第二章 城镇燃气管道概要

第一节 燃气管道基本要求

城镇燃气具有易燃、易爆和有毒等特点,一旦供气设施发生泄漏,极易发生火灾、爆炸及中毒事故,造成国家和人民生命财产的损失。因此,确保燃气安全供应是城镇燃气供应单位的重要职责。

近年来,我国燃气事业飞速发展,新工艺、新设备、新材料、新技术在燃气行业有了广泛应用,特别是城镇燃气系统运行压力级制的提高,聚乙烯(PE)管、压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)技术的广泛应用对城镇燃气的运行管理工作提出了新的要求。发展就是要满足社会需要,不断地向用户提供优质气体燃料。可靠意味着用户随时随地都可以获得所需要的城镇燃气;安全则是要求使用城镇燃气时安全而无事故。为此必须做好城镇燃气的安全管理。城镇燃气通过管道与千家万户相连,不论从理论上还是生活实际,对城镇燃气的使用,安全总是第一位的。城镇燃气的管理与使用单位,历来比较重视安全,并制定了设计、施工验收、运行管理等方面的规范与标准,保证了设计施工均有章可循,有法可依。近些年来城镇燃气发展较快,有时为了工程进度而忽视质量的现象时有发生,埋地敷设的燃气管道又是隐蔽工程,在城镇中经常有燃气管道被违章占压,甚至有的压在建筑物之下,有的燃气管道与建构筑物间距严重不足,一旦发生燃气泄漏,后果将是十分严重。

国内外由于燃气泄漏而造成安全事故的实例很多,例如某年冬天,某市正值上班高峰,由于地下燃气管道漏气,达到爆炸极限范围,遇明火在一路口处引起爆炸,造成6人死亡,26人受伤。又如,某市地下燃气管道受压过大而断裂,燃气漏入楼内,遇明火引燃,三层砖混结构住宅严重受损,3人死亡,6人受伤。

1995年,韩国大邱市燃气公司用液化石油气掺混空气作为城镇燃气的0.4MPa燃气管道,由于挖土作业被钻穿,造成大量燃气泄漏,顺着敞开式下水道流至地铁基坑,遇明火点燃,引起爆炸,造成101人死亡,107人受伤。

1984年,墨西哥首都墨西哥城郊一所液化石油气供应中心一管道产生裂纹,液化石油气外泄,遇明火引起连锁爆炸,供应中心站内54座液化石油气储罐全部爆炸起火,在数百米上空形成了巨大的火球,爆炸冲击波将10km外的住宅玻璃震碎,油罐碎片四处飞散,事故中约490人死亡,4000多人受伤,900余人失踪,31000人无家可归。

这些惨痛的事故教训深刻。

城镇燃气已有多年管理经验,形成了一整套设计、施工安装、竣工验收及运行管理的体系。作为压力管道应按照压力管道安全监察的要求,对设计、制造、安装、使用、检验、维修、改造实行全过程的安全监察,以保证安全,杜绝事故发生。

此外,在现代化城市中,燃气和电力、自来水一样,既是城市重要基础设施,又是不可缺的基本能源供应,对城市的经济建设和人民生活都有着重大影响。因此对燃气管网输配系统的安全可靠性有很高的要求,其中最基本的要求如下:

一、管道、设备不泄漏

燃气管道是有压管道,一旦发生泄漏,就可能导致火灾、中毒、爆炸等恶性事故。泄漏出的燃气达到爆炸极限范围,遇到明火(包括撞击火星及电火花),就可能引起爆炸和火灾事故;人工燃气中含有一定成分的一氧化碳等有毒气体(我国城市人工煤气一氧化碳含量有的高达20%以上)可危及人的生命安全;燃气的泄漏既是一个能源的浪费,也会造成环境的污染。因此,“不漏气”对燃气管道来讲是最重要的,也是最起码的要求。

随着我国国民经济的不断发展,城镇燃气汽化规模与普及率大幅度提高,为确保广大人民群众生命财产安全,原劳动部于1996年颁发了《压力管道安全管理与监察规定》,将一部分危险性较大的管道定义为压力管道(包括城镇燃气管道),由政府实施安全监察。从此,我国的压力管道开始进入法制管理时期。随着我国安全生产法规的不断健全,国务院于2009年颁布了《特种设备安全监察条例》,将压力管道纳入特种设备范围,并对应进行监管的压力管道的含义作了明确规定,即压力管道是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道(包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施)。

压力管道的安全监察涵盖了六大方面的内容:①压力管道设计环节的安全监察;②压力管道制造环节的安全监察;③压力管道安装环节的安全监察;④压力管道使用环节的安全监察;⑤压力管道维修、改造环节的安全监察;⑥压力管道检验环节的安全监察。

此外,还实行资质许可制度,相关单位要有相应的管理制度,所有这些都是为确保压力管道的安全运行,确保压力管道不泄漏。

二、管道、设备耐腐蚀

经久耐用、耐腐蚀是燃气管道不泄漏的必要条件。城镇燃气管道是城镇重要基础设施,投资大、施工涉及面广、检查和抢修难度大,也要求燃气管道耐腐蚀、使用寿命长。

城市燃气管线埋在地下,目前使用最多的是钢管和铸铁管。铸铁管耐蚀性好,但承受压力低,而钢管如没有有效的防腐措施,2~3年就有可能腐蚀穿孔,发生燃气泄漏。

为使钢质管道耐腐蚀、不易损坏,一定要认真做好管道腐蚀防护这一重要环节。对钢管而言,管道的涂层保护和电保护相结合是非常有效的腐蚀防护措施。从理论上讲,这种联合的保护措施可以无限期延长埋地钢管的使用寿命。

也可采用耐蚀性好的铸铁管(球墨铸铁)和大力推广应用聚乙烯(PE)燃气管等新型材料。

经国内外长期反复实践表明,聚乙烯(PE)燃气管确具有其独特的优越性:耐腐蚀性能强,具有非常优异的耐化学性;柔韧性好,能适应较大的管基不均匀沉降和优良的抗震性能;重量轻,连接方便,有利施工;低摩阻,降低运行能耗等。因而在中、低压燃气输送管道中得到了越来越广泛的应用。

三、冬季凝水不冻结

燃气中往往含有一定的水分、油分和萘(主要是人工燃气)。在温度较低(冬季)的情况下会在管道中凝结出水和油而发生水堵,冬季还会产生萘的结晶体而发生萘堵。为了保证输气畅通,就需要及时排除这些水和油。为此,在管道设计中,规定了一定的坡度(不小于0.003),在管线最低点(500mm左右为一段)设置凝水缸,定期排放管道内的液体,以保证输气的畅通。

在寒冷地区,保证凝水和凝水缸冬季不冻结是输气管线正常运行的必需条件。《城镇燃气设计规范》中明确要求燃气管线要埋设在土壤冰冻线以下,从而保证了凝结水不会冻结。

供应城镇的燃气质量应符合国家规定标准的要求,燃气中的有害物质应控制在规定的允许范围之内。