前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的城市燃氣技術主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
1 我國城市燃氣技術現狀
隨著我國社會經濟的迅猛發展,以及科學技術水平的不斷完善和提升,城市燃氣工程的發展也突飛猛進,無論是在施工方面還是在技術水平上都有了突破性的進展,進而給人們的日常生活帶來了極大的便利。
第一,眾所周知,城市燃氣是城市居民日常生活的基礎設施,并且已經形成了一定的規模。對于我國城市燃氣管道而言,在設施設備方面已經具備了相當的規模。另外,在城市燃氣技術方面,在激烈的市場競爭影響下,引進了國外的先進技術,并結合我國的基本國情進行了總結和研究,因此,大大減小了我國城市燃氣技術與國際水平的差距,從而為我國城市燃氣工程的進一步發展提供了技術支持。
第二,城市燃氣的技術標準規范已經初具規模。城市燃氣工程發展的前提條件就是要擁有一定的技術支持和法律依據,只有這樣,城市燃氣技術才能更好的發展,進而為與城市接軌奠定基礎和創造條件。基于此,我國針對于城市燃氣技術制定了相P的部門,并規定除地理或者氣候條件等因素可以使用與國際標準有差異或者不使用國際標準之外,其他情況要盡可能地使用國際標準。
第三,城市燃氣企業在信息化系統建設方面也得到了快速發展。隨著信息技術的推廣和應用,計算機等先進設備得到廣泛應用和普及,城市燃氣企業也建立了科學合理的信息化系統,并且得到了快速的發展,其中針對城市燃氣管網制定的信息化系統的發展尤為迅猛。目前,城市燃氣企業有制定了其他的系統,比如客戶服務系統以及銀行代收費系統等等,并已經投入使用,取得了很好的預期效果。
第四,城市燃氣輸配系統更加科學化、合理化,以及安全化。近年來,我國城市燃氣采用的都是高壓輸氣、中壓配氣的原則,建立多級壓力級制的管網,這在極大程度上解決了很多城市燃氣管網中存在的問題,從而促使我國城市燃氣的輸配系統更加具有合理性和經濟性,同時也為安全可靠供氣夯實了基礎。
2 與國際先進水平的差距
隨著我國經濟水平的快速改善和科學信息技術的不斷提高,城市燃氣工程實現了蓬勃的發展,城市燃氣技術更加科技化和專業化。然而,任何事情都具有兩面性,要學會用科學發展的眼光看待問題和解決問題。雖然我國城市燃氣技術有了一定的發展,但是與國際的先進技術水平相比,還是具有一定的差距的,這主要表現在以下幾個方面。
首先,就我國城市燃氣來說,其輸配系統的規模不是很大,進而使得城市燃氣無論是從經濟性還是安全性方面都存在一定的弊端,可靠性也比較差。我國城市燃氣主要針對的是居民生活用氣為主,建設的燃氣輸配系統規模比較小,這與發達國家的燃氣輸配系統和用氣結構的差距較大,且我國城市燃氣工程中的調峰和儲氣應急環節也較弱。只有根據我國城市燃氣的實際情況來采取措施加大輸配系統,才能提高我國城市燃氣的經濟效益、技術水平的先進性,以及供氣的安全可靠性。
其次,雖然隨著科學技術的不斷完善和發展,我國的科技實力得到迅猛提升,但是就城市燃氣工程而言,我國的科技投入還不是很足,輸配系統的發展緩慢,輸配氣的設施設備也比較陳舊落后,與國際的先進設備存在一定的差異。但是需要注意的是,要想促使我國的城市燃氣工程與國際接軌,并不是單純地引進國外的先進設備就可以,而是應該結合我國基本國情與市場經濟的條件下,采用先進的科學技術,制定與國際接軌的標準規范,從而促進城市燃氣技術的先進性和標準性,提高燃氣系統的經濟效益。
3 發展趨勢和關鍵技術研究
隨著社會生活的信息化和經濟的全球化,城市燃氣工程作為與人們日常生活息息相關的基礎性工程,其重要性日益突出,并受到了人們的廣泛關注和重視。因此,針對我國城市燃氣工程中存在的不足和弊端,要采取措施進行解決。城市燃氣技術是進一步發展燃氣工程的基礎,只有不斷對其進行創新,才能更好的發展。我國城市燃氣技術的發展趨勢主要是將燃氣輸配系統建設過程中存在的問題給予解決,并全面系統地掌握發達國家的先進技術,與我國的燃氣技術進行比較和分析,總結出我國城市燃氣技術的不足之處,進而在城市燃氣輸配系統中融入科技元素,推動燃氣設備以及燃氣信息化產業的健康發展,促使燃氣技術向著更高、更好的方向發展。因此,城市燃氣應該重點對以下關鍵技術進行研究。
(1)調峰與儲氣。重點研究城市高壓環狀管網、球罐、地下儲氣庫、采用LNG等儲氣方式。對凋峰手段的技術經濟性進行分析,并針對不同的城市燃氣輸配情況,采用與之相適應的儲氣方案,從而達到事半功倍的效果。(2)以負荷與負荷特性的研究為基礎建立數據庫,建立對管網計算的評價方法和管網的模擬,不斷實踐檢驗和修正流量計算公式。(3)進一步研究和修正管道埋設的強度計算方法,將高新技術應用于施工過程、維修改建,以及運行中,并針對特殊地形的管道穿越方式進行研究。(4)建設城市燃氣技術標準規范,并使之與國際接軌。
4 結束語
通過文章的綜合敘述可知,隨著我國經濟的快速發展,各行業、領域也隨之有了突飛猛進的發展。城市燃氣工程與人們的生產生活有著密切的聯系,具有不可替代的作用和意義,同時也給城市居民帶來了極大的方便。目前,我國城市燃氣技術的標準規范已經形成了一定的規模,同時信息化系統建設水平也越來越高,城市燃氣輸配系統更加合理化、科學化、專業化,具有更高的安全性和可靠性。然而,我國城市燃氣工程雖然得到極大的發展,但是與國際水平相比,還是具有較大的差距,主要表現在城市燃氣的輸配系統規模較小、輸配設備陳舊落后等方面,因此,為了減少與國際水平的差距,就要不斷以創新為基礎,提升城市燃氣技術,將高科技成果融入到城市燃氣輸配系統中,促進城市燃氣技術的迅猛提升,從而為燃氣工程的可持續發展提供技術支持和條件。
參考文獻
[1]陳立.城市燃氣技術進步現狀及發展趨勢[A].中國土木工程學會城市燃氣分會壓縮天然氣專業委員會暨年會[C].2007.
[2]秦丁哲.淺談城市燃氣工程施工質量管理及生產運營管理[J].建筑工程技術與設計,2016.
[3]胡長明.淺談城市燃氣鋼質埋地管道檢測技術及應用[J].商品與質量?建筑與發展,2013.
關鍵詞:城市建設;燃氣管道;淺埋防護技術
0.引言
城市化的發展,節能環保理念的推行和實施,促使城市燃氣的使用情況及范圍開始不斷增加,城市燃氣化發展直接成為城市發展過程中,實現其節能、環保以及經濟等多種發展目標的主要途徑。然而在燃氣管道方面的問題變得越來越突出,因為城市燃氣管道的淺埋本身是一項比較復雜、綜合性強,并且影響頗多的一項工程,存在著過多的限制條件。所以城市燃氣管道的埋設工作,很容易面臨一系列的問題,因此必須針對這一問題加以重視。首先應當根據城市燃氣管道的設計以及施工等多個具體環節來明確其埋深問題的實際原因,并以此來采取針對性的措施和技術加以控制,以此來避免其發生一系列的事故,從而真正建立起節能、安全的燃氣管道系統[1]。
1.城市管道埋設問題的原因
1.1 城市地下管網及結構相對復雜
城市的低下構造非常復雜,因此在埋設燃氣管道施工過程中,很容易出現地下水位偏高,遭遇復雜的巖土結構以及空腔等多種問題。這些問題的出現很容易導致燃氣管道的損壞及腐蝕情況,甚至直接影響到燃氣管道的整體質量,最終嚴重威脅燃氣管道的正常鋪設。因此就要求相關技術人員必須采取淺埋的方式來處理此類問題,從而有效避開其地下水豐富的區域以及因素破壞效益等,不過由于淺埋位置問題,容易出現泄露、爆炸以及污染等情況,所以仍需深入研究。另外,由于當今城市發展異常迅速,各種燃氣系統、給排水系統以及網絡系統等等互為交叉,而燃氣管道也只不過是其中的某個環節。因此地下管網空間開始變得越來越復雜,在進行燃氣管道的埋設過程中很容易直接和其他的管道網絡產生沖突。而一般遇到這種情況時,相關技術人員通常都會采取淺埋的形式來處理,以此來調整燃氣管道和其他管道的交叉問題[2]。
1.2 地下已埋管道過于陳舊
大多數城市針對舊城區所開展的城市改造,其燃氣管道的建設施工也直接屬于其建設改造過程中的主要部分。其主要包含了對于燃氣管道的改建、建設以及維護工作。這主要是由于早期的燃氣管道很難真正有效的滿足人們的基本生活需求,同時也無法達到其國家所所規定的硬性標準。而通過改建、維護以及建設燃氣管道來促使其真正實現現代化的城市管道建設標準,最終有效的滿足人們日常生活及工作的需求。比如,一旦燃氣管道的鋪設位置產生變化時,針對燃氣管道進行地下淺埋的過程當中,必須要密切結合其實際的位置及設施情況來調整相應的施工方案,最終促使其真正滿足燃氣管道的防護要求。
1.3 成本因素
城市燃氣管道鋪設的成本因素主要在于管道的施工造價以及管道的維修護理等多個方面。在其真正實現安全穩定的規范基礎之上,管道所進行的埋藏深淺度也非常重要,甚至直接決定了工程施工的整體成本,一旦其埋設位置較淺,那么所需要損耗的資源將相對較小,施工造價也將變少,同時相應的工期將直接縮短。而如果其埋藏較深的話,那么其施工成本及損耗將明顯增多。所以在維護燃氣管道的過程中,通常管道的埋藏深度開挖起來相對比較容易,能夠真正有效的節約大部分的施工成本、控制施工難度,有效縮短工期。經過對燃氣管道施工的深入分析可知,埋藏深度淺的話,那么后期的施工及維護將非常順利。不過,埋藏較淺的管道很容易受到外來因素的印象,比如地面的設施或者是地面承載力等,將直接造成燃氣管道的壓力激增,從而存在一定的安全隱患。所以必須針對燃氣管道的埋設深度進行充分、全面的考慮,做好燃氣管道淺埋防護工作[3]。
2.燃氣管道淺埋過程中面臨的問題
目前我國對于燃氣管道埋設問題的研究仍然集中在理論層面,而對于一些工程實際施工方面的總結和研究工作相對較少,尤其是在燃氣管道淺埋防護方面的研究,仍然缺乏相應的系統化的研究,只是推出了一些針對某種特定工程的實際應用。因此當其無法真正按照規范類的要求來進行管道埋設時,通常都會采用淺埋的方式來進行。盡管淺埋技術能夠有效的降低施工及管道維護費用,但是正是由于其比較淺的埋深,導致其很難實現有效的地面載荷防護,導致燃氣管道直接受到正常深埋管道更大的壓力,嚴重威脅燃氣管道的安全性。而且也可能由于管道淺埋計劃的變更直接導致燃氣管道存在潛在的安全風險。
3.城市燃氣管道淺埋防護技術分析
3.1 淺埋防護技術類型
目前使用較為廣泛的淺埋防護技術主要是(1)支撐墻防護技術,具體是在燃氣管道的淺埋位置中設置相應的混凝土防護墻,并在兩側直接堆砌其支撐墻,在防護墻和支撐墻的兩側直接填充相應的回填土,最后進行夯實處理。通常燃氣道由于在支撐墻的防護下,能夠真正有效的避免其受到道路里面建筑物、市政設施等相應荷載的影響,而且支撐墻也可直接將燃氣管道的荷載分離到相應的支撐墻上,從而以此來降低燃氣管道的壓力,最終有效的保障燃氣管道的安全、穩定運行。
(2)套管防護技術,主要針對燃氣管道鋪設一層套管來實現防護的目的,這種套管防護的方式能夠有效的保障燃氣管道的安全性。使用材料主要是將絕緣支架在燃氣管道上直接套上一層鋼筋混凝土的材質或者是鑄鋼材質的套管,并且以此來針對燃氣管道做好相應的防護操作。其中的燃氣管道的管徑必須要真正小于其套管的管徑,當其兩者的長度保持一致時,直接將其進行密封操作,最后只需將柔性的防水材料和防腐材料直接填充在燃氣管道及套管當中。(3)無支撐墻防護,主要是在燃氣管道的回填土以及鋪設路面兩者間鋪設相應的防護板,這種防護板和支撐墻所起到的防護作用相比,無支撐墻具體是將防護板設置在回填土當中,放置在燃氣管道的上方位置,并夯實回填土,以此來達到防護的效果。
3.2 淺埋防護技術比較
燃氣管道當中的支撐墻防護技術,主要是將支撐的防護板直接設置在支撐墻的上方,通過防護板來將燃氣管道所承受的荷載直接轉移到支撐墻的下方及兩側的土層當中,以此來促使燃氣管道自身所承受的荷載不斷的降低。其中的防護板直接承受了整個路面的荷載,并以此將所有荷載的分力全部分散到防護板的上下方。而無支撐墻防護技術則并不能將荷載力直接分散到燃氣管道的兩側。所有一旦燃氣管道施工現場的地面荷載變大時,在城市燃氣管道淺埋施工當中最好是選擇相應的支撐墻防護技術,以此來真正有效的提升燃氣管道的安全穩定性[4]。
4.結語
綜上所述,城市燃氣管道的埋設由于城市地下管網及結構相對復雜、地下已埋管道過于陳舊以及成本因素等導致其埋設過程中通常會選擇淺埋的形式,雖然管道淺埋具有一定的優點,但是也存在一系列問題。常用的淺埋防護有支撐墻防護技術、套管防護技術以及無支撐墻防護技術等,結合實際情況選擇適合的防護技術,才能真正實現燃氣管防護的目的。
【參考文獻】
[1]張學友.城市埋地燃氣管道淺埋防護技術的思考[J].黑龍江科技信息,2014,01:197.
[2]曹威.城市埋地燃氣管道淺埋防護技術的研究[J]. 黑龍江科技信息,2013,29:213.
關鍵詞:城市燃氣管網;檢測技術;問題
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
1、燃氣管道泄漏的危害性
隨著燃氣管道的在城市建設中的發展和普及,燃氣輸配系統同時也面臨著嚴重的挑戰,在各種復雜因素的影響下,很容易導致管道的泄漏。管道的檢漏及其修復成為市燃氣輸配系統安全運行的重要環節。隨著年限的增加我們很容易發現,泄漏率并沒有得到很好的控制,泄露的燃氣很容易引起火災,情況嚴重的會帶來爆炸危及人民的生命安全。我們查閱歷史資料可以發現,國內外曾經發生由于地下的燃氣泄露,燃氣會慢慢的透過土層并輕易的繞過房屋從基礎侵入居民的臥室內,將正在熟睡的人們毒死,其中有的事故造成了嚴重的影響,導致半個城區的燃氣停止供給,而且造成一定的人員傷亡。同時還會對城市環境造成嚴重的污染,危害到人民正常生活,所以需要采取適當的措施進行處理。
2、常用檢測方法
2.1、人工巡檢法
目前最常用的一種檢測方法就是人工巡檢法。這種方法主要依靠GPS定位器和一些簡便的巡檢設備。這需要巡檢人員在這些設備的支持下,認真地觀察管道是否存在泄漏點。盡管這種方法比較直觀、操作簡單,而且成本低,但是,因為必須有巡檢人員進行操作,所以存在著耗費人力的弊端。更為重要的是,檢測的結果必須是依賴于巡檢人員的觀察,所以,主觀性較強,不夠客觀和科學,不適用于管道實時監控,只能發現一些較大的泄漏及地面上的破壞性作業
2.2、空氣檢測法
空氣檢測法主要是通過取樣檢測的方式,確定是否存在燃氣泄漏。檢測設備主要包括兩種:可燃氣體檢測器和火焰電離檢測器。可燃氣體檢測器是使用傳感器對可燃氣體進行監視,從空氣中取到燃氣泄漏的樣本,并利用氧化催化原理,對燃氣泄漏樣本進行信號轉換,根據燃氣濃度產生不同的信號值,若燃氣濃度達到預警下限的20%,可燃氣體檢測器中的繼電器驅動信號觸發控制裝置,將信號傳遞到報警設備進行預警。火焰電離檢測器主要是通過收集碳原子的方式進行計數并預警,氣態烴類在有電場存在的情況下,經過純氫火焰灼燒,產生帶電碳原子,火焰電離檢測器將碳原子收集到電極板上進行計數,當碳原子數量超過預警值時,檢測器產生預警信號并報警。
2.3、氣體敏感檢測法
這種方法需要采用一種被稱作嗅敏儀的便攜式檢測設備,其采用燃氣傳感器作為檢測探頭。在檢測工作過程中,檢測人員持檢測器沿著管道移動,一旦空氣中含有的燃氣濃度超過預定的標準,儀器將自動報警。這種設備一般每天能檢測的管道長度為9km左右。
2.4、聲波檢測法
燃氣管道泄漏時將產生頻率超過20kHz的振蕩,我們可以采用相應的傳感器來進行檢測。檢測以期通過判斷信號的強度來對泄漏點進行定位。其中一種叫做負壓法的檢測技術,其核心部件為壓力傳感器,通過對燃氣管道中由于泄漏而導致的擴張波進行檢測來進行判斷,一旦擴張波存在,將立即報警嗎,然后根據聲速來對泄露位置進行定位。在進行負壓法檢測時需要消除燃氣管道中的背景噪音。
3、檢測中存在的問題與對策
3.1、鋼管檢測過程中的干擾問題
給水管線、排污管線、供暖管線、電纜、通訊線路等管道與燃氣管道比較接近,走向也與燃氣管道并行或者在同一管溝,這些都容易對管道造成干擾,需要充分利用防腐層檢測儀的功能,根據現場情況靈活選取加電點,根據電流信號的大小、方向及管道埋深來確認,同時借助企業的管道平面圖以及現場的管線位置進行綜合判斷,把燃氣管道與其他管道區分開。
3.2、鋼管、PE管檢測問題
隨著PE管的普及應用,很多城市燃氣采用鋼管和PE管結合使用的方式,由于PE管具有不導電等特性,在檢測過程中要采用區別于鋼質管道的方法。如果對埋地管線狀況不了解,將檢測鋼質管道的設備用于檢測PE管道,會得到錯誤的結果,例如將防腐層檢測儀用于檢測PE管道,儀器會顯示錯誤信號,而這種狀況在接地不良時也會發生,會造成檢測困擾。因此保存好管道竣工資料,明確管道性質,對于管道檢測極其重要。
3.3、燃氣泄漏點定位問題
在巡線過程中,用嗅敏儀檢測到可疑漏氣點,由于管道埋在地下,不容易準確定位。對于鋼質管道需要采用管線防腐層檢測儀與嗅敏儀相結合的辦法,先確定漏氣管線的大致范圍,利用防腐層檢測儀把該范圍內的破損點逐一檢出,然后在各個破損點周圍打孔,用嗅敏儀再次檢測,一般檢出氣體濃度大的位置是漏氣點的可能性最大,需要開挖進行驗證。對于PE管,在氣體泄漏的可疑范圍內在地面多打孔,通過檢測孔內氣體濃度判斷漏氣點。
3.4、PE管線定位問題
城市燃氣PE管的定位與埋深檢測一直是難點,適用于鋼管的防腐層檢測儀由于PE管的不導電性而無法直接使用,需要利用示蹤線進行檢測,如圖1所示。按照CJJ63-2008《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》,敷設PE管道時,需要沿管線埋設示蹤線,要保證示蹤線有良好的導電性和有效的電氣連接,并設置信號源井。為了準確確定管線埋深,應把示蹤線緊貼管道埋設,并且在管道頂部還是側面需要提前統一標準,示蹤線要具有一定的強度,并且進行絕緣,信號源井可以充分利用閥井來進行設置。對于未能按照規范安裝示蹤線的PE管道,其安全風險、管理風險顯著提高,應該視為安全隱患。
另外,在PE管線建設初期做好標識,包括沿路設置管道示意圖,地面設置管道標識等,在PE管的運行使用過程中能有效降低管理成本。
圖1利用示蹤線查找管線示意圖
4、工程實例
1)某職工食堂門前,在地表出現積水區域。經查閱相關資料,現場使用管道探測儀進行探測,確認在該區域的地下管線只有2#消防水支線(DN100),使用相關儀進行漏點定位,進一步用數字檢漏儀進行聽音監測,最終確定了泄漏點的位置,經開挖檢修,泄漏點檢測準確,圖2為檢修現場。
圖2檢修后的管線
2)乙烯裝置區路口的地表出現積水區域。經查閱相關資料,發現附近埋設數根管線,有2#線、3#線(生產給水線、DN250)、1A線、1B線(消防支管線、DN100)、7B、8B(循環冷卻水線、DN500),取地表漏水進行水質分析,排除了2條循環冷卻水線,經過管線定位檢測,確定其余4條管線的走向,利用防腐層檢測方法,排除2#線、3#線,最后使用相關儀和數字檢漏儀進行漏點檢測,診斷出泄漏管線為1B線并確定了泄漏點的位置,使管線得到了及時的修復,見圖3。
圖3檢修后的管線
5、城市燃氣管道泄漏檢測方法的發展方向
智能化燃氣管道泄漏檢測技術是未來的發展方向,特別是目前已經正在初步使用的神經網絡模型識別和檢測系統,具備智能化、自動化的特點,這種技術和方法具有自我學習的功能,能夠根據歷史檢測情況,通過自身的能力不斷強化智能化檢測技術,完善檢測技術存在的問題。同時,可以考慮將管道傳送數據、管道監控與燃氣泄漏檢測技術結合起來建立完善的系統,不僅能夠監控管道的日常運行狀況,而且能夠為泄漏檢測提供相關數據。由于數據采集、監控系統和泄漏檢測系統單獨建設需要花費一定的成本,若對相關系統進行整合,則不但能夠充分利用系統之間的信息支撐,更有利于提高管道監控管理的智能化水平,向燃氣管道自動化的方向發展。
隨著社會的發展,檢測技術會更加的完善,因此需要我們重視起來,加強對其的研究,從而為其安全工作提供一定的保障。
參考文獻
[1]任峰,何仁洋,孟濤,楊永.城市燃氣管網檢測技術研究[J].管道技術與設備,2014,05:16-17+23.
關鍵詞:燃氣管道;陰極保護;犧牲陽極;外加電流法
1、陰極保護概念
以某種方式在被保護金屬構筑物上施以足夠的陰極電流,通過陰極極化使金屬電位負移,從而使金屬腐蝕的陽極溶解速度大幅度減小,甚至完全停止,這種保護金屬構筑物免遭腐蝕破壞的方法稱為陰極保護。
2、陰極保護方法及其應用
為了實現陰極保護,我們可以采用外加電流和犧牲陽極等兩種方法來實現目的。兩種方法的保護原理相同,只是提供陰極電流的方式不同,且由此衍生出的設備裝置和技術要求都有很大不同。
2.1、外加電流法陰極保護
外加電流陰極保護的方法是通過外加直流電源以及輔助陽極,迫使電流從土壤中流向被保護金屬,使被保護金屬結構電位低于周圍環境來實現的。外加電流陰極保護的原理見圖一,外加電流陰極保護主要應用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結構,例如:長輸埋地管道,大型罐群等。
2.2、犧牲陽極的陰極保護
該方法是將電位更負的金屬與被保護金屬連接,并處于同一電解質中,使該金屬上的電子轉移到被保護金屬上去,使整個被保護金屬處于一個較負的相同的電位下。原理見圖二。目前,電化學保護發出應用除海水或河道中鋼鐵設備的保護外,還應用于防止電纜、石油管道、地下設備和化工設備等的腐蝕。犧牲陽極埋設有立式和臥式兩種,埋設位置分軸向和徑向,其在管道的分布宜采用單支或集中成組兩種方式。陽極與管道的距離,一般情況下陽極埋設位置應距管道3~5m,最小不宜小于0.3m,成組埋設時,陽極間距以2~3m為宜。
3、設計與施工注意事項
3.1、輔助陽極的選擇與計算
3.1.1陽極位置的選擇與考慮因素
由于陽極位置的選擇直接關系著陰極保護的效果,所以輔助陽極在陰極保護系統中的作用是毋庸置疑的。通常情況下,管道干線陰極保護只有一組陽極地床,且它與管道的垂直距離都在數百米以上,同時與管道之間也沒有屏蔽物體。因站區內保護體較多,分布范圍較小,使區域性的陰極保護較為復雜的,若要減少被保護體之間的相互屏蔽,使被保護體的電位能夠均勻分布,就必須設多組陽極,而陽極的位置重要性也凸顯出來。在已經運行的站區陰極保護系統中,曾有過因選位存在無法克服的問題,令有的陽極床至今未能投入運行。因此,在設計過程中,不僅要考慮保護體間的屏蔽及電位均衡問題,而且還應考慮保護體的絕緣情況,應進行模擬實驗后,通過計算來確定輔助陽極的位置。
在陰極保護選定的同時應在預選站址與管道的一側選擇陽極安裝的位置,其考慮的因素主要有:①地下水位較高或超市低洼處;②土層厚,無塊石,便于施工;③土壤電阻率小于50歐姆米;④對臨近的地下金屬構筑物干擾小,陽極地床與被保護管道之間不得有其他埋地金屬管道;⑤考慮陽極附近低于近期發展規劃避免重復搬遷。
3.1.2陽極數量與接地電阻
大約有60%的陰極保護電能要消耗在陽極接地電阻上,因此陽極材料的選擇和埋設方式,以及場所的選擇,都對減少電阻節約電能都是至關重要的。首要考慮所選擇的陽極材料必須有良好的導電性能,能夠在于與土壤或地下水接觸時產生穩定的接地電阻,就算是在高電流密度下,有能夠表面極化較小;化學穩定性好,在惡劣環境中腐蝕率小,有一定的機械輕度并便于加工和安裝。
陽極數量與接地電阻成反比關系。在一定范圍內增加陽極支數會起到降低接地電阻的作用。但是由于陰極的屏蔽效應,往往增加較多陽極,而降低電阻卻很少。
3.2、陰極保護主要參數及測量
3.2.1陰極保護參數
3.2.1.1自然電位:自然電位會隨著金屬結構的材質、表面情況以及土質的狀況、含水量等因素不同而異,一般有涂層埋地管道的自然點在-0.4---0.7V之間在雨季土壤濕潤時,自然電位會篇幅,一般取平均值0.55V
3.2.1.2最小保護電位:一般認為,金屬在電解質溶液中,計劃電位達到陽極區的開路電位,就能夠達到完全保護。
3.2.1.3最大保護電位:保護電位不是越低越好,是有限度的,所以必須將電位控制在比析出氫氣電位稍高的電位支,此點位成為最大保護電位。-0.85~-1.2v之間。
3.2.1.4最小保護電流密度:使金屬腐蝕下降到最低程度或停止時所需要的保護電流密度,稱為最小保護電流密度,統稱為10----30Ma/m2
4.1.5瞬間斷電電位:在切斷被保護結構的外加電源或犧牲陽極0.2~0.5秒鐘內讀取的結構對地電位。
3.2.2陰極保護參數的測量
近間距電位:本方法適用于對管道陰極保護的有效性進行全面的評價。本方法可以測得管道沿線的通電電位和斷電電位,結合直流電位梯度法,可以全面評價管道的保護狀況和查找防腐破損點。本方法不適用于保護電流不能同步中斷的管道,以及破損點位于電解質接觸位于電解質接觸的管段。
4、應用范例
陰極保護行業在國內的發展已日趨成熟,隨著行業及國家標準的日趨完善,陰極保護專業技術與實際性能也越來越被長輸管線、及儲油罐大型項目的投資者所青睞,過去投資過的項目通過幾年的檢測與評估確實達到了良好的效果。
某管道全長大約22km,途中有高壓線塔、直流電氣化鐵路等。管徑~D219×6.3,管級為L360MB的螺旋縫埋弧焊接鋼管,管道防腐層為三層PE,防腐等級為加強級。通過技術經濟比較,采用強制電流陰極保護法對管道進行保護。
4.1設計結果
4.1.1陽極地床及輔助陽極的選擇
本工程根據實際情況采用了淺埋陽極地床,輔助陽極材料選用最近幾年剛剛由國外引進并大量用于工程實踐的MMO(混合金屬氧化物)管狀陽極。MMO陽極具有單位面積輸出電流大,壽命長,本身強度高,重量輕,安裝方便等優點。
為有效減小陽極接地電阻,并延長輔助陽極使用壽命,選擇含碳量較高的緞后石油焦碳(Φ3一15mm)作為輔助陽極填料,輔助陽極床內使用焦碳進行填充。通過計算,每座陽極地床內并聯安裝MMO輔助陽極各10支。
4.1.2陰極保護系統
4. 1.2.1控制系統
陰極保護的控制系統由2臺恒電位儀、1臺控制臺,1個輔助陽極地床、1處陰極通電點組成。通過計算選定的恒電位儀規格為:40V/20A。
陽極地床各支陽極通過匯流電纜與恒電位儀陽極接線柱相連。管道相應位置設一個陰極通電點以及一個接陰極通電點,通過電纜分別與恒電位儀的相應接線柱相連。陰極通電點以及接陰極通電點附近緊鄰管壁分別埋設一支電位控制用長壽命固體硫酸銅參比電極。
4. 1.2.2檢測系統
陰極保護檢測系統由恒電位儀、參比電極和測試樁組成,恒電位儀可以自動測量通電點的電位、輸出電壓和輸出電流。考慮外加電流系統,在管道投產運行前,線路設置測試樁,每公里設置一支電位測試樁。
4. 1.2.3電絕緣與電涌保護
電絕緣是陰極保護必不可少的條件,為了防止電流的流失要將保護構筑物系統與非保護構筑物系統進行電絕緣。管線受途中高壓線、直流電氣化鐵路、高壓輸變電設備、用電設備的接地和其他伴行管道的干擾時,及時做好排流保護措施。由于雜散電流的產生以及它的電腐蝕效應,使對管線以及周圍設施的金屬構件構成了一定的威脅。這種電腐蝕總是發生在離子導電電流流出金屬結構的地方,即發生在金屬與電解質存在的陽極區。
依據規范,設計如下:
(1)本工程管線需要在首站出站管線處、末站進站管線處安裝整體式絕緣接頭(PN4.OMPa,DN300L245)。后續鋼質管道與本主管道連接必須設置絕緣接頭。
(2)考慮到管道沿線雷電較多,鄰近高壓電線路的特點,為防止雷電或感應電壓造成的電涌對絕緣接頭的破壞,在絕緣法蘭(接頭)處采用雙鋅接地電池進行保護。首、末站絕緣法蘭(接頭)處設置雙鋅接地電池一套。接地電池采用鋼質測試樁內的相應接線柱與管道相連。
(3)線路靠近高壓線塔、直流電氣化鐵路的地方,增設部分15kg的鋅排流陽極以減少雜散電流的干擾。
4. 2測試結果
設置恒電位儀輸出電位為1.2V,檢測得到的陰極保護電位結果如圖三所示。陰極保護效果良好,電位數值都小于一0.85V,達到規范要求[1]。同時,排流效果良好,有效地排除了干擾。
4.3建議
(1)選用輔助陽極時,要考慮經濟因素和環境因素,考慮輔助陽極的材料及性能。恒電位儀要適應當地的工作環境,保證電流電壓連續可調。
(2)長輸管線陰極保護設計要依據規范,結合實際,排除各種雜散電流的干擾,保證陰極保護效果。
(3)要保證陰極保護的電絕緣,防止電流的流失。
(4)對線路要實時監測,定期檢測,保證陰極保護系統的正常運行。
參考文獻:
[1]胡士信主編.陰極保護工手冊,北京,化學工業出版社,1999.12
關鍵詞:燃氣管網;PE管;施工技術;質量控制
Abstract: The natural gas and other gaseous fuels is essential for people's lives, and polyethylene (PE) pipe is the ideal material in recent years the rise of a natural gas pipeline. Polyethylene (PE) pipes are widely used in the field of city gas and water supply pipeline network, is the basis of building a new pipeline transmission and distribution system. The article describes the performance of PE pipes and its characteristics, and related discussion on the construction technology and quality control of the city gas network.
Keywords: gas pipeline network; PE pipe; construction technology; quality control.
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A 文章編號:
一、PE管道的性能及其特點
燃氣用PE管材是一種高密度聚乙烯管,這種管材密度高且柔韌性好,具有相當好的抗沖擊、抗彎拉的能力。聚乙烯(PE)管管道內壁非常平滑,燃氣阻力小。與同直徑的其他管道相比流速要快、燃氣壓力降小、并節省動力的消耗。再加上聚乙烯這種材料具有很好的抗磨損性、抗腐蝕性,且不與空氣中大部分成分發生化學反應,性能極其穩定。它的使用壽命是鋼管的3至4倍。聚乙烯管道的生產成本比金屬管道低 ,如果把這種管道埋在地下做燃氣管道,一般可以安全使用50年以上,所以在我國很快得到推廣。但這種材料的管道在使用中也有一定的局限性,比如說在應力和溫差變化的作用下,PE管材的性能會隨著時間的推移而逐漸下降,這就要求我們在確定聚乙烯(PE)管道壓力級制時充分考慮這一點,以保證燃氣管道在使用年限期間內的安全運行。另一方面聚乙烯(PE)管材的硬度要比鋼管、鑄鐵管等其它管材小得多,很容易受到外力的破壞。這就要求我們在聚乙烯管材的運輸、吊裝、存放、連接、下管、回填等各個施工環節中都要認真執行相關規范、標準的要求。以保證燃氣管道的施工質量。
二、PE管施工技術
PE燃氣管道的生產和施工應符合現行的國家標準如:CJJ 63—2008《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》、CJJ 33~2005《城鎮燃氣輸配工程施工及驗收規范》、《GB 50028—2006f城鎮燃氣設計規范》、GB 15558.I一2003《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統第1部分:管材》、GB 15558.2—2005《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統第2部分:管件》的規定。
(1)施工準備
施工前要對施工材料進行檢查,對PE管件的幾何尺寸檢查、管件內外表面的清潔與光滑、雜質和顏色進行檢查,所采用的材料必須具有生產廠的合格證和質量檢驗部門出據的產品質量檢驗報告。管件的劃傷、溝槽、凹陷、雜質和顏色不均、直徑和壁厚不統一都視為不合格產品,必須進行更換,管道上需寫明用途和技術規格的詳細情況,同時施工技術人員就位,對現場情況進行熟悉。
(2)管溝開挖
施工時技術人員按圖紙定樁、放線,為保證管位開挖不偏移通常采用30米一樁的雙道白灰線。對于在瀝青或水泥路底下的管線,我們一般采用定向鉆的方法進行施工。因為城市道路下有很多電線或光纜等隱蔽設施,所以一般不采用機械開挖,以免造成其他經濟損失。開挖南方多雨地區的土方,挖除的土堆距溝邊不能小于50cm,不允許直接推在管溝溝壁兩邊以免造成塌方。
(3)PE管焊接
目前PE管的焊接主要有熱熔對接熔接和電熔焊接兩種,一般管徑大于de90的聚乙烯(PE)管通常采用熱熔對接熔接的方法進行連接。而管徑小于等于de90的聚乙烯(PE)管通常采用電熔焊接的方法進行連接。這主要是因為管徑較小的管材使用熱熔對接熔接時會產生較大的縮徑,影響管道的輸氣能力,另一方面管徑較小的管材壁厚較薄不利于管材的對接熔接。
在管材的焊接過程中若使用全制動熱熔接機進行焊接必須嚴格按照設定的參數進行焊接,不得在冷卻時間還未完成時提前卸掉夾具。使用U盤定期導出機器內的焊接數據,并打印出來以便存檔保存。如使用半制動及手動焊接機具進行施工,則在施工過程中必須按照要求嚴格記錄焊接參數。焊接完成后自檢焊縫合格后方可進行下一到焊縫的焊接施工。
電熔焊機主要是使用電熔管件將管材與管材或管材與管件進行連接,其方法是將兩根要連接的PE管插入埋有電熱絲的套管中,正確選擇熔接時間,加熱至熔化溫度進行電熔接。連接完成后要等PE管冷卻到環境溫度,并對PE管進行質量檢查,合格后方進行下一道工序。
(4)回填管溝和表面恢復
在管道氣密性和強度性試驗滿足要求后進行管溝回填施工,管頂30公分內回填細砂,然后敷設第一層警示帶或金屬示蹤線。在回填至溝頂30公分是敷設第二次警示帶。回填完畢在管線線位按照距離布置警示樁或標志牌等警示裝置。保護管道在日后的運行中免受人為的意外損壞。
(5)管道吹掃技術與注意事項
新安裝的燃氣管道與已運行的燃氣管道相連接或已投入運行的管道受到損壞需要修補截換管段時,需要進行帶氣接管,聚乙烯塑料燃氣管采用壓管器進行緊急切斷。帶氣接管前,應由專業人員確定施工方案,確定煤氣流動方向,關閉需要暫時停氣的調壓器。當管道中遇到贓物堵塞時,要利用管吹技術進行吹掃,且風速不得小于20m/s,并于排出口檢查,直至無贓物時方為合格。
三、對工程質量的控制環節
(1)圖紙會審
由建設單位組織的施工方、設計方、監理方共同參加的圖紙會審,其目的就是讓工程的相關人員都能熟悉設計圖紙,對工程特點及其質量要求能夠得到一個全面的了解。會審現場,有關人員應對圖紙中不明白的以及不相符的地方進行提問,使工程施工中發現的問題能夠得到及時的解答,真正符合圖紙的意圖,達到設計的質量要求。
(2)材料設備的質量控制
在施工中用到的管材、配件、閥門等材料,一定要保證其質量。在材料進場使用前,由監理、建設單位對其進行抽樣檢查,做好記錄,必要時進行復試。檢查、試驗合格的材料才可以進行使用,尤其是保證材料后期的強度與嚴密性。
(3)開挖管溝
進行開挖前,應對管道路由、相關的地下管道及設施等的資料進行核對,并可局部開挖核實。如有影響施工的設施,要先弄清其具體的位置坐標,防止開挖時破壞。管溝的開挖,一般按照圖紙中的位置與標高進行,其尺寸不但要滿足相應的安裝要求,還需要保證對管道防腐層的保護。
(4)管道的焊接
在進行熱熔連接時,保證加熱時間、加熱壓力、冷卻時間符合規定,并且冷卻期間不得移動和施加外力;在連接電熔時,要保證正確連接電熔工具,通電時間和電流要符合要求,清理干凈電熔的承插面,刮除氧化層,打毛電容面,保證管道的插入長度和連接面積,保證連接頭的質量。
(5)強度試驗和嚴密性試驗
① 強度試驗
強度試驗時燃氣管道的壓力應為設計時的1.5倍,并且保證壓力是逐步緩升的,開始升到50%,檢查焊縫,沒有泄露的話繼續升壓,然后穩壓,在觀察壓力計30分鐘,沒有壓力降時為合格。
② 嚴密性試驗
強度試驗合格后進行嚴密性試驗,如果設計壓力為小于5kpa時,試驗壓力就為20kpa,其他情況下,試驗壓力為設計壓力的1.15倍,并且不小于0.1Mpa,壓力需要緩慢上升,當到達30%和60%的試驗壓力時,需要穩壓30分鐘檢查系統這個試驗需要持續24小時,每隔1小時記2到3次記錄,壓力降小于133pa時系統為合格。
參考文獻:
【1】《建設工程安全生產管理條例》華人民共和國國務院令第393號;
關鍵詞:燃氣管道;泄漏原因;檢測;方法;新技術
Abstract: At the present stage of city gas pipeline leak detection technology, based on the statistical analysis of the harmfulness of gas pipeline leakage, summarizes the possible causes of pipeline leakage detection methods were introduced, at the same time, at present the main domestic.
Key words: gas pipeline; leakage; detection method; new technology;
中圖分類號:TU996.7
一、燃氣管道泄漏的危害性
隨著燃氣管道的在城市建設中的發展和普及,燃氣輸配系統同時也面臨著嚴重的挑戰,在各種復雜因素的影響下,很容易導致管道的泄漏。管道的檢漏及其修復成為市燃氣輸配系統安全運行的重要環節。根據調查某市的燃氣數據可以得出這種現象已經非常普遍,要及時采取相關措施進行管理和檢測。隨著年限的增加我們很容易發現,泄漏率并沒有得到很好的控制,泄露的燃氣很容易引起火災,情況嚴重的會帶來爆炸危及人民的生命安全。我們查閱歷史資料可以發現,國內外曾經發生由于地下的燃氣泄露,燃氣會慢慢的透過土層并輕易的繞過房屋從基礎侵入居民的臥室內,將正在熟睡的人們毒死,其中有的事故造成了嚴重的影響,導致半個城區的燃氣停止供給,而且造成一定的人員傷亡。同時值得注意的有,隨著燃氣泄漏到空氣中,對城市環境造成嚴重的污染,降低空氣的質量,燃氣泄漏會危害到人民正常生活,所以需要采取適當的措施進行處理。
二、泄漏檢測的必要性
由于這幾年的燃氣管道在國內泄露的現象時有發生,泄露時我們最重要的就是要能及時找到泄露點,并且能很準確的找到,才能給予及時的修復。只有這樣我們的燃氣公司才能減少燃氣運輸的損失,才能確保人民的生命和財產的安全。燃氣管道的管理者,要想減少運行成本,我們就要有一套比較先進的檢測技術,能在不同情況的下,及時處理燃氣泄露的問題,維護自己和人民的利益,所以我們研究燃氣泄漏檢測技術就很有必要。
三、燃氣管道泄漏的原因
根據自己的工作經驗,發現地表的架空管道(主要包括室內的燃氣管道,調壓,儲配)的泄漏,主要是由于閥門上的相關構件或壓、法蘭的泄漏。而地表以下的情況泄漏大多由接口松動或管道腐蝕,但引起的原因相當復雜,根據自己的工作經驗總結出以下的原因,供廣大同行參考。
1.材料質量問題
在材料進入施工現場時就缺乏質量檢查,所以導致有裂縫或孔洞的燃氣管進入施工現場。在很多承插口接頭部位都是用的橡膠材料,如果在進場后的材料,由于保管不力,導致膠老化失去密封作用,這樣就肯定會導致燃氣管道的密封性比較差,而出現細微的漏氣,為后面的安全運輸埋下了隱患。
2.施工技術不過關
燃氣管道的施工對施工技術要求相當高,由于它對氣密性有嚴格的要求,所以施工時應該謹慎和細心。很多沒有足夠施工經驗的人員,施工時很容易發生:管道連接不合理;鋼管,焊接質量差;接口草率;焊縫沒有焊透;焊縫厚薄不勻等等,這樣就在施工階段埋下了泄漏隱患,如果在測試階段測試人員再敷衍塞責,那就會影響整個燃氣管道工程。
3.忽視管道的腐蝕
通常我們日常用的燃氣中含有氰酸銨、二氧化硫、硫化氫的成分,這些成分會與空氣水分作用產生酸性或堿性物質,這樣就會容易導致燃氣管由于腐蝕作用而穿孔。如果讓其長年作用就會最終使鑄鐵管管壁腐蝕成疏散狀而塌陷,大量燃氣泄漏,后果相當嚴重。
4.汽車的碾壓和意外的損壞
根據很多資料記載發現很多道路下面的燃氣管道出現了破裂,這是由于很多管道埋藏的深度不夠,在汽車荷載的反復作用下,頻繁地受到地面動荷載的擾動而折斷。還有一種情況就是由于其他單位的施工,如:電力、排水、通信;房屋建筑等施工,由于標志不夠明顯或其他原因,所以動土時比較容易損傷到燃氣管道。
5.溫度應力的作用
燃氣管道由于溫度變化會有伸縮反應,其中變化的溫度包括:土壤溫度、大氣溫度、燃氣溫度等,在這些應力的作用下,容易會使得管道的接頭出現松動、產生間隙而導致燃氣的泄露。
四、常用檢測方法
1.人工巡檢法
目前最常用的一種檢測方法就是人工巡檢法。這種方法主要依靠GPS定位器和一些簡便 的巡檢設備。這需要巡檢人員在這些設備的支持下,認真地觀察管道是否存在 泄漏點。盡管這種方法比較直觀、操作簡單,而且成本低,但是,因為必須有巡檢人員進行操作,所以存在著耗費人力的弊端。更為重要的是,檢測的結果必須是依賴于巡檢人員的觀察,所以,主觀性較強,不夠客觀和科學,不適用于管道實時監控, 只能發現一些較大的泄漏及地面上的破壞性作業
2.光纖傳感器檢測法
(1)什么是光纖傳感器
光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種。它的用途十分廣泛,它可以進行實時安全、 溫度及應變監測。所以這項技術被廣泛應用于各項工程,比如石油的開采、航空、大壩的建設等。光纖傳感器有很多種,因為具有高分辨率,所以與傳統的機電類傳感器相比具有本質防爆、 抗電磁干擾、 抗腐蝕、 耐高溫、 體積小、 重量輕、 靈活方便等優勢, 因此其應用范圍非常廣泛, 特別因此被廣泛應用于各種惡劣環境。決定光纖光柵傳感器得到廣泛應用和廣泛關注的一個最重要的原因是它的傳感信號為波長調制。這一傳感機制使得它的它具有了普通光纖傳感器不具備的特點:
a.測量信號不受光源起伏、 光纖彎曲損耗、 連接損耗和探測器老化等因素的影響;
b.避免了一般干涉型傳感器中相位測量的不清晰和對固有參考點的需要;
c.能方便地使用波分復用技術在一根光纖中串接多個光柵進行分布式測量。另外, 光纖光柵很容易埋人材料中對其內部的應變和溫度進行高分辨率和大范圍測量。
(2)工作原理
光源、 光纖與探測器 3部分構成了光纖傳感器。光源發出的光耦合進光纖 , 經光纖進入調制區, 調制區內的光信號受外界被測參量的作用, 其光 學性質如光的強度、 相位、 頻率、 偏振態、 波長等發生變化。再經過光纖進入光探測器, 從而獲得被測參量 。
(3)光纖傳感器的實際應用
抗電磁干擾、 耐高溫、 長期穩定并且抗高輻射是用于永久性井下測量設備必不可少的條件。而光纖傳感器就具備了這些優勢和功能。所以,這種傳感器被廣泛應用于井下作業,用來測試索鏈棒的強度和疲勞度等。美國和英國這兩發達國家,也利用光纖傳感器的這一性能把它應用于海洋石油平臺的結構監測。
我國新疆石門子水庫是首次利用分布式光纖監測技術測量碾壓硅拱壩溫度的地方,現在,這項技術已經應用到很多地方,服務于很多重大的工程建設中了。比如監測水電水利工程的溫度場、 應力場、 位移場、 滲流場等。這種新技術是使用,可以準確地測定光纖沿線任點的溫度、 應力和位移, 信息量大, 結果直觀,擺脫了傳統方法導致的結果不直觀、耗費人力、物力、財力等弊端。分布式光纖監測技術得益于科技的進步和科研人員的努力鉆研,還廣泛應用于石油天然氣行業的石油、 天然氣輸送管道或儲罐泄漏監測,油庫、油管、油罐的溫度監測及故障點檢測, 大型民用工程的結構安全監測, 公路、地鐵隧道行業的火災監測等
3.負壓波檢測法
負壓波檢測法是目前國際上應用較多的管漏檢測和泄漏點定位方法。當燃氣管道泄漏時,負壓波會沿著管道傳播,這種負壓波含泄漏信息,并會把這種泄露信息傳播至幾十千米以外。而壓力變送器可以捕捉到泄漏信息的負壓波, 檢測泄漏的發生,據泄漏產生的負壓波傳播到管道兩端的時間差對泄漏點定位。因此,各國的輸油管道大多都采用了這種檢測方法。
五、結束語
總而言之,安全輸送的主要隱患是泄漏問題,燃氣管道泄漏嚴重威脅到城市居民的日常生產生活以及生命財產安全。由于管道系統所處的環境復雜多變,所以到現在為止也沒有出現一種權威通用并且簡單可靠的泄漏監測辦法。所以我們從事這方面工作的人員不能掉以輕心,應該不斷改進檢測技術緊跟著科學研究,采用新的方法和方式處理管道泄漏事故。
參考文獻:
[1]李青平,林越玲,郭秀英,我國天然氣資源及市場預測, 煤氣與熱力,2008
關鍵詞:水平定向鉆;非開挖技術;管線
能源問題是世界各個國家都面臨的主要社會發展因素和制約問題,更是影響我國經濟發展、社會穩定和國家安全的關鍵性戰略問題。在國家能源戰略中,燃氣儲運是保證人們生活健康良好發展的前提,更是國家當前和長遠經濟發展和社會功能和資源問題協調統一發展的基礎前提和關鍵性措施。能源發展和改革是當前國民經濟發展的重要措施,更是國內外經濟技術開發和綜合利用的結果。為國民經濟和社會發展提供長期、穩定、經濟、安全應用奠定了堅持的基礎依據。隨著西氣東輸工程的逐步完善,燃氣問題已經逐步得到解決,燃氣開采和油品市場的開放,逐步成為企業家和國家投資的重點形式,也是一項長期施工和管理分析的主要方式和管理應用方法。
一、水平定向鉆進技術概況
1、水平定向鉆進技術原理
在當前的社會中,水平定向技術已成為當前燃氣管道施工應用的主要方式,是通過安裝于地表的鉆孔設備進行綜合分析,以相對于地面較小的入射角鉆入地層形成先導孔,然后利用導孔設計直徑所需要的大小方式來鋪設管道或者排線的主要方式和方法。在施工過程中,還可以根據具體需要來利用它的跟蹤和指導作用。確保施工質量和施工效益的完善和保證。管道水平定向鉆進技術在使用的過程中是利用四種不需要通過傳統開挖方式進行管道的排線和施工,是使用機械進行鉆掘、排土及清渣,最終實現在管道施工過程中的倒置率直和管道的埋設。是一種現代化的地下施工技術和工藝。這種施工技術的運用首先需要導航儀引導鉆頭和鉆桿去穿越地層,更是采用在鉆進當中的鉆進方向嚴格管理,確保鉆孔方向能夠合理有效的利用和分析。管道水平定向鉆進技術的鋪管技術最引人注目的特點是通過采用水射流和切削式的成孔方式進行施工,并且能用接頭附近的電磁信號方式來控制方向,運用這種方法可以鋪設各種管徑不大于1m的管線,當時其在管道鋪設的過程中長度較長,而且控制方式和管道鋪設質量要求日益精確,即使在城市地下管網錯綜復雜的地區,也可以在施工的時候保證針對其他地區的影響較低,成為影響施工技術領域的關鍵因素,當然,由于水平定向鉆進技術在我國的起步較晚,且在施工的時候各種技術措施和技術方法的不成熟,比起世界各個先進國家來說無論是在研究方式和施工工藝方面都存在著極大的差距和差別,因此在施工的過程中進行良好控制與完善的管理是當前施工的主要重點形式。
2、水半定向鉆進技術的優勢
水平定向鉆進技術施工占地面積比傳統開挖式小,對地面交通和人民的日常生活影響也比較小。而且使用水平定向鉆進技術施工會隨意破壞地表,使地表的使用壽命更長久,也不會破壞綠地,不污染周圍的環境,這些優勢決定了水平定向鉆進技術更適合施工點在繁華的市區或者文物古跡保護區。最后,水平定向鉆進技術的施上精度也比較高、人力和財力損耗比傳統技術低,有較好的社會效益和經濟效益。
3、水平定向鉆機系統簡介
水平定向鉆機由鉆機系統、動力系統、控向系統、泥漿系統、鉆具機輔助機具組成。
鉆機系統:用來完成鉆進和回拖過程。可以改變轉盤轉向和輸出轉速及扭矩大小,以便于不問作業的不同要求。動力系統:可以為鉆機系統提供鉆機動力。控向系統:它是引導鉆頭正確鉆進的方向性工具。泥漿系統:泥漿系統町以為鉆機系統提供合適的泥漿。鉆具及輔助機具:是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具。
二、燃氣管道中水平定向鉆進技術施工方法和技術措施
l、燃氣管道中水平定向鉆進技術施工前的準備
地下三有管線的勘測施工之前必須要先確定地下是否有管線以及管線的位置。并且依此設計出合理的施工鉆孔軌跡。注意鋪管材料的選擇鋪管材料的物理性能應從質量密度、抗拉強度等方面來選擇。燃氣管道采用三層PE結構外覆蓋層和傘線涂層采用加強級防腐,焊口采用熱縮套進行補口。
2、燃氣管道中水平定向鉆進技術的施工裝備
鉆機鉆機應該根據工作位置的不同分為坑內始鉆式和地表始鉆式。水平定向鉆機水平定向鉆機的豐要技術指標足鉆機的最大扭矩、軸向最大回拖力。水平定向鉆機有大中小型機之分,這需要視工程對象來選擇。施工設計參數這一過程需要注意鉆近角和曲率半徑的確定和施工地覆蓋層的厚度。地質調查地質調查豐要是包括探孔數量和探孔深度。探孔數量是依據地質狀況是否單一來確定的。
3、燃氣管道中水平定向鉆進技術施工的關鍵技術
水平定向鉆進軌跡設計水平定向鉆進軌跡設計是施工中成敗的關鍵環節,是施工過程中具體操作的理論指導。導向孔軌跡導向孔軌跡設計必須要考慮到地下管線、地質狀態、水文狀態、地表環境、鋪設物材質、穿越物深度以及長度等因素。
三、燃氣管道中水平定向鉆進技術應用的常見問題及方法
l、水平定向鉆進機器日前的發展方向一直朝著高性能、大功率的方向發展,體積普遍較大。解決方法是:根據施工地點和具體要求來選擇靈活的鉆機尺寸。
2、在水平定向鉆進施工過程中,因為地下地質的條件復雜,回拖管道時燃氣管道表面很容易劃傷。解決方法:將導向孔直徑擴大于管道外徑一倍以上,可有效避免孔壁對燃氣管道的表面劃傷。總而言之,隨著我國經濟的不斷發展,燃氣管道建設的需求也越來越大。總體看來,我國水平定向鉆進技術的市場發展前景還是十分廣闊的。水平定向鉆進技術是一項技術先進、實用性強、效益好的施工技術,可以從根本上解決我國管道建設中不得不挖開地表或公路的現象。不過與西方發達國家相比,我國水平定向鉆進技術的應用是不甚成熟的,我國需加大對水平定向鉆進技術在各個領域的研究力度,認真總結各例施工經驗,同時積極引進西方國家的先進理論和技術,使水平定向鉆進技術更好的為我國城市建設做出更大貢獻。
【關鍵詞】燃氣;輸配系統;模擬;發展
中圖分類號:TH138文獻標識碼: A
一、前言
城市燃氣管網是城市燃氣輸送的重要渠道,為人們生產生活提供必需的燃氣資源發揮著重要的作用。保證燃氣輸配管網的安全和穩定是保證燃氣供應的基礎。
二、城市燃氣管網的現狀
近年來,我國城市燃氣行業開始開展完整性管理的研究與實踐工作。2009年,中國燃氣協會理事長在安全管理經驗交流會上,明確提出“必須學習和開展完整性管理、風險管理和環境管理,切實提高安全工作的科學水平”。2012年,中國城市燃氣協會組織編制了
《燃氣系統運行安全評價標準》,推動了完整性管理的發展。國內大型燃氣企業如北京燃氣集團、深圳燃氣集團、中國石油昆侖燃氣公司等也開展了完整性管理研究工作。例如,北京燃氣集團以信息化平臺為基礎推動燃氣輸配管道完整性管理工作;以設備編碼為基礎,建立管道及設備設施完整性管理數據庫;發揮信息技術優勢,實現信息化與完整性業務的深度融合。同時,積極開展檢測與評價工作,聯合高校開發風險評價軟件,制定風險評估規程,開展風險評估試點工作;對管道系統防腐工作及陰極保護系統的使用和維護情況進行檢測,完成3000km管道外防腐層檢測。
三、燃氣測漏技術
隨著管道建設規模的擴大,泄漏檢測技術也得到發展。目前已有的檢漏方法,從最簡單的人工分段沿管段巡視,發展到了較為復雜的計算機軟硬件結合的方法。從原理上來看,管道泄漏檢測方法可以分為硬件法和軟件法兩大類,它們各自又包含了幾種類型的方法。這些方法各具優勢,但實際應用的情況是復雜的,方法的有效性、簡便性和易實現性等問題均需要綜合考慮。
1、負壓力波法
負壓力波法是近幾年來國際上頗受重視的管道泄漏檢測方法,它利用管道突然泄漏時,會引發在流體中傳播的瞬態負壓波,通過捕捉負壓波到上、下游的時間差來定位。
2、采樣法
該方法通過檢測在輸氣管道沿線有無可燃性氣體來實現。當超過規定的濃度闡值時,可判斷存在管道的泄漏。闡值大小可控制系統檢漏的靈敏度,煤氣管道常采用此法檢漏。
3、溫度測試法
該方法是通過測試緊鄰管道的環境溫度的變化來進行泄漏檢測和定位。基于此原理的紅外溫度記錄儀已經成功地應用在熱水管道的檢漏中。另外,傳感技術的進步使得溫度曲線在實際測試中變得方便實用,尤其是溫度感應電纜和光纖電纜的使用,大大改進了數據的可靠性。
4、聲學測量法
通過測量流體泄漏時產生的噪聲來進行管道檢漏和定位,是目前廣泛使用的方法。該方法即便是無法直接接觸的部位,也很容易采集到聲音信號:相對于溫度傳感器和壓力傳感器獲取的信號來說,聲音信號提供了更全面、更高質量的信息;在線性系統中,聲音波形含有迭加特性。德國BIP和TWS協作,開發并試驗了一種有效的相關分析法檢漏的聲學技術。油品在高壓下通過漏孔時,會發出噪聲,檢測這些噪聲就可以判斷是否有管道穿孔。
5、應力波法
流體泄漏時在管壁中激發應力波,用2只普通的壓電式傳感器作為檢測元件,分別安裝在被測管道兩端,通過測量泄漏噪音到達傳感器的時間來估算泄漏點位置。廣西工學院的黃文首先分析了管道泄漏檢測的基本原理,并應用助bVEIW分析單傳感器在泄漏管道不同位置拾取的泄漏信號的時頻域特征,以所提取時頻域特征指標來構造人工神經網絡的輸入矩陣,建立了能對管道泄漏狀況進行分析檢測定位的人工神經網絡,實現了管道泄漏檢測的單傳感器定位。模擬泄漏實驗和在CP機上進行網絡仿真表明該方法是有效的。
四、燃氣短期負荷模型
1、燃氣負荷結構
燃氣負荷包括了需用量與用氣工況兩大部分內容,需用量的核心是用氣定額。用氣工況指用氣的不均勻性、用氣不均勻性包括月(季節)、日、時的不均勻性。這就是燃氣負荷的基本結構。對于燃氣需用量或用氣工況都可以在時域、幅域以及頻域上進行研究,建立燃氣負荷的數學模型,進行對燃氣負荷的描述與預測。在我國燃氣工程項目的建設過程中,已形成了一套實用的傳統燃氣負荷表述和計算方法,隨著城市燃氣進入天然氣發展階段,有必要引入新的方法對燃氣負荷進行描述與預測.燃氣負荷的研究需從實際數據出發,針對不同的對象采用不同的方法揭示其規律性,應用于實際且加以驗證。
2、短期負荷預測要求
在進行短期負荷時,不可避免要建立適當的負荷預測模型,但是各種模型必須滿足負荷的規律性,并能夠精確完成短期負荷預測的任務。因此,負荷預測的各種模型必須具備如下特點:
(1)模型應能反映負荷隨時間變化的周期規律性,如負荷的日周期、周周期、季節周期等。
(2)模型應能反映負荷自然增長的內在規律性,即模型可以實現負荷隨著時間的推移會有較大或者較小的變化幅度。
(3)模型應當考慮近期負荷的變化趨勢對未來負荷預測的影響要大于早期負荷趨勢所產生的影響。這種趨勢在節假日等時間間隔較遠的負荷預測中尤其要重點考慮。由于節假日的負荷的變化規律不同于工作日負荷變化規律,負荷預測模型應當分別專用于節假日、工作日、周末日三種日期類型。
五、管網優化的發展趨勢
1、多目標化
燃氣管道系統的優化問題實質是多目標優化問題,在給定管網布局后對天然氣管道進行結構設計,既要保證其結構可靠度,又不能和以往一樣不計成本地進行。設計人員的作用不應該是過去的分析和校對,而應該是綜合優選。即在現有條件下,在滿足各種常規約束和可靠性約束下,使燃氣管道輸送系統的某些性能指標為最佳,這些指標可以是降低管網投資、管網的動力能耗指標、管網的熱力能耗指標。這三個指標是矛盾的,不同目標發生在不同階段,所以需按一定的過程分階段進行優化分析,減少管道建設的投資,提高管道輸送系統的可靠性,降低輸送成本是管道運輸建設方面的主要科研課題。管道結構的強度、剛度和穩定性,應作為構成管道系統可靠性總鏈條上的重要一環來研究。
2、智能化
由于在工程實際中的許多決策問題都是多目標決策問題,而多目標決策問題是多個目標的最優化問題,不能直接應用解決單目標決策問題的方法來處理多目標決策的優化問題,在多數情況下,多目標決策問題的各個目標是相互沖突的決策者只能在各個目標之間進行協調和折衷,盡可能使決策方案趨向滿意。簡言之,多目標決策問題的求解目的就是在非劣解集中尋求使決策者最滿意的解,其主要求解步驟為:求出非劣解集;根據決策者的偏好信息(目標權重系數、目標優先度和目標期望值等),求出最滿意解。遺傳算法在優化領域內已經取得許多成果,其多目標全局最優化的特點越來越引起研究者的廣泛注意:神經網絡在多目標優化中屏蔽了人為分配目標權重的主觀、不合理性;模糊數學綜合評判法在新建天然氣集輸技術工程方案選擇中的應用,也使工程建設方案的選擇更合理、更精確,而達到見效快、收益高的目的。這些涉及了神經系統、生物進化、人工智能等其他領域的模型表明了不僅是燃氣管網甚至是所有優化理論都向著智能化方向發展。
3、快速化
對已發生的燃氣爆炸、泄露等事故不能迅速作出相對處理反應是現在燃氣公司所存在的棘手問題,在處理這些問題上就需要一些快速可靠的優化算法。同樣在自動化控制的處理上也需要一些快速可靠的模型。因此尋找一種快速的優化模型也成了管網優化設計著追求的目標。燃氣管網系統是大系統,由于其復雜性!多元性,其優化的工作量相當大。因此,今天優化理論應采用因地制宜、綜合應用的原則,這樣才能更好的應用于分析、輸配管理之中。
六、結束語
隨著科技水平的發展和進步,更多新技術在燃氣輸送中發揮著越來越重要的作用,也必將促進燃氣輸送的安全穩定,為人們的生產生活提供動力支持。
參考文獻
關鍵詞:室外燃氣;管道敷設;工程技術探討
一、引言
應當看到,天然氣有著高效、環保、低碳等優點,還可以節約能源和減少城市環境污染,方便人們促進工業生產和提高產品的質量,如果綜合利用起來,就能改善城市生態環境和投資環境,還能發展循環經濟。天然氣具有重要的作用是,天然氣是作為能源的第一選擇。許多城市在推進現代化的過程中,在城市燃氣管道網絡鋪設的過程中,對基礎設施建設是重點要求。這就要求在燃氣施工企業嚴格的進行質量管理,人事管理,信息系統的科學管理與技術創新,創新其理念,提高監督效率,安全和穩定的進行天然氣供應。
二、室外供氣管道與調壓裝置
鍋爐房內燃氣鍋爐的壓力一般大于居民用氣壓力,在2kPa以上。燃氣鍋爐的用氣量也遠遠超過居民用氣量,一般在幾十方以上。為了確保鍋爐房內鍋爐的正常、安全運行,保證小區用氣穩定,鍋爐房用氣管道適合從城市燃氣中壓主管上接氣,采用專門的燃氣管道,用來供給到鍋爐房燃燒器,在經過合理的調壓和嚴格的過濾后投入使用。不同系統工程的具體情況不同,燃氣管道敷設方式一般由埋地敷設和架空敷設兩種方式構成,以相應的燃氣設計規范為敷設原則來進行設計,要注意滿足各方面的凈距要求,包括地下管道和其他專業管道以及架空管道離建筑物窗口、門洞等的凈距要求。鍋爐房內的燃氣鍋爐通常包含低壓供氣和中壓供氣兩種,對于小于六個噸位的鍋爐應當選擇低壓供氣方式,對于大于六個噸位的鍋爐,一般選擇中壓供氣方式。鍋爐燃燒器前的供氣壓力是否穩定,與天然氣的燃燒工況直接相關,同樣影響到鍋爐的正常、安全運行。如果將燃氣管道設計成鍋爐房與用戶共用一個調壓裝置,則鍋爐房燃燒器前的壓力增減將直接影響到氣體流量的變化,從而影響到其他用戶燃燒的穩定性,嚴重時將會引起脫火和回火現象。因此,在設計調壓裝置時,要注意盡量將居民、商業用戶的調壓裝置與鍋爐房調壓裝置分開設置,避免引發不必要的安全事故。聚乙烯燃氣管道敷設時應隨管走向敷設金屬示蹤線和警示帶。示蹤線采用不小于2.5平方毫米的銅芯聚氯乙烯絕緣護套電線,用膠帶固定在聚乙烯燃氣管道上方,示蹤線連接處應可靠連接,并采取絕緣防水密封包扎;閥門兩端示蹤線不得纏繞,應在閥門兩側分開以示區別;在管道上方距管頂不小于300mm處敷設警示帶,警示帶上應標出醒目的提示字樣,警示帶應能抗擊回填土的沖擊、壓迫及土壤中化學物質的腐蝕。金屬示蹤線和警示帶使用年限均不得小于50年。
三、敷設管道安全監測
(一)透明度的檢測
透明度和責任煤氣公司認真審查施工單位資質,選擇潛在的安全管理軟件和硬件,較大的企業有良好的合作關系,保證工程的安全管理。燃氣經營企業的安全管理水平,應作為施工企業的重要組成部分,在簽署安全協議時,對安全責任要明確,其他要嚴格控制建筑施工企業和作業人員的安全,在教育和培訓中,提高員工的安全。
(二)應急預案構建
安全檢查和安全技術標準細分為特定項目制定應急預案。包括施工許可證,檢查氣體設備和消防設備的安裝數量,溝壁是否支持操作,特別是要傾斜或加警告牌,圍欄,照明裝置的完整性測試;是否有足夠的安全和區域劃分,檢查是否有足夠的工作人員,對于高空作業安全單位經理要關注特殊時期這個特殊的部分,加強檢查和監督。
(三)制定安全措施
煤氣公司要堅持在項目網站上隨時進行定期檢驗,進行全面的調查和考慮風險。管理者要在企業現場檢查一項重要任務,把重點放在施工的安全措施及其實施的控制上,發現問題必須責令改正,在適當的時候,努力用安全檢查表的形式,避免漏診。
(四)建立質量管理體系
構建燃氣企業系統的施工質量是對工程質量的有效控制,保證將有一個質量管理程序的執行,在每一步,每一個環節都要進行控制。施工管理組織網絡的企業員工,從上至下,落實責任到人,明確職責分工。各級質量人員對各工序的施工進行質量檢查、評價和認證,以監督整個工程施工質量。各級質檢人員要有關鍵技能和提高效率。質量監督機構的高級管理人員有資格進行工地施工質量,利用抽樣方法,進行測試和質量評估檢查。確保現場施工數據和評價數據比較真實性,所以要求施工質量監控系統保障功能。
(五)驗收工作
燃氣企業的企業質量驗收人員要及時的教育和培訓,以提高他們的職業技能,通過實施標準和進行宣傳,提高他們的技術水平,增加他們的責任感,增加新技術、新材料、新工藝的相關指數法的標準,在設計部與廠家進行驗收前,對施工技術交底明確,為了不影響工程進度或造成不必要的糾紛。建設天然氣管道項目的管道安全管理是一項長期的任務,當地企業的負責人要保證產品的質量控制。管道燃氣企業只有扎扎實實地做好企業的安全運行,才能奠定良好的基礎。在天然氣公司工作,必須及時調查安全風險,應急計劃,并確保健全而有效的促進企業的可持續發展。
四、結束語
總之,隨著人們生活水平的提高和和電力的發展。目前作為人生活的重要基礎能源,隨著天然氣的供應質量的提高,提高了人們的生活質量,但是,總是有一些天然氣設備還存在一些問題,例如,建設天然氣基礎設施質量差,管理不合理還容易發生安全事故,不僅造成環境污染,也對人類安全構成威脅,為此,增加了城市,有太多的不確定因素,因此,我們必須全面分析天然氣管道,使其能更好地促進城市的經濟發展,而且也有助于我國經濟更好,更快的向一個更好的方向發展,最終保護廣大人民的利益。
參考文獻
[1]方國金,羅良.PE燃氣管道、PE球閥在燃氣工程中的推廣應用[J].中國井礦鹽.2016(02):44~45.
[2]郭少明,劉春光.深圳燃氣管道氣民用戶抄表流程及管理的專項審計案例[J].中國內部審計,2014(01):31~33.