商业综合体天然气管道设计探讨.doc

商业综合体天然气管道设计探讨张琴（合肥燃气集团有限公司设计院 安徽合肥市 230001）摘要 结合工程实例，从设备选型、管道设计、安全措施等方面探讨了商业综合体天然气管道的设计要点。关键词 商业综合体；天然气管道；设备选型；安全措施商业综合体就是将城市中的商业、办公、居住、宾馆、展览、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的三项以上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。综合体不仅改善城市商圈模式，提升城市商业规模，而且它的高密度性、复合功能性、业态相互依存性，将各种商业业态集聚为一体，可以为未来更好发展提供坚实的基础。综合体多位于城市中心，对配套设施的建设尤其是燃气工程提出了更高的要求。其特殊性表现为：用气量大、用气点多、用气设备种类多，要求的压力级制不统一等等；本文就以上存在的不利因素，结合工程实例从设备选型、管道设计、安全措施等方面逐一进行探讨。1 工程概况以某商业综合体为例：该商业综合体位于老城区，该地段寸土寸金，用气规模约1770Nm3/h；有餐饮、锅炉用气。其中锅炉两台，每台用气量为480Nm3/h，合计用气量为960Nm3/h，其余为餐饮，合计用气量为810Nm3/h，用气点30处，各层防火分区划分多。该商业综合体裙楼负一层六层均有用气点，锅炉房位于负一层，三六层部分是主要用气区域，均为餐饮，裙楼每层建筑面积约2万平米，每层约划为四六个防火分区。其中餐饮集中的六层，上有电影院，下有商场百货，防火分区达到六个。餐饮的用气压力为2KPa，锅炉用气压力为15kPa，合肥市老城区天然气管网的供气压力为0.2MPa。2 调压计量设备的选址与选型2.1 调压设备的选址调压柜位置：该楼北部及东部为主要广场，西部与另一座商业综合体交界，空间不够，南部为高层住宅，调压柜到周边建筑物的距离无法满足城镇燃气设计规范要求的调压柜距重要公共建筑、一类高层民用建筑不小于8米的水平安全净距要求1。经过与甲方的沟通并对该综合体周边地下资料的详细查阅，并考虑满足锅炉（锅炉房位于综合体南侧）缓冲流量的要求2，选定在北部广场距该商业综合体北山墙以北十五米处设地下调压箱一座。2.2 调压设备的选型锅炉用气量为960Nm3/h，餐饮用气量为810Nm3/h。调压箱计算流量按总用气量的1.2倍考虑，由于锅炉、灶具用气压力不一样，则选用的调压柜内含两路调压器，一路调压器额定流量为1500m3/h，出口压力为16kPa，供锅炉用，另一路调压器额定流量为1000m3/h，出口压力为3kPa，供餐饮用。进口压力均为0.020.2MPa。该地下调压箱的设置须满足城镇燃气设计规范第6.6.5条的要求1。2.3 流量计的选型工商业用户中常用的流量计有3种：IC卡膜式燃气表、罗茨流量计、涡轮流量计。3种流量计的比较见表1。表1 各种流量计的比较流量计种类量程/(m3h-1)智能温压补偿价格始动流量安装要求计量精度维护和检修使用寿命气质要求和影响膜式燃气表0160无便宜较小一般一般现场无法维护与检修较短低罗茨流量计0650有较便宜较小管道吹扫，装过滤器高清理过滤器，现场拆装、检修较长中涡轮流量计06500有较贵大前后直管段有要求，管道吹扫，装过滤器高清理过滤器，现场拆装、检修较长高经过多方比较，罗茨表具有精度高，量程比宽，始动流量低（现场抽出机芯即可维护），安装、清理、维护方便，对流量计前后直管段要求不高，并能实现在线温压智能补偿，相同流量下的罗茨表比皮膜表价格高，但性价比高，综合考虑后比皮膜表经济。所以本项目均选用罗茨表，锅炉房两台锅炉非同时使用，故选用两块DN100罗茨表，餐饮流量计的选型根据各个店的具体用量分别设置，此处不一一累述。2.4 流量计的选址流量计安装的位置应根据现场情况来确定，应符合规范要求，并兼顾美观。可有以下几种选择：室内后堂灶间、室外合适位置(需要加装防止日晒雨淋的金属保护罩，并采取保温措施)。如果条件允许，应首先考虑安装在室内后堂灶间，与其他设备保证安全间距。3 管道设计3.1 管道敷设考虑到该项目用气量大，用气点多且分散，各层防火分区划分也较多，首先选择多根立管从不同方位登高，因条件不允许：北立面及东立面是主立面，外装玻璃幕墙，西立面处地下管位紧张，此方案取消。后采取南面一根立管登高至屋面，从屋面倒挂入户，因用气量较大的区域位于六层，下方楼层用气量相对较小此方法较为经济合理。对于不合理的用气点（燃气管道须穿越规范禁止穿越的区域才能到达该点），与甲方说明后，同意取消；但此方法的负面是：空间局限，大管径明管架设施工难度大，且不美观。最后与甲方及建筑设计方共同商定，选择该楼西南角处一外凸构造，让其每层加砌检修平台，作为燃气登高专用平台。另外考虑到燃气低压管道管径为DN250，登高至七层平台，若采用直接登高，管道自重很大，不便于施工，为此，我们采用两根DN150、一根DN125管道登高，并在适当位置（五层和三层的楼板下翻梁处）设置弓形弯，解决了管道承重负荷。根据甲方提供准确的用气点位置后，于每相邻两层间防火分区的交错重叠部分，要求建筑设计院预留管道井的位置。因为燃气设计的较早介入，在商业裙楼结构封顶前，该楼增设了三处燃气专用管道井，这样较好解决了各层防火分区的交错及用气点的交错问题。管道井的顶部设置通风百叶与大气相通，并有防雨雪倒灌入管道井的措施且管道井高出顶层屋面的高度不低于女儿墙高度。四层北面有两户餐饮，离燃气下降主供气管较远，因燃气管须穿越规范禁止穿越的区域，所以不能从户内敷设，只能从外立面架空引至用气点，而外立面是玻璃幕墙，在与甲方的共同商讨下，将四层燃气管道经过处的幕墙加以改造，管道经过处幕墙改为百叶式管槽，管槽三面采用非燃密封材料与幕墙其它部位完全隔开，对外采用可拆式百叶。户内埋设在吊顶内的燃气管道也采用此做法。3.2 管材选用 由于施工区域有热力管且空间有限，故室外埋地管采用钢管，219X7采用螺旋缝双面埋弧焊钢管，防腐采用3PE工厂化防腐，其技术要求参见钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准（SY/T0414-2007）、埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准（SY/T0413-2002），其余为埋地热轧无缝钢管（GB8163-2008，20#），采用加强级聚乙烯胶粘带防腐，具体要求详见钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准管道连接均为焊接或法兰连接。室外及后堂灶间明设管道一般可选用无缝钢管和镀锌钢管。当后堂灶间、包厢和大厅天然采光，且窗洞口面积大于地面面积的1/6，自然通风且通风开口面积大于地面面积的1/10时3，可视为天然采光和通风效果良好，可采用镀锌钢管螺纹连接。当达不到上述的天然采光和通风要求时，可视为天然采光通风效果不好，其用气房间明设管道应采用无缝钢管焊接连接。4 安全措施室外引入管设快速自动切断阀，并与可燃气体(含CO、CH4，以下同)泄漏报警器和送排风系统等装置连锁。敷设燃气管道的区域内，在任何一个报警器报警的同时，快速自动切断阀应切断气源，并开启机械送排风系统。 后堂灶间天然采光和通风的条件不满足规定要求时，户内应设置可燃气体泄漏报警器。其送排风系统通风量应满足下列三方面的要求：a.正常工作时，换气次数不应小于6次/h；事故通风时，换气次数不应小于12次/h；不工作时，换气次数不应小于3次/h。b.当燃烧所需的空气由室内吸取时，应满足燃烧所需的空气量。c.应满足排除房间用气设备散失的多余热量所需的空气量。采用焊接连接的管道应尽量减少焊缝数量，必要时，应提高焊缝的无损检测比例，固定焊口应进行100%射线探伤检验，活动焊口应进行10%射线探伤检验，以保证用气的安全性1。地下负一层锅炉房应满足：a.应有机械通风和相应的防火、防爆安全措施以及电气防爆及消防设施；b.应有固定的照明设备；c.应用非燃实体墙与其他房间隔开，如须开门应设甲级防火门；d.照明及电气系统应防爆；e.室内应设置可燃气体报警装置且与室外的紧急切断阀（电磁阀）及室内的事故排风装置联锁，其声光报警信号还应引至有人值守的值班室内；f.锅炉房内须保证通风换气次数不小于10次/小时；g.应设置直接对外的安全出口。室外加设电磁阀1。5 小结商业综合体的燃气户内设计普遍存在着设计周期短，用户业态变化频繁的特点，而室外道路的铺装和建筑物外立面的施工，往往要求我们先行设计和施工燃气外管部分。受到分期施工分期交付的影响，在用气量规模资料收集准确性上存在时间差，各类用气设备使用天然气的压力不同，使用同一压力的相同设备却不同时完工交付使用。因而，作为设计人员在配合甲方建筑施工中进行的前期外管设计要从大局出发，充分考虑后期的燃气管道设计，首先一定要核实整体工程的分期施工的界限，避免出现把燃气管线敷设进仍未施工或正在施工的区域，造成燃气管线被破坏，燃气泄露造成事故；其次就是把已掌握的资料理清，明确建筑物功能对天然气的需求，尽量做到能准确估算使用天然气的规模。本着经济、合理的原则选择调压器，布置中、低压管网。进行燃气管道设计布置的时候一定要密切关注建筑本身的装修效果，满足规范要求的前提下，适时做出调整。强烈建议开发商在商业综合体建筑设计时综合考虑配套设施尤其是燃气管道的建设，与燃气设计及相关部门充分沟通。提前核实和确认所有使用天然气的设备安置位置是否合理等，以便适时调整，方便后期的设计与施工，最终达到整个