城市燃气工程设计中管材的选用

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摘要：燃气工程的建设涉及到城市人民生活质量的提升，好的燃气工程不仅能够提供给用户足够的保暖服务，同时还需要在安全性、适用性和经济性等方面达到较高的标准。而要确保城市燃气工程能够在各个方面上都达到一定的标准，就要切实分析燃气工程设计中包括铁铸管、钢管与PE管在内的各类燃气管道管材的优点和不足，明确不同管材在燃气工程设计中具体是如何使用的以及具体施工状况。本文将针对相关问题展开探讨。

关键词：城市；燃气工程；设计；管材

从早年的城市燃气应用中对其气源进行论述，则人工煤气在其中占有较高的比例，而当时在城市中普遍应用的燃气管道也大多是钢管与铸铁管。现代社会的发展推动了清洁性、安全性的天然气在城市燃气应用中的比重不断攀升，并且，现代社会的高分子科学技术也得到了显著的提高，针对塑料管材的开发与应用也更加科学与全面，各项生产技术得到有效提升，更为突出地展现了塑料管材独有的使用性能。目前，PE管成为城市燃气设计与施工过程中受到最普遍欢迎的管材类型。也就是说，铁铸管、钢管、PE管等是当前阶段城市燃气管道管材的主要应用类型，以下笔者将从安全性、适用性与经济性等几方面分析上述几类管材在城市燃气工程设计中的优劣。

一、安全性分析

城市燃气工程设计时，是否达到安全标准是首要考虑内容。对铸铁管、钢管与PE管这三种管材在工程设计使用中的安全性进行分析，则需要从三种管材的抗拉强度、弯曲强度、延展性、耐腐蚀性、使用寿命、硬度、接口严密性等方面进行分析。铸铁管的抗拉强度与弯曲强度相对较高，PE管的断裂伸长率达到600％，是三类管材中延展性最高的，同时PE管的耐腐蚀性也是三类管材中最好的。从使用寿命方面来看，铁铸管、钢管与PE管都是在50年以上延展性。铁铸管的硬度大约为230HBS，钢管的硬度≤140HBS，而PE管的硬度则为50-70D。除此以外，三者的接口严密性对比则呈现出钢管与PE管为牢固，铁铸管为较牢固。因而，在考虑安全性来选择管材时需要综合考虑，从不同的角度进行研究与论述，对于何种层面的内容更为重视则可以着重选择哪一特点更为突出的管材。

二、适应性分析

对铁铸管、钢管与PE管的适应性进行分析，则主要可以从压力、温差与气源三方面进行分析。第一，压力分析。《城镇燃气设计规范》中曾明确将燃气设计的压力分为七个等级，分别是高压A、高压B、次高压A、次高压B、中压A、中压B、低压。高压A的压力等级为2.5-4.0，高压B的压力等级为1.6-2.5，次高压A的压力等级为0.8-1.6，次高压B的压力等级为0.4-0.8，中压A的压力等级为0.2-0.4，中压B的压力等级为0.01-0.2，低压的压力等级为低于0.01。总体来看，管道的压力相对较高，因此在进行城市燃气工程设计过程中，管道的质量要求也更高，在设计时应用具有较高压力的管道能够高效地较少整个管道系统网络的初期投资。事实上，管道的用途、压力与直径不同，所采用的材质与工艺也会因此而不同。在城市燃气工程设计与建设中，高压与次高压的管道与输气干管大多选择钢管。《城镇燃气设计规范》中还规定“中压与低压燃气管道应当选择使用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管”。其中聚乙烯燃气管道的标准应该符合《燃气用埋地聚乙烯管件》与《燃气用埋地聚乙烯管材》中的相关规定；机械接口球墨铸铁管的标准则应当达到《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》中的相关规定；当钢管类型选择为无缝钢管、镀锌钢管或者焊接钢管等时，无缝钢管、镀锌钢管的应用标准则能够达到《输送流体用无缝钢管》的具体规定，无缝钢管的应用标准应当达到《低压流体输送用焊接钢管》的具体规定；钢骨架聚乙烯塑料复合管需要达到《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管》和《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管件》中的具体规定。由此可知，城市输送管道中当压力大于0.4MPa时应当选择的管道类型应该是钢管，它相较于其他管道类型具有更为突出的优势。第二，温差分析。钢管与铸铁管相比，钢管对温差的适应能力要更高，而钢管与铸铁管对温差的适应能力要远远高于PE管。第三，气源分析。在进行城市燃气工程设计时，选择使用钢管更多的应该选用LNG、LPG、煤气、天然气与液化石油气等，铸铁管则使用煤气更为适宜，PE管则对燃气没有过多的要求，它对各种气质都能够较好地适用。

三、经济性分析

所谓的经济性就是指各种类型的管道在应用过程中的资金投入，管径不同时，使用不同的管道类型需要投入不同的金额，现以某一时段的材料价格为参考，对铸铁管、钢管与PE管的综合造价进行全面的对比分析：当管径为100mm时，每米钢管的单价为545元，每米铸铁管的单价为429元，每米PE管的单价为439元；当管径为150mm时，每米钢管的单价为620元，每米铸铁管的单价为497元，每米PE管的单价为536元；当管径为200mm时，每米钢管的单价为660元，每米铸铁管的单价为583元，每米PE管的单价为610元；当管径为250mm时，每米钢管的单价为1004元，每米铸铁管的单价为747元，每米PE管的单价为1040元。从上述的铸铁管、钢管与PE管在不同管径下的用价对比，则铁铸管的综合造价低于钢管与PE管，而当管径低于200mm时，钢管的综合造价是高于PE管的，而当管径大于200mm时，PE管的综合造价则高于钢管。在进行城市燃气工程设计中选择什么样的管材在一定程度上决定着燃气管道输气质量的高低，合理地选择应用燃气管材不仅能够节省工程建设的资金投入，同时还能够提升管网系统整体的水平，保证运行过程中的管理费用能够得到适当的降低。在实际进行工程设计的过程中，应当立足于安全性能，进而对适用性、经济性进行分析，同时不能忽视自然环境在燃气工程设计过程中的影响作用，综合考虑管道设计工程中所处的地理位置、地形特点、土壤性质等因素，从而实现城市燃气工程设计过程中对管材的科学选用。

作者:王久龙 孟睿 单位:辽宁沈阳中交煤气热力研究设计院有限公司

参考文献：

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[2]陈培宏.对开拓我国城市燃气技术市场的思考[J].科技与企业.2015(07)

[3]王志鹏.城市燃气技术现状及其发展趋势概述[J].黑龙江科技信息.2013(29)