焦炉煤气转换天然气方案研究论文

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济南市引进天然气工程已于去年年底完成，现西部地区原液化气混气输配管网已顺利转化为天然气管网，东部地区焦炉煤气13万户的转换工作，便成为迫在眉睫的事情。为安全、可靠、优质高速地完成好天然气转换工作，特制定以下方案供大家探讨。

一、前期准备工作

l、焦炉煤气管网现状：

济南市现有管道煤气用户13余万户，工业户3个，公福用户200余户，采用中低压两级管网供气。中压管网0.15MPa，低压调压器出口压力1600Pa，灶前压力900Pa。管线材质大部分为灰口铸铁，部分管线球墨铸铁(约20公里)。在东二环路以东曾采用PE管(约500M)。山大南路两端约300M中压铸铁管采用反衬管技术。管线接口形式为两种：一、主要是SMJ、N型机械接口；二、少量低压管线采用青铅、水泥油麻打口形式。调压设备主要是雷诺式调压器，FK调压器，少量箱式调压器、民用户中约l／3用户同时使用焦炉煤气热水器，少量用户使用家用焦炉煤气取暖器。室内管道采用镀锌钢管，其接口材料大部分为聚乙烯生胶带，少部分为铅油麻皮接口。公司调度中心具有无线电系统和管网遥测、遥讯系统，每个监测点每3分钟显示一次实时情况。

2、技术上使用现有管网转换天然气的可能性。

铸铁管网转换天然气后，遇到的最大漏气因素是，一、天然气是干气，不含水分；二、天然气中的油分会使接口材料老化。类似管网根据已转换天然气的城市经验和多年从事通气置换工作中观察到的管网实际运行工况，认为铸铁管网可以适应天然气运行。观点如下：

铸铁管网中的接口形式主要有承插式水泥接口和机械式接口两种，下面讨论中主要以这两种接口为主。

(一)、水分的影响：

从理论上讲，承插式水泥接口管线在转换后会因气体干燥而造成封口填料中的油麻干燥疏松而造成漏气。因此对此类接口管线一般采取更换。但在其它城市(如沈阳)转换后实际运行的事故分析报告中，该类接口管线漏气多为天然气中的挥发性轻质油沿密封填料与管壁间缝隙析出，造成漏气报警，纯天然气泄漏事故很少。另外，本地区该类管网在进行接管或抢修时断开后发现管内壁非常干燥。有的凝水器甚至几年没抽水仍很干燥。但未有因接口漏气而进行抢修的报告。由此笔者认为水分对该类管网的影响不象理论认为的显著。在天然气转换工作中，在时间或财力达不到时，可在加强巡线措施后，进行转换运行。从长远来看，还是以结合抢修或维修逐步更换为宜。

对于机械接口管线，由于其密封是靠压紧密封橡胶圈来达到密封目的。胶圈不受水分影响。理论上认为，天然气的长期冲刷会使胶圈干裂变形。97年改造工程及2000年经十路DN300中压改造工程中观察发现，管道内壁非常干燥。说明本地区人工煤气含水偏低。胶圈弹性及表面光洁度很好。几乎不受气体冲刷影响。现使用的S系列接口密封圈不与气体直接接触。由隔离圈将气体与密封圈隔开。减了气体对密封圈的冲刷影响。如图所示：S型机械接口连接方式

1．承口；2．插口；3．钢制支撑圈；4．隔离胶圈；5．密封胶圈；6．压兰；7．螺母；8．螺栓

(二)、油分的影响。

上文中提到，天然气中的轻质油会沿承插式接口缝隙析出，造成泄漏报警。因此，对含有油质成分的天然气转换时最好更换该类接口管线。对不含油质成分，又来不及更换的可加强措施后转换运行。

对于机械式接口管网。由于其接口材料本身是使用耐油丁胯橡胶制作，厂家提供的国家涂料质量监督检验中心的耐油实验报告证明耐油性合格，数据如下：

检验条件：室温：11℃。样品于浸泡液(正戊烷、分析纯)浸泡73．5小时后，在大气中放置24．5小时样品编号实验前重量实验后重量含量变化率(％)密封圈A0．698l0．71081．82B0．63710．64861．81C0．63690．64521．30平均1．64密封圈A0．64020．64871．33B0．67750．68671．36C0．66970．67841．30平均1．33

结论：浸泡实验后，样品没有发生变质变形。另根据上海橡胶制品研究所提供的物理性能实验报告中，胶圈在汽油+苯(75%+25％)的浸泡实验中重量变化率为9．8％，小于11．3％的标准。另外，现在使用的S系列机械接口材料密封圈不与气体接触。油分影响不到密封圈，延长了密封圈的寿命。

另外，由于天然气热值远高于人工煤气。因此转换后的供气中，由于管径不变。在同等用气量下，天然气可采用更低的压力级制运行。可加大安全系数。

综上所述，笔者认为铸铁管网，尤其是机械接口管网，完全可直接转换天然气，在一个较长的时间内运行。上海地方标准中也规定：0．4MPa以下允许使用机械接口球墨管。可见该类接口管线是适应天然气运行的。对于承插式接口管网，有条件时，以更换为主。尤其是待转换的天然气中含有油质成分时。自然从长远来看，结合城市改造和管网更换，可以逐步更换为钢管。

3、机构设置

管道煤气公司接受天然气转换任务后，公司领导非常重视，多次组织专业技术人员进行业务讨论，赴沈阳、上海等城市实地考察、学习，并成立了以公司一把手为组长的天然气转换领导小组，下设办公室负责各部门的具体分工、协调。转换方案由转换办公室、调度室负责，有关转换工程由工程分公司负责，材料由材料分公司负责，营运准备由管线、营业两分公司负责，安全技术审查由安稽处、技术设备处负责，灶具准备由股分公司负责。

4、人员培训情况

管道公司由科教处负责组织对公司的中层干部、班组长分别进行培训。主要培训内容是天然气的性质、特点、在施工及运行中与焦炉煤气的区别；同时计划在《济南燃气》上开辟专栏，介绍天然气的性质特点，使更多的职工熟悉、了解天然气；对设计、施工、质检、运行技术人员组织专题讨论、学习，尽快掌握相应的设计规范和施工验收标准。

5、设备、表具、灶具更换准备工作

对于调压设备，国外曾有专业文刊报道：雷诺式调压器转换天然气后，被天然气干灰堵塞而导致失灵。但因我市雷诺式调压器前均设有过滤器，不会出现这种情况。考虑到天然气为干气的特点，调压器皮膜可能因干燥而发脆变硬，造成使用寿命降低。需提前组织调压、材料、技术等有关部门，结合兄弟城市经验，提前选定质量上佳的皮膜，对调压设备进行检查、更换。对于皮膜，我们已委托有关厂家进行加速老化实验，以确定更换的必要

性，和今后运行状况下合理的更换周期。中压管线中关闭不严的阀门，将结合天然气转换工作逐步更换。

室内大流量煤气表(2．5m3／h，4m3／h)若一次更换工作量大，资金困难，可结合表具的到期更换工作逐步更换。

民用灶具，原则上以更换为主。这主要是考虑到若更换灶头，一是效果不理想，二是济南市焦炉煤气灶具种类繁多，配件准备困难，三是焦炉煤气已运行多年且气质较差，灶具损坏严重，已基本到更换年限；四是部分新灶具亦将积极同厂家联系，尽量予以更换。

二、转换方案

根据天然气工程的进展情况及气源方向，总体转换分为两个阶段：第一阶段为历山路以西，约5万7千户、2个工业户；第二阶段为东二环以西，历山路以东，约6万7千户、1个工业户。所有青铅、水泥接口低压管道需提前改造。

1、置换方式

本次置换采用直接置换方式，即由天然气直接置换焦炉煤气。具体的方法：置换当天(1)首先置换中压管道；(2)中压置换同时，低压管线按计划进行分割；(3)低压置换；(4)户内置换。

2、置换程序

(1)由天然气转换办公室组织管线、营运部门有关人员，提前两个月对照竣工图纸对要置换区域逐楼、勘察摸底，管线分公司负责外线管网情况，要对每栋搂的气源来向、管径、长度落实清楚，绘出详细管网示意图，标明低压管线插盲板处，对中压阀门进行检查、调试，确保关断严密。营业分公司负责调查置换区域内每栋搂的户数、所属单位、表、灶规格、热水器、取暖器使用情况；置换区域内公福户类型、灶具数量、用户时间及特点，并绘出详细示意图，列出数据表。办公室负责归纳整理，制定出该区域置换具体方案。

(2)对置换区域内的单位专职安全员进行培训，普及天然气使用常识。利用报纸、电视等媒体进行宣传。提前一周的时间，管线分公司对调压器检修、更换配件，将管线中水抽净，以保证置换中不发生水堵，确定放散点，组织相关人员熟悉现场，工程分公司根据办公室要求进行相应施工准备工作。营业分公司可与股份公司联合，在要置换区域内设

置咨询处，介绍有关天然气性质、特点及安全使用常识，发放或改造灶具，并在同时发放安全常识读本。

(3)提前三天召开所有参加置换部门负责人会议，讨论该区域置换方案，明确责任、联络方式、应急措施及器材，最终由安全技术部门认可后，各部门按方案分头准备。

(4)置换当天

a：首先置换中压管道，关闭需置换区域与焦炉煤气的甲烷含量连接阀门，并在阀后(天然气来气方向后)加育板，关闭置换区域内调压器前阀门，开启天然气阀门，点燃火炬，并于末端随时监测甲烷含量，至甲烷合量合格为至。

b：中压置换同时，低压管线按计划进行分割。(即断管加盲板分区域，这里主要是考虑低压管线大部分成环状，分割后只是为了降低低压管线一次置换的工作量。)

c：中压置换合格，低压管线分割完毕，经指挥部批准后，开启调压器，调节调压器出口压力，进行低压置换。

d：低压置换合格后，进行户内置换、调试，关闭热水器、取暖器阀门，贴好封条。

e：全部工作完毕后，调压站值班24小时。

f：置换一周内完成热水器、取暖器的改造、更换工作。

(5)对试点小区重点巡视运行二至三个月后，组织有关技术部门对营运部门反馈回来的资料进行归纳分析，针对出现事故及不安全因素，制定出相应对策，并进行大规模的置换。

(6)事故处理：如转换中发生事故，应迅速报告指挥部。同时按方案中应急措施处理，保护好现场，做好记录。

3安全措施：

(1)提前对要转换区域用报纸、电台、电视等媒体进行宣传，对摸底调查中发现的事故隐患及时处理，消除在置换前。

(2)所有参加置换工作的单位严格按照置换工作标准实施置换作业。

(3)置换方案经安全部门认可后，方可实施。

(4)对可能出现的事故，由安全部门另行制定预案。

(5)抢修队伍人员、材料、设备准备充分，随时待命。

济南市对天然气的引进工作相当重视，市政府专门成立了领导小组负责，该项工作，相信经过广大职工的不懈努力，焦炉煤气管网转换天然气一定会顺利完成。以上是作者对焦炉煤气管网转换天然气的一点看法，不足之处请各位专家领导指正。