城市燃气管网存在的风险

城市燃气管网作为城市建设必不可少的基础设施 之一，是城市能源供应的重要组成部分，近年来 在很多城市有了飞速的发展 ,对提高人民的生活水 平，改善大气环境，建立环保型城市做出了很大 的贡献。然而随着管道的不断延伸，管线的日益 老化，管道供气服务问题也日益突出 . (1)群发性 (2)社会性 (3)突发性 (4)复杂性 1. 城市燃 气管网积 水 2. 城市燃 气管网堵 塞 3. 城市燃 气管网泄 漏 4. 城市燃 气管网爆 炸 5. 城市燃 气管网供 气不足 管网积水问题是管道供气服务问题中较为 突出的问题，在各大中城市燃气运营中， 均存在不同程度的管网积水。管网积水问 题少则影响一个单元、一栋楼的居民用气， 严重时更造成大面积停气影响上千户居民 用气 . 例如：沈阳市燃气管网自上世纪 20年代日 伪时期铺设第一条瓦斯气管线，至今已有 80余年历史，目前采用高、中、低压三级 系统，市内中、低压二级运行，管道燃气 用户 130余万户，基本形成了“中压成环、 低压成网”的格局。沈阳市现有燃气抽水 缸 10375个，其中中压抽水缸 1384个，低压 抽水缸 8991个 (以上数据截止于 2006年 12月 末 )。 2006年总抽水次数 8079处，年抽水总 吨数大约为 4007.2吨。 频度 1天 1次 2天 1次 1周 2次 1周 1次 数量 6处 2处 8处 37处 1周 1次中压 线 2条 2周 1次 1月 1次 合计固定抽 水点 每月突发性 临时抽水 铁西区北三 路中压全线、 北四路中压 全线 10处 2处 79处 平均 5处 (一 )炼焦煤气厂生产炼焦煤气形成的工艺水和杂质，进入管线 形成管网积水并腐蚀运行管线。 (二 )燃气管网老化问题形成进水点，造成管网积水。 (三 )城市建设中施工造成燃气管网受损，形成管网进水。 (四 )燃气管道工程施工过程中质量问题，造成施工过程中进水， 形成管网积水。 1、燃气管线 老化腐蚀严重， 形成腐蚀漏点； 2、燃气管线老化受 外力作用断裂； 3、燃气管线 老化造成接口 微漏。 部分城市燃气设施建设 较早 ,管线年久失修，造 成燃气管网老化。燃气 管网老化问题可分为三 类： 若泄漏点处于地下水位 较高地区或相关管线存 在水的泄漏，就极易形 成进水点或从接口渗入 水，造成燃气管网积水， 从而影响供气。 随着燃气管道工程施工市场的放开，各种 施工队伍涌入燃气管道施工市场。由于施 工过程中质量控制问题，造成雨水、地下 水、管道水进入燃气管网，形成管网积水。 (一 )炼焦煤气厂生产过程中形成的工艺水，可以通过强化净化 工艺的管理和加强工艺水地区抽水工作管理来解决。 (二 )改变抽水管理工作的被动管理为主动管理，建立健全抽水缸及 其相关管线的主动预防性综合管理体制。 (三 )在地下水位较高的地区，大胆尝试中压进户，从技术手段上尝试 解决燃气管网进水问题。 (四 ) 杜绝人为因素造成燃气管网泄漏形成的管网积水等管网破坏事故。 根据燃气管道的堵塞 特点、燃气成分、杂 质成分及堵塞物的成 分分析我们认为燃气 管道中输气干线的堵 塞原因主要有： （一）萘的 凝华 （二）焦 油尘的沉 降 （三）碳 酸盐、铵 盐的生成 在堵塞物的表面，附着有许多白色片状晶体， 明显是萘晶体，其析出过程是：随着焦炉煤气 出厂进入燃气管道的燃气干线，逐渐远离厂区， 由于燃气温度与土壤问题存在温差，而且突然 温度低于燃气温度，于是燃气将通过管壁于土 壤之间进行传热，使燃气温度逐渐降低，最后 降到与土壤温度几乎相等。焦炉煤气中原来没 有达到饱和的萘蒸气在这个过程中饱和度逐渐 增大，最后达到饱和状态，甚至超过饱和度很 多，这时就有萘晶体析出，附着在管壁周围， 成为供气障碍，久而久之就会堵塞管道。 城市燃气经过净化以后，虽然大部分焦油 除去，但是燃其中仍杂着少量微小的焦油 雾滴，随着燃气进入地下管道，而后较大 的焦油雾滴经过碰撞粘结在一起，再由于 重力的作用沉降在管道底部，或者作为萘 蒸气结晶时的晶种，随着萘蒸气的析出而 附着在管壁上。这种焦油尘的堵塞较易发 生在管道弯曲部位、有变形部位，管道内 壁粗糙度对他也有影响。 在干燥条件下， N与 C、等很难繁盛反应，但 是在有水的条件下或相对湿度很大时，由于氨 溶于水呈弱碱性，而、 C等气体溶于水却呈弱 酸性，它们之间很容易发生中和反应而生成碳 酸铵、碳酸氢铵、硫化铵等晶体，从而堵塞管 道。 对策研究：提高煤尘净化程度、将煤气 预冷至管道埋深处的最冷月的低温、加强维护、 送气时加入一些助溶介质、清除管道中的堵塞 物（机械和化学清除方法）。 事故成因 腐蚀因素 电化学腐蚀 化学腐蚀 杂散电流腐蚀 气候因素 季节变化引起土层的不均匀胀缩、升降，导致管 道系统不均匀沉降，管道钢管焊口和铸铁管的机 械接口处受到剪应力和拉伸应力的破坏 调压站内限压水封筒因气温骤降发生冻裂现象， 造成安全放散系统失灵，煤气放散 气柜因水槽、挂圈冰封，而发生吸空变形、脱轨 漏气等现象 外力因素 破坏 违章建筑物压占管线 重车碾压 为了提高管道 (主要是钢管 )的防腐能力，首 先应该在确定防腐方案前，进行实地考察， 使防腐措施具有针对性。并要求所选择的 外涂层绝缘性能和抗冲击能力强。并通过 对实际运行中的燃气管道进行检测，检验 防腐效果。 城市燃气系统可划分为燃气生产、储配站 和输配管道、最终用户三部分 ,每一环节都 可能发生事故 ,表 1是部分重大燃气爆炸事故 的统计。 从表 1可以看出 ,各个环节 爆炸的原因如下。 生产环节 运输环节 使用环节 (1)违章 作业 (2)设备 老化 (3)操作 规程不合 理 在表 1中 ,爆炸是发生在 运输环节的只有三次 , 但细看即可发现 ,在居 民楼燃气爆炸事故中 有相当大的一部分是 由于燃气输配管线泄 漏 ,随地沟进入了居民 楼 ,然后遇明火而引起 的爆炸。主要有以下 几方面 : (1)城市管网管 理混乱 (2)无统 一规划 (3)各种 管道间隔 不够 (1)居民存在侥幸心 理或没有对事故认 真对待 ,如忘关阀门、 为节省用量将罐倾 斜或使用热水浸泡。 (2)房屋结构构造不 够合理。 (1) 在生产环节加强日常管理工作 ,消除事故的隐患。 (2)运输过程应由市政部门来集中规划、统一管理 , 与规划部门协调好 ,与城市道路和其它管线统一布臵。 (3)管网布臵应符合工艺要求 ,与其它管线保持一定安 全距离 ,必要时设立报警装臵。 (4)加强对居民的安全教育 ,在各种燃气具上都应有 详细的使用和保养说明 ,并绘制于醒目的位臵。 (5)对现有结构体系质量加强监督。 燃气爆炸事故兼有随机性和确定性 （一）城市 燃气的调峰 （二）城市燃 气的储存 1、事故调峰 上游向下游供气时，因管道、设备损坏以 及无法抗拒的因素而引起的非正常停气， 都将直接影响下游的供气可靠性，因此须 考虑起源的事故调峰。 2、季节调峰 3、日调峰 4、小时调峰 储气设施根据储气压力的不同，可分为低 压储气和高压储气，高压储气又可分为高 压球罐储气、高压管束或高压管道储气和 地下储气库储气。 城市燃气的用气量是不均匀的，它是随着 时间变化的，当城市燃气用气量大于平均 供气量时，管道压力下降，以弥补供气量 的不足。当城市燃气用气量小于平均供气 量时，管道压力上升，以储存多余的燃气。 恰当地选择管道的起终点压力的波动范围 和管道直径，可使其具有一定的储气能力。 根据上述储气能力的 计算公式，分别分析 管道直径、管道长度、 起点压力、终点压力 对高压管道初期的影 响，如下图所示：