气高出一倍以上，两者华白数和燃烧势的差距也很大，因此不能在同一燃具互换使用。鉴于它们之间的特性的差异，在焦炉煤气向天然气转换时，需要对原有煤气输配系统和煤气设施进行适当改造和调整，以保证正常运行。 一、合理制定置换方案，确保平稳过渡 置换方案的设置需要考虑管网结构、地理环境以及居民生活水平等因素，方案合理与否又直接影响到置换工作的顺利进行和今后的安全供气。因此必须全面考虑，认真细致地制定方案。 枣庄市城市煤气管网采用的是中一低压两级压力系统。中压管线沿市区主要路段形成环网，分布在各区域内的煤气调压站将焦炉煤气由中压转为低压，进入低压管网向居民用户供气。各个调压站的低压管道辐射区域具有独立性，与相邻调压站的低压管道互不干扰，因此可以作为天然气置换的基本单位。这样可以保证已置换的调压站供应天然气，而未置换的调压站仍可正常供应焦炉煤气。 由于各个调压站所供应的用户数量差距较大，可以按照供应数量大致划分置换片区。有的调压站可以单独改造，单独置换，有的可以几个调压站统一改造，同时进行置换。 采用推进式置换的方法，从天然气引入点沿着中压主干管，按照顺序一个一个对具备条件的片区进行置换，直至所有片区均置换完毕。置换过程中应在片区之间的中压管道上设置临时切断阀，用来切断已置换片区的天然气和未置换片区的煤气(如图)。置换工作应结合调压站低压管网改造工作同步进行，改造完一个置换一个。使置换工作有条不紊的进行。 二、原有输配系统的技术改造 (一)原有地下管道的改造。枣庄市原有焦炉煤气中压管道146.8km(以≥Dg100计)，低压管道386.2km(以≥Dg50计)，大部分采用PE管或无缝钢管焊接敷设。其中，对于尚在设计使用年限内，腐蚀较轻的管道可直接用于输送天然气，这样既可以减少投资，充分发挥原有管网的作用，又能够降低改造工作的工程量。对于一些老旧和腐蚀严重的管道应重新敷设，消灭安全隐患。对于一部分采用球墨铸铁管承插式连接的管道，承插口的密封材料为水泥麻丝或铅麻丝，用于输送焦炉煤气尚可，在输送较为干燥的天然气时其接口密封材料会脱水干缩，易产生泄漏，必须予以更换。在转换过渡期，可以考虑暂时对天然气进行加湿处理，然后逐步对铸铁管道进行改造。 (二)地上管与八户管的改造。原有的地上管与入户管大多为镀锌钢管螺口连接，填料以铅油麻丝为主，部分采用聚四氟乙烯生料带密封。2004年以后新装煤气用户均采用室外集中表箱，铝塑管分户引入的安装方式。对于用聚四氟乙烯生料带密封的接口可以不做改动，而采用铅油麻丝密封的接口，输送干燥的天然气时，同样有密封填料脱水干缩造成漏气的问题，因此必须进行改造处理。可以利用改造的机会，将原室内挂表的用户统一改为室外集中挂表，既能够提高安全保证，又有利于以后的管理工作。 (三)调压设施的改造。原有煤气调压设施一般稍作改动即可适用于天然气的调压。但由于煤气是湿燃气，施工中进入管内的灰尘、运行时产生的铁锈、煤气本身夹带的杂质等平时黏附于管底。在转换为输送天然气后，这些杂质逐渐脱水干燥，最后随着燃气的流动在管道内飞扬，结果是堆积于阀门、调压器及管道弯头等处，造成阀门失灵和管道阻塞，甚至会使调压器压力异常而产生事故。为防止此类事故发生必须在每个调压器前加装过滤器装置，定期进行清理。 (四)压力级制的选择。合理确定城市天然气的压力级制，不仅可以降低工程费用，而且有利于日常的输配运行管理。压力级制应根据现有输配系统的情况合理选择。原有的输配系统为中压(0.1MPa)、低压(0.005MPa)两级供气。由于天然气主管道压力较高，所以在设计压力方案时，可以根据需要重建压力级制，充分利用天然气的压能。实践中考虑到原有管网的设计能力，将天然气中压管网运行压力设定为0.2MPa，焦炉煤气压力不变，采用新区新级制，老区老级制的方式运行，随着置换的完成，逐步过渡到统一压力。