燃气管道及附属设备1．1城市燃气管道和附属设备的构成1．1．1城市燃气管道的分类燃气管道主要使用钢管、铸铁管和塑料管等。

燃气高压．中压管道通常采用钢管。

中压和低压管道采用钢管或铸铁管。

塑料管多用于工作压力为0．4MPa的室外地下管道。

用做燃气管材的主要是聚乙烯塑料管(PE管)中的HDPE和MDPE压力管。

1．聚乙烯塑料管(PE管)PE管之所以成为燃气管道的首选管材。

是因为其具有以下6大明显优势：(1)优良的物理性能。

刚度．强度较高。

有较好的柔性和耐蠕变性。

耐化学性．耐老性。

热熔连接性能优良。

其拉伸强度是钢材的1／15。

但伸长率是钢的20倍。

在日本1995年1月17日的阪神大地震中。

只有PE燃气管没有发牛事故。

(2)长久的使用价值。

使用寿命长．抗腐蚀。

埋地管在一20℃～40。

C可安全使用50年以上。

(3)良好的卫生性。

材料无毒．无结垢层。

不滋生细菌。

(4)较大的输送流量。

管壁光滑．摩阻小。

能提高介质流速。

增加流量。

节省动力消耗。

(5)显著的经济效益。

成本低．投资省．降低工程造价。

(6)方便的施工性能。

质量轻．易搬运．易弯曲。

焊接工艺简单．土方量少。

不需防腐．施工速度快捷。

但是PE管也有自己的不足之处：不可与热源接近。

超过800C时。

其机械性能将大幅度下降。

故PE管与热力管道间距要较大。

而在施工中难以满足；承受人为外力损坏的能力较钢管差。

关于燃气工程的埋地的PE管的经济效益。

以100m相同规格的无缝钢管与PE管相比较为例。

其结果如表4-1—1所示。

埋地钢管安装后还需要探伤检验。

按焊缝数一般抽检15％。

这也是一笔小小的费用。

就表中的三大项费用比较。

可以看出PE管在工程施工成本中的价格优势。

表中PE管是PE80．SDRll计算的。

如用在天然气j．1二程中。

中捱B和低压管道可以用SI)R17．6的PE管，这样主材价格还可以1'-降30％1,21-_。

更大的优势在于。

钢管即使经过防腐处理等措施，也只能保证使用20～30年。

而PE管保证使用5()年以上。

当然钢管的管件以现场制作为主。

外购件较少。

而PE管则不然。

所需管件全部外购。

价格较高。

而且PE管安装后还需要敷设警示带(2元／m)。

也就发生了一些不可预见的费用。

但从工程造价．质量．安全．寿命等综合因素考虑。

PE管比钢管具有绝对的优势。

目前国内聚乙烯燃气管分为SDRll和SDRl7．6两个系列。

SDRll系列宜用于输送人工煤气．天然气．液化石油气(气态)；SI)R17．6系列宜用于输送天然气。

聚乙烯燃气管道连接应采用电熔连接(电熔承插连接．电熔鞍形连接)或热熔连接(热熔承插连接．热熔对接连接．热熔鞍形连接)。

不得采用螺纹连接和黏接。

聚乙烯管与金属管道应采用钢塑过渡接头连接。

验收管材．管件必须验收产品使用说明书．产品合格证．质量保证书和各项性能检验报告等，并在同一批产品中抽样。

按现行国家标准进行规格尺寸和外观性能检查。

必要时宜进行全面测试。

2．钢骨架聚乙烯塑料复合管钢骨架聚乙烯塑料复合管作为近年来我国新开发的一种管材。

已经被列入修订后的《城镇燃气设计规范》(2002版)中。

(1)钢骨架聚乙烯塑料复合管的结构特点钢骨架聚乙烯塑料复合管是根据钢筋混凝土的结构力学原理。

以低碳钢丝为增强相。

以塑料为基体。

采用钢丝点焊成网和塑料同步挤出。

连续拉膜成型的新型双面防腐压力管道。

近年来也出现了以冷轧钢带用氩弧对接焊成型的多孑L薄壁钢管为增强体。

外层和内层为双面复合热塑性塑料的孔网钢带聚乙烯复合管。

钢丝网骨架复合管和孔网钢带复合管虽然在增强骨架的形式上不一样。

但是在管道结构的原理上是一样的。

在城市燃气领域应用上也是类似的。

(2)钢骨架聚乙烯翅料复合管的性能优势由于钢骨架聚乙烯塑料复合管特殊的结构特点。

使其兼具了钢管和塑料管的优越性能。

钢骨架聚乙烯塑料复合管具有优异的抗化学腐蚀性。

对酸．碱．盐溶液以及有机溶剂等257种腐蚀性介质有良好的耐腐蚀性。

适用介质范围广；具有良好的保温性能。

导热系数为0．43w ／m·K；采用内定型技术。

内壁光滑。

当量绝对粗糙度为0．01mm。

输送阻力小。

流动性能好；抗磨损．抗损坏性能是钢管的3倍；使用寿命长。

通过长期静液压试验。

抗蠕变能力和破坏强度远优于塑料管道；线性膨胀系数低。

安全系数高；弹性模量适中。

具有良好的韧性。

耐冲击性和尺寸稳定性好；具有优异的抗快速开裂性能和抗环境开裂性能；连接可靠。

易检测。

具有可示踪性；输送介质的允许温度范围和压力等级高。

(3)钢骨架聚乙烯塑料复合管在工程中的应用钢骨架聚乙烯塑料复合管应用到城市燃气管网中。

既解决了钢管的防腐问题。

又解决了PE管易破坏．示踪性差．难检测等问题。

尤其是在高．中压长距离．大流量输送的燃气管道中。

具有很大的优势和较高的性价比。

1)经济性。

城市燃气工程一般指城区的燃气输配系统。

包括城市管网和门站等内容。

城市燃气工程中管材的投资在总投资中所占的比重较大．管材的经济性是管材选择的重要指标。

三种管材的投资见表4—1—2。

其中钢骨架聚乙烯塑料复合管的造价包含连接套筒价格。

钢管综合费用不包括外加电流防腐装置费用。

从投资估算表中可以看出。

钢骨架聚乙烯塑料复合管虽然性能优越。

但是在工程造价l 要高于钢管和PE管。

尤其在小管径|二价格竞争力较差。

2)管道开口。

城市燃气管道的流量除了传输流量外．还有途泄流量。

城市燃气通过管道输送到千家万户。

主管道上要引出通向各用户的支管道。

必然存在开口的问题。

传统的钢管可以直接在管材上开孔。

PE管道也可以在开口处两端夹死后增加管件。

这两种管材的开孔操作都很方便。

也都可以带气进行操作。

技术成熟可靠。

钢骨架聚乙烯塑料复合管由于其内部钢丝网骨架的结构特点。

临时开孔的施工操作比较复杂。

而且目前最大的临时开：fL孑L 径只能到DN50。

钢骨架聚乙烯塑料复合管一般采用预留三通的方法引出支管。

临时开孔则采用切断管子加三通的方法。

两端再采用套筒电熔连接。

因此在钢骨架聚乙烯塑料复合管的设计时。

要做好管道敷设计供气区域的用户调查。

确定好支管的数量和位置。

以便在施工时做好支管三通的预留。

尽量减少以后临时开孑L的数量。

避免增加施工难度和不必要的投资。

3．其他管材城市燃气管道有时还使用有色金属管材。

如铜管和铝管。

在室内管道上还可使用铝质软连接管和铝塑复合管。

1．1．2管道输送常用的主要附属设备1．分离除尘器气体中的杂质会加速管道及设备的腐蚀。

降低管道的输送效率。

因此对管道输送天然气中的杂质必须除去。

在输气管道的首站．中间站．调压计量站．配气站等处要安装分离除尘器。

保证输出的气体含尘不超过规定要求。

常用的分离除尘器有旋风除尘器．重力分离器．循环分离器和分离过滤器等。

2．阀门阀门是燃气管道中重要的控制设备。

用以切断和接通管线。

调节燃气的压力和流量。

燃气管道的阀门常用于管道的维修．减少放空时间．限制管道事故危害的后果。

关系重大。

(1)阀门的质量和可靠性要求1)严密性好。

阀门关闭后不泄漏。

阀壳无砂眼．气孔。

必须严密。

阀门关闭后如果漏气。

不仅会造成大量燃气泄露。

造成火灾．爆炸等危险。

而且还可能引起自控系统的失灵和误动作。

因此。

阀门必须有出厂合格证。

并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验。

阀门属于局损零部件。

应有较长寿命。

因为燃气管道投产后。

只有待管道停输和排空时才能对阀门检修。

而且时间有限。

如在管道运行期间。

密封处成易损并发生问题的关键部位。

燃气管道的生产安全会受到威胁。

往往会导致停气。

2)强度可靠。

阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外。

还要承受安装条件下的温度．机械振动和自然灾害(如地震．地裂带)等各种复杂的应力。

而阀门断裂事故会造成巨大的损失。

3)耐腐蚀。

阀门中的金属材料和非金属材料应能长期经受燃气的腐蚀而不变质。

4)具有可靠的大扭矩驱动装置。

阀门是具有可靠的大扭矩驱动装置。

应开关迅速。

动作灵活。

5)与管道通孔。

天然气干线的阀门全开时。

阀孔通道的直径与管道的内径应相同且吻合。

阀孔上的任何缩小或扩大都可能成为清管器的障碍。

并会积存污物。

导致清管器卡住和阀门的损伤。

(2)干线切断阀为了便于管道的检修．缩短放空时间．减少放空损失．限制管道事故危害的后果。

输气干线上每隔一定距离。

需设置管道切断阀。

在某些特别重要的管段两端(铁路干线．大型河流的穿跨越)也应设置切断阀。

施工期间干线切断阀可用于线路的分段试压。

干线切断阀的间距通常以管线所处地区重要性和发生事故时可能产生的灾害及其后果的严重程度而定。

这种间距通常为20～30km。

靠近重要交通线．城镇和工厂的地区不能超过25km。

山区．旷野可保持25～30km。

由于人口密度和其他国情的不同。

世界各国对此问距的规定互有差异。

输气管道干线切断阀虽然关系重大。

却长期处于备而不用的状况。

且不便于检查维修。

因此。

对它的质量和工作可靠性有以下严格要求：1)有良好的严密性。

干线切断阀如果漏气。

不仅会造成大量燃气损失。

出现火灾的危险。

而且还可以引起自控系统的失灵和误动作。

2)易损零件有较长的寿命。

管线投产后干线阀门只有待管道停输和排空的时候才有进行内部检修的机会。

而且时间有限。

如在管道运转期间。

密封系统或其他部分的易损件发生问题。

输气管道的生产安全会受到很大威胁。

这种情况往往会导致管道的停输。

3)强度可靠。

切断阀除承受与管道相同的试验和工作压力外。

还要承受安装条件下的温度．机械振动和自然灾害(如地震)等各种复杂的应力。

切断阀的断裂事故将造成成倍于管道断裂事故的损失。

4)耐腐蚀。

阀门上的金属和非金属材料应能长期经受气体所含各种成分的腐蚀而不变质。

5)具有可靠的大扭矩驱动装置。

干线切断阀一直处下全开状态。

需要操作时。

往住面临发生事故的紧急状况。

为了保证动作的可靠性。

它要有较充裕的驱动扭矩。

高压大口径切断阀已不能用直接或机械减速的手动方式开关。

这因为其能达到干线切断阀紧急关闭所需要的速度。

干线切断阀的驱动方式应能在短时间(最短时限小于1min)内完成阀门的关闭和开启动作。

6)与管道通孔。

阀门全开时。

阀孔通道的直径应与管道的内径相吻合。

阀孔上的任何缩小或扩大都可能成为清管器的障碍。

并且还会积存污物。

导致清管器卡阻和阀门的损伤。

7)可自动控制。

干线切断阀一般与管理人员住地有一定距离。

发生事故时。

需要阀门能按照感测到的信号(压差和流量的剧变)和预定的程序自动关闭。

干线切断阀通常采用球阀和平板阀(通孑L板式闸阀)两种类型。

(3)安全阀安全阀是管道避免超压．保证人身安全的关键设备。

必须符合要求按规范进行生产。

并经检验．测试合格后方能使用。

3．补偿器架空燃气管道由于燃气及周围环境温度变化引起管道长度的变化。

会产生巨大的应力，往往导致管道损坏，故需设补偿器。

地下燃气管道。

由于燃气及周围的土壤温度变化很小，可不设补偿器。

但是为了安装．更换阀门方便和保护阀门。