城市燃气管网的更新和改造

城市燃气管网的更新和改造论文摘要：北京地区从上个世纪50年代开始发展城市燃气事业，燃气管网从无到有、规模由小变大，随着管网的不断增加，管网的更新改造任务日益繁重，在更新改造过程中形成了一套行之有效的方法。一 旧管更新常用方法有两种：1、原地换管，在市政条件不允许的情况下只能利用原有路由换管；2、异地换管，在条件允许时采用此方法。旧管更新的优点是：可改变管径，改变材质。旧管更新的缺点是：投资大，施工困难。二 管道内衬法此法的优点是：无须全线开槽提高管线输气能力；缺点是：质量不易保证；为了满足做内衬的要求，首先要对管线进行必要的改造，改造后对管道进行清洗，常用的清洗方法有两种：一、通球清洗；二、水清洗。通球清洗过程中要注意通球的顺序，本着先通小球再通大球，先通软球再通硬球的原则。水清洗的效果比通球好。通球或水清洗后可以进行内衬施工，具体施工工艺见有关文献。三 内插PE管法PE管本身的特征使之成为“管中管”的理想材料，施工中应当注意内插PE管管径的选择，具体施工工艺的选择以及施工顺序等问题。随着新技术的发展城市燃气管网的更新改造要走出一条自己的新路。关键词：燃气，管网，旧管更新，通球，PE管北京市从上个世纪50年代开始发展城市燃气事业，燃气管线从无到有规模从小到大目前已遍布全市。城市燃气事业的发展给人民的生活带来了极大的便利、为首都的经济建设提供了充足的能源、为改善首都的大气环境做出了积极的贡献。随着燃气管线的不断增加，管线管理部门的工作量也日益繁重，在城市燃气发展的初期主要以焦炉气和油制气为主要气源，由于气体本身的杂质含量高管线长期运行后形成严重的化学腐蚀，同时由于大多数管线都未安装电保护设施导致电化学腐蚀对管线的严重破坏，一些管线在敷设仅仅几年后就出现穿孔现象。资料表明近年来由于化学腐蚀和电化学腐蚀造成的漏气事故呈上升趋势给人民的生产生活造成了重大的安全隐患。为此首都的燃气管理部门每年都要投入大量的人力、物力从事管网的更新改造工作，在工作中总结了一套切实可行的管网改造方法，这里仅对一些常见的施工方法做简单的介绍。一：旧管更新法“旧管更新法”顾名思义就是将需要更换的旧管道更换为新管道，此法的优点是：能够彻底改善管线的使用工况，并能增加管径提高管线的输气能力。此法的缺点是：由于管线敷设在城市主要道路下施工中必然对交通带来极大的影响，同时工程造价也大幅度提高。因此在实施换管之前要进行深入细致的调查研究工作进行经济技术比较。常见的施工方法有“原地换管法”和“异地换管法”。1. 原地换管法此法适用于敷设在城市主要道路下的中、高压管线，由于城市主要道路下敷设各种管线数量很多，相互之间的距离经过周密的安排通常不会给燃气管线提供重复路由，因此必须进行原地换管。由于管线敷设在城市主要道路下施工中必然给交通、市政等部门及周围居民的出行带来极大的影响。因此施工前必须制定详细的施工方案。原地换管法施工的基本步骤：首先要根据管网情况确定换管期间的供气方案，对于不能停气的管线需要先敷设临时线，利用临时线承担旧管线的供气任务。临时线可敷设在地表，过路口及重要路段的临时线应埋地敷设，敷设在地表的管线应做适当维护。临时线管径不一定和原管线相同，如夏季用气低峰期临时线管径可适当减小从而降低成本。临时线敷设完毕后要进行“导线”作业，将需要更新的管线断开、将临时线与带气管线连通。对于可以停止供气的管线（如：环线、连通线）可直接实施切线作业。“导线”作业后需要对旧管线进行吹扫，经仪器检测合格后方可实施换管工作。换管结束后进行二次“导线”即：恢复新管运行切除临时线。2. 异地换管法此法适用于具备路由条件的情况（如：小区内的低压管线改造、横穿市政道路等）。具体步骤是：先将管线敷设在新位置，再将新管线与带气管线连通，最后将需要更换的旧管线断开，旧管线经吹扫合格后启出地面。与“原地换管法”相比“异地换管法”由于无须临时线、减少了一次“导线”作业、从而节省了投资，同时避免了临时线长期暴露在地面所带来的安全隐患。二：管线内衬法“内衬法”是在管道内壁涂抹一层具有一定强度和抗化学腐蚀性能的保护层，以达到延长管道使用寿命的目的。形成保护层的涂料固化后具有一定的强度能对管壁的减薄区域产生填充作用甚至对管壁的穿孔起到一定的修复作用。由于保护层本身的厚度很小不会对管道的流通面积产生很大的影响，相反由于保护层本身的粗糙度小减少了流体流动过程中的能量损失从而提高了输气能力。实施内衬作业的施工工艺无须全线开槽大大减小了施工对交通的影响，同时也降低了工程造价。内衬法对施工工艺、内衬材料的要求较高，必须使用有经验的施工人员、采取合格的材料和成熟的施工工艺，否则工程质量难以保障，管线通气后一旦内衬保护层脱落反而会引起的管道的堵塞。内衬法施工的具体步骤：1. 管线的清洗作内衬前需要对管道内壁进行一次彻底的清洗，目的是保障内衬和管道内壁的附着力。常见的管道清洗方法有通球清洗法和水清洗法两种。通球清洗法使用通球清洗法时要充分考虑清管球的通过能力对抽水缸、三通、阀门、折点等影响通球作业的部位进行改造。具体做法是：（1）.将管线的折点（22.5度以上）改造为机制弯头；（2）.将管线上的三通支线切除更换为直管段；（3）.将抽水缸抽水管拔出；（4）.将阀门摘除更换为短节；（5）.在管线上设置“活节”以备通球过程中检查通球质量。管线改造后进行整体试压，试压合格后在管线的首端加装发球装置在末端安装收球装置和排污装置。上述改造工作完成后可以开始进行通球工作，为了保证通球工作的顺利进行和通球质量通球前要制定详细的通球方案，方案中要对使用的清管球型号、清管球规格、通球次数、出现卡球事故后的处理措施等问题详细说明。通球的基本过程：首先应选用软质、小直径的清管球进行试探性的通球，随后逐渐加大清管球直径或使用两至三个清管球同时发射。要达到管道做内衬的要求仅仅使用软质清管球是不够的，必须使用清管能力更强的“硬球”，所谓“硬球”是指表面带有“铁刺”或带有刮刀片的清管球，“硬球”能将管道内壁的附着物和浮锈清除干净。由于“硬球”在管道中运行过程中容易出现卡球所以必须在发射“硬球”之前发射足够的“软球”。通常在“硬球”的内部安装信号发射器，一旦出现卡球可通过地面接收装置确定卡球的具体位置。通球过程中要经常打开“活节”检查通球的效果从而确定发球的规格和次数。发射一定数量的“硬球”后再使用“软球”扫线，扫线过程中可在管道内适当加水将管道内的浮锈、杂物冲洗掉。通球工作应持续到管道内壁呈现金属光泽为止。通球作业过程中应特别注意安全问题，清管球与管道摩擦过程中会产生静电施工中应特别注意管线接地，收球装置的安全性一定要有保障避免发生清管球、管道内污垢飞出伤人、污染环境等事故，对于清出的污垢要妥善处理避免污染环境。水清洗法“水清洗法”的具体施工方法是：每隔50100米开挖工作坑，在坑内将管道断开，将高压水枪深入管道内利用高压水产生的动能将管道内壁的附着物和浮锈清除掉。水清洗的同时辅以管道拉膛器拉膛。从效果来看“水清洗法”清管的效果更佳。2. 做内衬管道经过清洗达到作内衬标准后可以开始作内衬，目前内衬的材料以有机材料为主，主要施工工艺有翻转带、涂料挤出工艺等。目前已有很多技术资料对内衬的施工工艺进行了详细的论述本文中不再赘述。三：内插PE管法由于PE管本身的特点使其成为“管中管”的理想材料。内插PE管的具体做法是：沿原有管线每隔一定距离挖掘一个工作坑，将旧管道割断，并对其内部进行清扫，清扫的方法可以采用通球法或水清洗法，最后将PE管插入旧管道内。施工过程中应注意以下问题： 1.插入管直径的确定：插入管直径最大不得超过原管径的90，具体管径视水力计算及原管道内部状况而定。在北方地下水位较高地区要注意，插入管径不能太小，因环形空间内的积水在冬季会结冰，从而对PE管产生强大的径向外压，甚至将PE管完全挤扁。因此PE管的截面积不应小于原管道截面积的5080，以控制可能存在的积水量。2.插入段长度：每一插入段长度取决于施工条件、管道走向、管径等多种因素，一般300700m。但要控制一个指标，插入管的牵引力所形成的拉伸应力不得大于材料屈服拉伸强度的50。PE管插入的具体方法是：在旧管的插入端加上一个硬度比聚乙烯小的漏斗形导滑口。在插入的PE管端部焊上一个钢质鱼雷头，其上有用于牵引的套环。把准备插入的PE管事先连接好，并进行气密性试验，合格后再插入。在被插入管段的另一端设置牵引绞车，连接好牵引尼龙绳，在正式插入前应先拖过一根长4m左右与插入管同径的聚乙烯管，仔细检查原金属管对PE管外表面的损伤情况，若发现有严重的划伤时应重新对原管道内壁进行清理，用清管器去撞击那些突出的毛刺、焊渣等，以减少正式插入时对PE管的损伤。将鱼雷头插入导滑口内，通过绞车的缓慢牵引将管插入金属管中，在牵引PE管时，可辅以人力推插PE管。在操作坑内将插入管与插入管或插入管与原管道连接起来，经验收气密性试验合格后即可投入运行。插入管与原