摘　要：本文阐述了实际工作中城市燃气管道在设计，以及运营方面容易出现的技术问题，在设计方面通过讨论高层建筑小区设计和工商业用户计量表设计选型中应注意的问题，在运营方面通过分析气管道水堵和工商业用户计量表不计量等现象，总结出切实可行的改进意见和措施。

关键词：燃气管道设计运营高层建筑工商业用户

随着城市燃气的快速发展，管道天然气越来越普及，与此同时在燃气管道设计方面经常会遇到一些新问题，高层建筑小区设计、工商业用户计量表设计选型等等方面也出现不少的难题。现就燃气管道在设计、运营技术方面进行探讨，进而采取有效的改善措施。

1 城市燃气管道设计技术难点分析

1.1 高层建筑居民小区设计上的技术难点

随着城市化进程的不断发展，高层建筑或超高建筑如雨后春笋般迅速崛起。鉴于高层建筑的特殊性，在进行燃气供应系统的设计时，就必须解决在多层建筑中对燃气管道和燃气供应影响不大而可以忽略不计，但在高层建筑中的燃气管道和燃气供应就不可忽略的一些因素。在高层建筑室内燃气管道的设计中需考虑的问题较多，如附加压力大，高层建筑沉降量大，立管较长且热伸缩量大，以及如何保证技术先进和安全用气。

1.1.1 高层建筑附加压力的影响及消除方式

1.1.1.1 附加压力的计算

民用天然气燃具的额定压力p_n=2000Pa，燃具前压力应在(0.75~1.5)p_n范围内波动(参见《城镇燃气设计规范》(GB50028—2006))。当天然气压力超出此范围，燃具的热效率降低，燃烧不稳定，燃烧噪声大，出现脱火或者回火等现象。目前，安阳市高层建筑的燃气设计主要采用低压入户，在计算低压燃气管道的压力损失时，应考虑因建筑高度而引起的燃气附加压力△p，计算如下：

若庭院压力损失按300Pa考虑，高层室内立管管径按用气高峰时最高层用气点沿程阻力损失抵消附加压力设计，用户灶前压力为2000Pa，燃气表压力损失按100Pa计，则调压箱出口压力应设定为2400Pa。在最不利工况时(用气低峰时段)，假设只有几户用气，管道沿程阻力接近0，局部阻力仅为燃气表的阻力。

设用户燃具前的压力为p，则：

p=2400Pa+△p-100Pa=2300+5.64×h

当p=3000Pa时，h=124m。因此当楼层高度超过124m时，附加压力的影响会使灶前压力超过燃烧器的允许波动范围。为了使用户燃具前的压力波动范围变小，更接近额定压力p_n，有必要采取措施，减小附加压力的影响。

1.1.1.2 附加压力影响的消除

(1)增大管道阻力损失：对20层左右的高层建筑，可采取6~8层变一次管径，增大立管的沿程损失；并在立管上分段设置调节用阀门，增大局部阻力；

(2)设置低—低压调压器：对30层以上的高层建筑,可以考虑在立管适当位置或在高层用户表前设置低—低压调压器，使燃具前压力接近2000Pa；

(3)设置中—低压调压器：对于超高层建筑，可采用中压B级压力入户，表前安装中—低压调压器，使燃具前压力接近2000Pa。

1.1.2 高层的建筑沉降的影响及补偿措施

高层建筑因自重会产生一定的沉降量，从而可能导致引入管的切向应力大，而建筑基础处回填土的沉降也会导致引入管局部悬空，容易引发事故。一般情况下，高层建筑在竣工后5年内的沉降速度最大，以后沉降速度逐渐降低。《城镇燃气设计规范》中规定：“建筑物设计沉降量大于50mm时，可对燃气引入管采取如下补偿措施：

(1)加大引入管穿墙处的预留洞尺寸；

(2)引入管穿墙前水平或垂直弯曲2次以上；

(3)引入管穿墙前设置金属柔性管或波纹补偿器。”

其中方式(1)和(2)有损建筑外立面效果，一般采用方式(3)，但(3)中安装金属柔性软管时应注意，软管前出地燃气管道不得进行固定；软管必须水平安装，不得有扭曲和弯曲现象，并使其处于自然伸展状态。

1.1.3 燃气立管的应力与热补偿

高层建筑室内立管较长，自重产生的应力和环境温度变化产生的热应力都很大，两种内力共同作用，达到一定程度时，造成主立管接口扭曲、断裂、表前管变形破坏、表接头松动，引发安全事故。在实际工程中，每隔6~8层在主立管上设一个门型弯，并在各分段立管底部设固定支撑，以承受立管自重，同时避免立管底部压缩应力过大。如遇建设方不同意在室内设置门型弯，则可以U型螺栓配角铁支架固定的方式替换立管上的管卡，以分散立管自重，并在立管上分段设置波纹补偿器，克服管道因温差而引起的应力和形变，便于维修。另外，考虑立管形变对表前管的影响，我们应该用金属软管作为表前管，以避免表接口形变漏气。

1.2 工商业用户计量表选型设计难点分析

工商业用户设计中最关键问题是计量表选型，它涉及到贸易计量问题，所以表选型要慎重，多计算、多比较，避免选型不合理造成计量误差。总结近几年已安装工商业用户计量表情况，发现存在计量不准确、表选型过大的问题，出现用量小的时候计量表不计量等现象。

如何才能做到选型合理，通过分析研讨总结出如下几点：

(1)用户提供工艺参数时，切忌随意性填写，多与设备供货商沟通技术参数；

(2)设计人员结合工艺参数，合理选择计量表，对于流量小的商业用户，选择皮膜表分表计量，采用一灶一表；对于流量稍大商业用户(餐饮类)，选择带温压补偿的罗茨流量计；对于流量较大商业用户(锅炉和直燃机)，选择带温压补偿的涡轮流量计；

(3)对于特殊用户，比如：燃烧设备总数较多，单台流量较小，此类用户采用分表计量，以确保单台开启时，计量表准确计量；

(4)为了便于分析计量误差，可设计室外总表计量，室内采用分表计量，然后对比数据分析，查找原因，进一步改进。

2 城市燃气管道运营技术探讨

2.1 燃气管道水堵现象分析

进入冬季，北方城市的部分小区会出现灶前压力过低现象，经相关技术人员现场核实，发现调压柜内管路不通，调压器后几乎无压力，判断是发生了水堵现象，经拆卸调压器后，内部出现结冰现象，分析原因主要有如下几点：

(1)中压管线在施工时未吹扫干净，残留有水分；

(2)冬季气温过低，容易出现结冰现象；

(3)维护保养人员未及时对管道及设备进行排污处理。

相应的改善措施：

(1)严格把控施工质量关，关键工序要监控到位；

(2)冬季要采取保温措施；

(3)及时多设备及管道进行维护、保养、排污处理。

2.2 工商业用户计量表不计量现象分析

在给工商业用户供气运营中，常常会发现用户计量表不计量的现象，在工程竣工置换通气时，燃烧设备正常工作，但计量表不读数；另外一种情况是，运行一段时间后，计量表出现故障，不读数。通过分析原因，并总结出预防措施：

(1)施工时未严格按照计量表说明书进行正确安装，导致转子不是处于水平状态，即出现不同轴现象；要求严格按照计量表说明进行施工；

(2)施工时计量表不允许参与吹扫、强度、气密试验，而施工方违反规范，导致计量表内部损坏；要求严把质量关，规范施工；

(3)对管道进行焊接作业时，管道内残留的焊渣，而在吹扫时未吹扫彻底，导致焊渣进入计量表，导致计量表卡死；要求彻底清扫管内杂物，保护计量器具；

(4)在管道刚投入运营三个月后，按操作规程须对计量表前过滤器进行清洗、维护，而维护保养人员并未按照规定对过滤器进行清洗；规范人员严格对计量表进行维护保养。

3 结论

城市燃气管道从设计、施工到运营管理涉及点多、面广，技术难度比较大。对高层建筑的天然气管道设计应综合考虑，尤其是对于高度逐步增加的高层建筑，必须综合考虑消防建筑结构特点、安全美观、稳定供气以及远期发展等诸多因素，确定切实可行的设计方案。对工商业用户计量表的设计选型应全部考虑用户的用气形式，对不同用户采取不同的计量方式，避免出现不计量、计量不准确等现象。

(本文作者：李燕燕 田文中 王鹏 张海坤 安阳华润燃气有限公司)