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1 我国城市燃气技术现状
随着我国社会经济的迅猛发展,以及科学技术水平的不断完善和提升,城市燃气工程的发展也突飞猛进,无论是在施工方面还是在技术水平上都有了突破性的进展,进而给人们的日常生活带来了极大的便利。
第一,众所周知,城市燃气是城市居民日常生活的基础设施,并且已经形成了一定的规模。对于我国城市燃气管道而言,在设施设备方面已经具备了相当的规模。另外,在城市燃气技术方面,在激烈的市场竞争影响下,引进了国外的先进技术,并结合我国的基本国情进行了总结和研究,因此,大大减小了我国城市燃气技术与国际水平的差距,从而为我国城市燃气工程的进一步发展提供了技术支持。
第二,城市燃气的技术标准规范已经初具规模。城市燃气工程发展的前提条件就是要拥有一定的技术支持和法律依据,只有这样,城市燃气技术才能更好的发展,进而为与城市接轨奠定基础和创造条件。基于此,我国针对于城市燃气技术制定了相P的部门,并规定除地理或者气候条件等因素可以使用与国际标准有差异或者不使用国际标准之外,其他情况要尽可能地使用国际标准。
第三,城市燃气企业在信息化系统建设方面也得到了快速发展。随着信息技术的推广和应用,计算机等先进设备得到广泛应用和普及,城市燃气企业也建立了科学合理的信息化系统,并且得到了快速的发展,其中针对城市燃气管网制定的信息化系统的发展尤为迅猛。目前,城市燃气企业有制定了其他的系统,比如客户服务系统以及银行代收费系统等等,并已经投入使用,取得了很好的预期效果。
第四,城市燃气输配系统更加科学化、合理化,以及安全化。近年来,我国城市燃气采用的都是高压输气、中压配气的原则,建立多级压力级制的管网,这在极大程度上解决了很多城市燃气管网中存在的问题,从而促使我国城市燃气的输配系统更加具有合理性和经济性,同时也为安全可靠供气夯实了基础。
2 与国际先进水平的差距
随着我国经济水平的快速改善和科学信息技术的不断提高,城市燃气工程实现了蓬勃的发展,城市燃气技术更加科技化和专业化。然而,任何事情都具有两面性,要学会用科学发展的眼光看待问题和解决问题。虽然我国城市燃气技术有了一定的发展,但是与国际的先进技术水平相比,还是具有一定的差距的,这主要表现在以下几个方面。
首先,就我国城市燃气来说,其输配系统的规模不是很大,进而使得城市燃气无论是从经济性还是安全性方面都存在一定的弊端,可靠性也比较差。我国城市燃气主要针对的是居民生活用气为主,建设的燃气输配系统规模比较小,这与发达国家的燃气输配系统和用气结构的差距较大,且我国城市燃气工程中的调峰和储气应急环节也较弱。只有根据我国城市燃气的实际情况来采取措施加大输配系统,才能提高我国城市燃气的经济效益、技术水平的先进性,以及供气的安全可靠性。
其次,虽然随着科学技术的不断完善和发展,我国的科技实力得到迅猛提升,但是就城市燃气工程而言,我国的科技投入还不是很足,输配系统的发展缓慢,输配气的设施设备也比较陈旧落后,与国际的先进设备存在一定的差异。但是需要注意的是,要想促使我国的城市燃气工程与国际接轨,并不是单纯地引进国外的先进设备就可以,而是应该结合我国基本国情与市场经济的条件下,采用先进的科学技术,制定与国际接轨的标准规范,从而促进城市燃气技术的先进性和标准性,提高燃气系统的经济效益。
3 发展趋势和关键技术研究
随着社会生活的信息化和经济的全球化,城市燃气工程作为与人们日常生活息息相关的基础性工程,其重要性日益突出,并受到了人们的广泛关注和重视。因此,针对我国城市燃气工程中存在的不足和弊端,要采取措施进行解决。城市燃气技术是进一步发展燃气工程的基础,只有不断对其进行创新,才能更好的发展。我国城市燃气技术的发展趋势主要是将燃气输配系统建设过程中存在的问题给予解决,并全面系统地掌握发达国家的先进技术,与我国的燃气技术进行比较和分析,总结出我国城市燃气技术的不足之处,进而在城市燃气输配系统中融入科技元素,推动燃气设备以及燃气信息化产业的健康发展,促使燃气技术向着更高、更好的方向发展。因此,城市燃气应该重点对以下关键技术进行研究。
(1)调峰与储气。重点研究城市高压环状管网、球罐、地下储气库、采用LNG等储气方式。对凋峰手段的技术经济性进行分析,并针对不同的城市燃气输配情况,采用与之相适应的储气方案,从而达到事半功倍的效果。(2)以负荷与负荷特性的研究为基础建立数据库,建立对管网计算的评价方法和管网的模拟,不断实践检验和修正流量计算公式。(3)进一步研究和修正管道埋设的强度计算方法,将高新技术应用于施工过程、维修改建,以及运行中,并针对特殊地形的管道穿越方式进行研究。(4)建设城市燃气技术标准规范,并使之与国际接轨。
4 结束语
通过文章的综合叙述可知,随着我国经济的快速发展,各行业、领域也随之有了突飞猛进的发展。城市燃气工程与人们的生产生活有着密切的联系,具有不可替代的作用和意义,同时也给城市居民带来了极大的方便。目前,我国城市燃气技术的标准规范已经形成了一定的规模,同时信息化系统建设水平也越来越高,城市燃气输配系统更加合理化、科学化、专业化,具有更高的安全性和可靠性。然而,我国城市燃气工程虽然得到极大的发展,但是与国际水平相比,还是具有较大的差距,主要表现在城市燃气的输配系统规模较小、输配设备陈旧落后等方面,因此,为了减少与国际水平的差距,就要不断以创新为基础,提升城市燃气技术,将高科技成果融入到城市燃气输配系统中,促进城市燃气技术的迅猛提升,从而为燃气工程的可持续发展提供技术支持和条件。
参考文献
[1]陈立.城市燃气技术进步现状及发展趋势[A].中国土木工程学会城市燃气分会压缩天然气专业委员会暨年会[C].2007.
[2]秦丁哲.浅谈城市燃气工程施工质量管理及生产运营管理[J].建筑工程技术与设计,2016.
[3]胡长明.浅谈城市燃气钢质埋地管道检测技术及应用[J].商品与质量・建筑与发展,2013.
关键词:城市建设;燃气管道;浅埋防护技术
0.引言
城市化的发展,节能环保理念的推行和实施,促使城市燃气的使用情况及范围开始不断增加,城市燃气化发展直接成为城市发展过程中,实现其节能、环保以及经济等多种发展目标的主要途径。然而在燃气管道方面的问题变得越来越突出,因为城市燃气管道的浅埋本身是一项比较复杂、综合性强,并且影响颇多的一项工程,存在着过多的限制条件。所以城市燃气管道的埋设工作,很容易面临一系列的问题,因此必须针对这一问题加以重视。首先应当根据城市燃气管道的设计以及施工等多个具体环节来明确其埋深问题的实际原因,并以此来采取针对性的措施和技术加以控制,以此来避免其发生一系列的事故,从而真正建立起节能、安全的燃气管道系统[1]。
1.城市管道埋设问题的原因
1.1 城市地下管网及结构相对复杂
城市的低下构造非常复杂,因此在埋设燃气管道施工过程中,很容易出现地下水位偏高,遭遇复杂的岩土结构以及空腔等多种问题。这些问题的出现很容易导致燃气管道的损坏及腐蚀情况,甚至直接影响到燃气管道的整体质量,最终严重威胁燃气管道的正常铺设。因此就要求相关技术人员必须采取浅埋的方式来处理此类问题,从而有效避开其地下水丰富的区域以及因素破坏效益等,不过由于浅埋位置问题,容易出现泄露、爆炸以及污染等情况,所以仍需深入研究。另外,由于当今城市发展异常迅速,各种燃气系统、给排水系统以及网络系统等等互为交叉,而燃气管道也只不过是其中的某个环节。因此地下管网空间开始变得越来越复杂,在进行燃气管道的埋设过程中很容易直接和其他的管道网络产生冲突。而一般遇到这种情况时,相关技术人员通常都会采取浅埋的形式来处理,以此来调整燃气管道和其他管道的交叉问题[2]。
1.2 地下已埋管道过于陈旧
大多数城市针对旧城区所开展的城市改造,其燃气管道的建设施工也直接属于其建设改造过程中的主要部分。其主要包含了对于燃气管道的改建、建设以及维护工作。这主要是由于早期的燃气管道很难真正有效的满足人们的基本生活需求,同时也无法达到其国家所所规定的硬性标准。而通过改建、维护以及建设燃气管道来促使其真正实现现代化的城市管道建设标准,最终有效的满足人们日常生活及工作的需求。比如,一旦燃气管道的铺设位置产生变化时,针对燃气管道进行地下浅埋的过程当中,必须要密切结合其实际的位置及设施情况来调整相应的施工方案,最终促使其真正满足燃气管道的防护要求。
1.3 成本因素
城市燃气管道铺设的成本因素主要在于管道的施工造价以及管道的维修护理等多个方面。在其真正实现安全稳定的规范基础之上,管道所进行的埋藏深浅度也非常重要,甚至直接决定了工程施工的整体成本,一旦其埋设位置较浅,那么所需要损耗的资源将相对较小,施工造价也将变少,同时相应的工期将直接缩短。而如果其埋藏较深的话,那么其施工成本及损耗将明显增多。所以在维护燃气管道的过程中,通常管道的埋藏深度开挖起来相对比较容易,能够真正有效的节约大部分的施工成本、控制施工难度,有效缩短工期。经过对燃气管道施工的深入分析可知,埋藏深度浅的话,那么后期的施工及维护将非常顺利。不过,埋藏较浅的管道很容易受到外来因素的印象,比如地面的设施或者是地面承载力等,将直接造成燃气管道的压力激增,从而存在一定的安全隐患。所以必须针对燃气管道的埋设深度进行充分、全面的考虑,做好燃气管道浅埋防护工作[3]。
2.燃气管道浅埋过程中面临的问题
目前我国对于燃气管道埋设问题的研究仍然集中在理论层面,而对于一些工程实际施工方面的总结和研究工作相对较少,尤其是在燃气管道浅埋防护方面的研究,仍然缺乏相应的系统化的研究,只是推出了一些针对某种特定工程的实际应用。因此当其无法真正按照规范类的要求来进行管道埋设时,通常都会采用浅埋的方式来进行。尽管浅埋技术能够有效的降低施工及管道维护费用,但是正是由于其比较浅的埋深,导致其很难实现有效的地面载荷防护,导致燃气管道直接受到正常深埋管道更大的压力,严重威胁燃气管道的安全性。而且也可能由于管道浅埋计划的变更直接导致燃气管道存在潜在的安全风险。
3.城市燃气管道浅埋防护技术分析
3.1 浅埋防护技术类型
目前使用较为广泛的浅埋防护技术主要是(1)支撑墙防护技术,具体是在燃气管道的浅埋位置中设置相应的混凝土防护墙,并在两侧直接堆砌其支撑墙,在防护墙和支撑墙的两侧直接填充相应的回填土,最后进行夯实处理。通常燃气道由于在支撑墙的防护下,能够真正有效的避免其受到道路里面建筑物、市政设施等相应荷载的影响,而且支撑墙也可直接将燃气管道的荷载分离到相应的支撑墙上,从而以此来降低燃气管道的压力,最终有效的保障燃气管道的安全、稳定运行。
(2)套管防护技术,主要针对燃气管道铺设一层套管来实现防护的目的,这种套管防护的方式能够有效的保障燃气管道的安全性。使用材料主要是将绝缘支架在燃气管道上直接套上一层钢筋混凝土的材质或者是铸钢材质的套管,并且以此来针对燃气管道做好相应的防护操作。其中的燃气管道的管径必须要真正小于其套管的管径,当其两者的长度保持一致时,直接将其进行密封操作,最后只需将柔性的防水材料和防腐材料直接填充在燃气管道及套管当中。(3)无支撑墙防护,主要是在燃气管道的回填土以及铺设路面两者间铺设相应的防护板,这种防护板和支撑墙所起到的防护作用相比,无支撑墙具体是将防护板设置在回填土当中,放置在燃气管道的上方位置,并夯实回填土,以此来达到防护的效果。
3.2 浅埋防护技术比较
燃气管道当中的支撑墙防护技术,主要是将支撑的防护板直接设置在支撑墙的上方,通过防护板来将燃气管道所承受的荷载直接转移到支撑墙的下方及两侧的土层当中,以此来促使燃气管道自身所承受的荷载不断的降低。其中的防护板直接承受了整个路面的荷载,并以此将所有荷载的分力全部分散到防护板的上下方。而无支撑墙防护技术则并不能将荷载力直接分散到燃气管道的两侧。所有一旦燃气管道施工现场的地面荷载变大时,在城市燃气管道浅埋施工当中最好是选择相应的支撑墙防护技术,以此来真正有效的提升燃气管道的安全稳定性[4]。
4.结语
综上所述,城市燃气管道的埋设由于城市地下管网及结构相对复杂、地下已埋管道过于陈旧以及成本因素等导致其埋设过程中通常会选择浅埋的形式,虽然管道浅埋具有一定的优点,但是也存在一系列问题。常用的浅埋防护有支撑墙防护技术、套管防护技术以及无支撑墙防护技术等,结合实际情况选择适合的防护技术,才能真正实现燃气管防护的目的。
【参考文献】
[1]张学友.城市埋地燃气管道浅埋防护技术的思考[J].黑龙江科技信息,2014,01:197.
[2]曹威.城市埋地燃气管道浅埋防护技术的研究[J]. 黑龙江科技信息,2013,29:213.
关键词:城市燃气管网;检测技术;问题
中图分类号:TU984文献标识码: A
1、燃气管道泄漏的危害性
随着燃气管道的在城市建设中的发展和普及,燃气输配系统同时也面临着严重的挑战,在各种复杂因素的影响下,很容易导致管道的泄漏。管道的检漏及其修复成为市燃气输配系统安全运行的重要环节。随着年限的增加我们很容易发现,泄漏率并没有得到很好的控制,泄露的燃气很容易引起火灾,情况严重的会带来爆炸危及人民的生命安全。我们查阅历史资料可以发现,国内外曾经发生由于地下的燃气泄露,燃气会慢慢的透过土层并轻易的绕过房屋从基础侵入居民的卧室内,将正在熟睡的人们毒死,其中有的事故造成了严重的影响,导致半个城区的燃气停止供给,而且造成一定的人员伤亡。同时还会对城市环境造成严重的污染,危害到人民正常生活,所以需要采取适当的措施进行处理。
2、常用检测方法
2.1、人工巡检法
目前最常用的一种检测方法就是人工巡检法。这种方法主要依靠GPS定位器和一些简便的巡检设备。这需要巡检人员在这些设备的支持下,认真地观察管道是否存在泄漏点。尽管这种方法比较直观、操作简单,而且成本低,但是,因为必须有巡检人员进行操作,所以存在着耗费人力的弊端。更为重要的是,检测的结果必须是依赖于巡检人员的观察,所以,主观性较强,不够客观和科学,不适用于管道实时监控,只能发现一些较大的泄漏及地面上的破坏性作业
2.2、空气检测法
空气检测法主要是通过取样检测的方式,确定是否存在燃气泄漏。检测设备主要包括两种:可燃气体检测器和火焰电离检测器。可燃气体检测器是使用传感器对可燃气体进行监视,从空气中取到燃气泄漏的样本,并利用氧化催化原理,对燃气泄漏样本进行信号转换,根据燃气浓度产生不同的信号值,若燃气浓度达到预警下限的20%,可燃气体检测器中的继电器驱动信号触发控制装置,将信号传递到报警设备进行预警。火焰电离检测器主要是通过收集碳原子的方式进行计数并预警,气态烃类在有电场存在的情况下,经过纯氢火焰灼烧,产生带电碳原子,火焰电离检测器将碳原子收集到电极板上进行计数,当碳原子数量超过预警值时,检测器产生预警信号并报警。
2.3、气体敏感检测法
这种方法需要采用一种被称作嗅敏仪的便携式检测设备,其采用燃气传感器作为检测探头。在检测工作过程中,检测人员持检测器沿着管道移动,一旦空气中含有的燃气浓度超过预定的标准,仪器将自动报警。这种设备一般每天能检测的管道长度为9km左右。
2.4、声波检测法
燃气管道泄漏时将产生频率超过20kHz的振荡,我们可以采用相应的传感器来进行检测。检测以期通过判断信号的强度来对泄漏点进行定位。其中一种叫做负压法的检测技术,其核心部件为压力传感器,通过对燃气管道中由于泄漏而导致的扩张波进行检测来进行判断,一旦扩张波存在,将立即报警吗,然后根据声速来对泄露位置进行定位。在进行负压法检测时需要消除燃气管道中的背景噪音。
3、检测中存在的问题与对策
3.1、钢管检测过程中的干扰问题
给水管线、排污管线、供暖管线、电缆、通讯线路等管道与燃气管道比较接近,走向也与燃气管道并行或者在同一管沟,这些都容易对管道造成干扰,需要充分利用防腐层检测仪的功能,根据现场情况灵活选取加电点,根据电流信号的大小、方向及管道埋深来确认,同时借助企业的管道平面图以及现场的管线位置进行综合判断,把燃气管道与其他管道区分开。
3.2、钢管、PE管检测问题
随着PE管的普及应用,很多城市燃气采用钢管和PE管结合使用的方式,由于PE管具有不导电等特性,在检测过程中要采用区别于钢质管道的方法。如果对埋地管线状况不了解,将检测钢质管道的设备用于检测PE管道,会得到错误的结果,例如将防腐层检测仪用于检测PE管道,仪器会显示错误信号,而这种状况在接地不良时也会发生,会造成检测困扰。因此保存好管道竣工资料,明确管道性质,对于管道检测极其重要。
3.3、燃气泄漏点定位问题
在巡线过程中,用嗅敏仪检测到可疑漏气点,由于管道埋在地下,不容易准确定位。对于钢质管道需要采用管线防腐层检测仪与嗅敏仪相结合的办法,先确定漏气管线的大致范围,利用防腐层检测仪把该范围内的破损点逐一检出,然后在各个破损点周围打孔,用嗅敏仪再次检测,一般检出气体浓度大的位置是漏气点的可能性最大,需要开挖进行验证。对于PE管,在气体泄漏的可疑范围内在地面多打孔,通过检测孔内气体浓度判断漏气点。
3.4、PE管线定位问题
城市燃气PE管的定位与埋深检测一直是难点,适用于钢管的防腐层检测仪由于PE管的不导电性而无法直接使用,需要利用示踪线进行检测,如图1所示。按照CJJ63-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》,敷设PE管道时,需要沿管线埋设示踪线,要保证示踪线有良好的导电性和有效的电气连接,并设置信号源井。为了准确确定管线埋深,应把示踪线紧贴管道埋设,并且在管道顶部还是侧面需要提前统一标准,示踪线要具有一定的强度,并且进行绝缘,信号源井可以充分利用阀井来进行设置。对于未能按照规范安装示踪线的PE管道,其安全风险、管理风险显著提高,应该视为安全隐患。
另外,在PE管线建设初期做好标识,包括沿路设置管道示意图,地面设置管道标识等,在PE管的运行使用过程中能有效降低管理成本。
图1利用示踪线查找管线示意图
4、工程实例
1)某职工食堂门前,在地表出现积水区域。经查阅相关资料,现场使用管道探测仪进行探测,确认在该区域的地下管线只有2#消防水支线(DN100),使用相关仪进行漏点定位,进一步用数字检漏仪进行听音监测,最终确定了泄漏点的位置,经开挖检修,泄漏点检测准确,图2为检修现场。
图2检修后的管线
2)乙烯装置区路口的地表出现积水区域。经查阅相关资料,发现附近埋设数根管线,有2#线、3#线(生产给水线、DN250)、1A线、1B线(消防支管线、DN100)、7B、8B(循环冷却水线、DN500),取地表漏水进行水质分析,排除了2条循环冷却水线,经过管线定位检测,确定其余4条管线的走向,利用防腐层检测方法,排除2#线、3#线,最后使用相关仪和数字检漏仪进行漏点检测,诊断出泄漏管线为1B线并确定了泄漏点的位置,使管线得到了及时的修复,见图3。
图3检修后的管线
5、城市燃气管道泄漏检测方法的发展方向
智能化燃气管道泄漏检测技术是未来的发展方向,特别是目前已经正在初步使用的神经网络模型识别和检测系统,具备智能化、自动化的特点,这种技术和方法具有自我学习的功能,能够根据历史检测情况,通过自身的能力不断强化智能化检测技术,完善检测技术存在的问题。同时,可以考虑将管道传送数据、管道监控与燃气泄漏检测技术结合起来建立完善的系统,不仅能够监控管道的日常运行状况,而且能够为泄漏检测提供相关数据。由于数据采集、监控系统和泄漏检测系统单独建设需要花费一定的成本,若对相关系统进行整合,则不但能够充分利用系统之间的信息支撑,更有利于提高管道监控管理的智能化水平,向燃气管道自动化的方向发展。
随着社会的发展,检测技术会更加的完善,因此需要我们重视起来,加强对其的研究,从而为其安全工作提供一定的保障。
参考文献
[1]任峰,何仁洋,孟涛,杨永.城市燃气管网检测技术研究[J].管道技术与设备,2014,05:16-17+23.
关键词:燃气管道;阴极保护;牺牲阳极;外加电流法
1、阴极保护概念
以某种方式在被保护金属构筑物上施以足够的阴极电流,通过阴极极化使金属电位负移,从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度减小,甚至完全停止,这种保护金属构筑物免遭腐蚀破坏的方法称为阴极保护。
2、阴极保护方法及其应用
为了实现阴极保护,我们可以采用外加电流和牺牲阳极等两种方法来实现目的。两种方法的保护原理相同,只是提供阴极电流的方式不同,且由此衍生出的设备装置和技术要求都有很大不同。
2.1、外加电流法阴极保护
外加电流阴极保护的方法是通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境来实现的。外加电流阴极保护的原理见图一,外加电流阴极保护主要应用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,例如:长输埋地管道,大型罐群等。
2.2、牺牲阳极的阴极保护
该方法是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。原理见图二。目前,电化学保护发出应用除海水或河道中钢铁设备的保护外,还应用于防止电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。牺牲阳极埋设有立式和卧式两种,埋设位置分轴向和径向,其在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。阳极与管道的距离,一般情况下阳极埋设位置应距管道3~5m,最小不宜小于0.3m,成组埋设时,阳极间距以2~3m为宜。
3、设计与施工注意事项
3.1、辅助阳极的选择与计算
3.1.1阳极位置的选择与考虑因素
由于阳极位置的选择直接关系着阴极保护的效果,所以辅助阳极在阴极保护系统中的作用是毋庸置疑的。通常情况下,管道干线阴极保护只有一组阳极地床,且它与管道的垂直距离都在数百米以上,同时与管道之间也没有屏蔽物体。因站区内保护体较多,分布范围较小,使区域性的阴极保护较为复杂的,若要减少被保护体之间的相互屏蔽,使被保护体的电位能够均匀分布,就必须设多组阳极,而阳极的位置重要性也凸显出来。在已经运行的站区阴极保护系统中,曾有过因选位存在无法克服的问题,令有的阳极床至今未能投入运行。因此,在设计过程中,不仅要考虑保护体间的屏蔽及电位均衡问题,而且还应考虑保护体的绝缘情况,应进行模拟实验后,通过计算来确定辅助阳极的位置。
在阴极保护选定的同时应在预选站址与管道的一侧选择阳极安装的位置,其考虑的因素主要有:①地下水位较高或超市低洼处;②土层厚,无块石,便于施工;③土壤电阻率小于50欧姆米;④对临近的地下金属构筑物干扰小,阳极地床与被保护管道之间不得有其他埋地金属管道;⑤考虑阳极附近低于近期发展规划避免重复搬迁。
3.1.2阳极数量与接地电阻
大约有60%的阴极保护电能要消耗在阳极接地电阻上,因此阳极材料的选择和埋设方式,以及场所的选择,都对减少电阻节约电能都是至关重要的。首要考虑所选择的阳极材料必须有良好的导电性能,能够在于与土壤或地下水接触时产生稳定的接地电阻,就算是在高电流密度下,有能够表面极化较小;化学稳定性好,在恶劣环境中腐蚀率小,有一定的机械轻度并便于加工和安装。
阳极数量与接地电阻成反比关系。在一定范围内增加阳极支数会起到降低接地电阻的作用。但是由于阴极的屏蔽效应,往往增加较多阳极,而降低电阻却很少。
3.2、阴极保护主要参数及测量
3.2.1阴极保护参数
3.2.1.1自然电位:自然电位会随着金属结构的材质、表面情况以及土质的状况、含水量等因素不同而异,一般有涂层埋地管道的自然点在-0.4---0.7V之间在雨季土壤湿润时,自然电位会篇幅,一般取平均值0.55V
3.2.1.2最小保护电位:一般认为,金属在电解质溶液中,计划电位达到阳极区的开路电位,就能够达到完全保护。
3.2.1.3最大保护电位:保护电位不是越低越好,是有限度的,所以必须将电位控制在比析出氢气电位稍高的电位支,此点位成为最大保护电位。-0.85~-1.2v之间。
3.2.1.4最小保护电流密度:使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称为最小保护电流密度,统称为10----30Ma/m2
4.1.5瞬间断电电位:在切断被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2~0.5秒钟内读取的结构对地电位。
3.2.2阴极保护参数的测量
近间距电位:本方法适用于对管道阴极保护的有效性进行全面的评价。本方法可以测得管道沿线的通电电位和断电电位,结合直流电位梯度法,可以全面评价管道的保护状况和查找防腐破损点。本方法不适用于保护电流不能同步中断的管道,以及破损点位于电解质接触位于电解质接触的管段。
4、应用范例
阴极保护行业在国内的发展已日趋成熟,随着行业及国家标准的日趋完善,阴极保护专业技术与实际性能也越来越被长输管线、及储油罐大型项目的投资者所青睐,过去投资过的项目通过几年的检测与评估确实达到了良好的效果。
某管道全长大约22km,途中有高压线塔、直流电气化铁路等。管径~D219×6.3,管级为L360MB的螺旋缝埋弧焊接钢管,管道防腐层为三层PE,防腐等级为加强级。通过技术经济比较,采用强制电流阴极保护法对管道进行保护。
4.1设计结果
4.1.1阳极地床及辅助阳极的选择
本工程根据实际情况采用了浅埋阳极地床,辅助阳极材料选用最近几年刚刚由国外引进并大量用于工程实践的MMO(混合金属氧化物)管状阳极。MMO阳极具有单位面积输出电流大,寿命长,本身强度高,重量轻,安装方便等优点。
为有效减小阳极接地电阻,并延长辅助阳极使用寿命,选择含碳量较高的缎后石油焦碳(Φ3一15mm)作为辅助阳极填料,辅助阳极床内使用焦碳进行填充。通过计算,每座阳极地床内并联安装MMO辅助阳极各10支。
4.1.2阴极保护系统
4. 1.2.1控制系统
阴极保护的控制系统由2台恒电位仪、1台控制台,1个辅助阳极地床、1处阴极通电点组成。通过计算选定的恒电位仪规格为:40V/20A。
阳极地床各支阳极通过汇流电缆与恒电位仪阳极接线柱相连。管道相应位置设一个阴极通电点以及一个接阴极通电点,通过电缆分别与恒电位仪的相应接线柱相连。阴极通电点以及接阴极通电点附近紧邻管壁分别埋设一支电位控制用长寿命固体硫酸铜参比电极。
4. 1.2.2检测系统
阴极保护检测系统由恒电位仪、参比电极和测试桩组成,恒电位仪可以自动测量通电点的电位、输出电压和输出电流。考虑外加电流系统,在管道投产运行前,线路设置测试桩,每公里设置一支电位测试桩。
4. 1.2.3电绝缘与电涌保护
电绝缘是阴极保护必不可少的条件,为了防止电流的流失要将保护构筑物系统与非保护构筑物系统进行电绝缘。管线受途中高压线、直流电气化铁路、高压输变电设备、用电设备的接地和其他伴行管道的干扰时,及时做好排流保护措施。由于杂散电流的产生以及它的电腐蚀效应,使对管线以及周围设施的金属构件构成了一定的威胁。这种电腐蚀总是发生在离子导电电流流出金属结构的地方,即发生在金属与电解质存在的阳极区。
依据规范,设计如下:
(1)本工程管线需要在首站出站管线处、末站进站管线处安装整体式绝缘接头(PN4.OMPa,DN300L245)。后续钢质管道与本主管道连接必须设置绝缘接头。
(2)考虑到管道沿线雷电较多,邻近高压电线路的特点,为防止雷电或感应电压造成的电涌对绝缘接头的破坏,在绝缘法兰(接头)处采用双锌接地电池进行保护。首、末站绝缘法兰(接头)处设置双锌接地电池一套。接地电池采用钢质测试桩内的相应接线柱与管道相连。
(3)线路靠近高压线塔、直流电气化铁路的地方,增设部分15kg的锌排流阳极以减少杂散电流的干扰。
4. 2测试结果
设置恒电位仪输出电位为1.2V,检测得到的阴极保护电位结果如图三所示。阴极保护效果良好,电位数值都小于一0.85V,达到规范要求[1]。同时,排流效果良好,有效地排除了干扰。
4.3建议
(1)选用辅助阳极时,要考虑经济因素和环境因素,考虑辅助阳极的材料及性能。恒电位仪要适应当地的工作环境,保证电流电压连续可调。
(2)长输管线阴极保护设计要依据规范,结合实际,排除各种杂散电流的干扰,保证阴极保护效果。
(3)要保证阴极保护的电绝缘,防止电流的流失。
(4)对线路要实时监测,定期检测,保证阴极保护系统的正常运行。
参考文献:
[1]胡士信主编.阴极保护工手册,北京,化学工业出版社,1999.12
关键词:燃气管网;PE管;施工技术;质量控制
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.
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
一、PE管道的性能及其特点
燃气用PE管材是一种高密度聚乙烯管,这种管材密度高且柔韧性好,具有相当好的抗冲击、抗弯拉的能力。聚乙烯(PE)管管道内壁非常平滑,燃气阻力小。与同直径的其他管道相比流速要快、燃气压力降小、并节省动力的消耗。再加上聚乙烯这种材料具有很好的抗磨损性、抗腐蚀性,且不与空气中大部分成分发生化学反应,性能极其稳定。它的使用寿命是钢管的3至4倍。聚乙烯管道的生产成本比金属管道低 ,如果把这种管道埋在地下做燃气管道,一般可以安全使用50年以上,所以在我国很快得到推广。但这种材料的管道在使用中也有一定的局限性,比如说在应力和温差变化的作用下,PE管材的性能会随着时间的推移而逐渐下降,这就要求我们在确定聚乙烯(PE)管道压力级制时充分考虑这一点,以保证燃气管道在使用年限期间内的安全运行。另一方面聚乙烯(PE)管材的硬度要比钢管、铸铁管等其它管材小得多,很容易受到外力的破坏。这就要求我们在聚乙烯管材的运输、吊装、存放、连接、下管、回填等各个施工环节中都要认真执行相关规范、标准的要求。以保证燃气管道的施工质量。
二、PE管施工技术
PE燃气管道的生产和施工应符合现行的国家标准如:CJJ 63—2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》、CJJ 33~2005《城镇燃气输配工程施工及验收规范》、《GB 50028—2006f城镇燃气设计规范》、GB 15558.I一2003《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:管材》、GB 15558.2—2005《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分:管件》的规定。
(1)施工准备
施工前要对施工材料进行检查,对PE管件的几何尺寸检查、管件内外表面的清洁与光滑、杂质和颜色进行检查,所采用的材料必须具有生产厂的合格证和质量检验部门出据的产品质量检验报告。管件的划伤、沟槽、凹陷、杂质和颜色不均、直径和壁厚不统一都视为不合格产品,必须进行更换,管道上需写明用途和技术规格的详细情况,同时施工技术人员就位,对现场情况进行熟悉。
(2)管沟开挖
施工时技术人员按图纸定桩、放线,为保证管位开挖不偏移通常采用30米一桩的双道白灰线。对于在沥青或水泥路底下的管线,我们一般采用定向钻的方法进行施工。因为城市道路下有很多电线或光缆等隐蔽设施,所以一般不采用机械开挖,以免造成其他经济损失。开挖南方多雨地区的土方,挖除的土堆距沟边不能小于50cm,不允许直接推在管沟沟壁两边以免造成塌方。
(3)PE管焊接
目前PE管的焊接主要有热熔对接熔接和电熔焊接两种,一般管径大于de90的聚乙烯(PE)管通常采用热熔对接熔接的方法进行连接。而管径小于等于de90的聚乙烯(PE)管通常采用电熔焊接的方法进行连接。这主要是因为管径较小的管材使用热熔对接熔接时会产生较大的缩径,影响管道的输气能力,另一方面管径较小的管材壁厚较薄不利于管材的对接熔接。
在管材的焊接过程中若使用全制动热熔接机进行焊接必须严格按照设定的参数进行焊接,不得在冷却时间还未完成时提前卸掉夹具。使用U盘定期导出机器内的焊接数据,并打印出来以便存档保存。如使用半制动及手动焊接机具进行施工,则在施工过程中必须按照要求严格记录焊接参数。焊接完成后自检焊缝合格后方可进行下一到焊缝的焊接施工。
电熔焊机主要是使用电熔管件将管材与管材或管材与管件进行连接,其方法是将两根要连接的PE管插入埋有电热丝的套管中,正确选择熔接时间,加热至熔化温度进行电熔接。连接完成后要等PE管冷却到环境温度,并对PE管进行质量检查,合格后方进行下一道工序。
(4)回填管沟和表面恢复
在管道气密性和强度性试验满足要求后进行管沟回填施工,管顶30公分内回填细砂,然后敷设第一层警示带或金属示踪线。在回填至沟顶30公分是敷设第二次警示带。回填完毕在管线线位按照距离布置警示桩或标志牌等警示装置。保护管道在日后的运行中免受人为的意外损坏。
(5)管道吹扫技术与注意事项
新安装的燃气管道与已运行的燃气管道相连接或已投入运行的管道受到损坏需要修补截换管段时,需要进行带气接管,聚乙烯塑料燃气管采用压管器进行紧急切断。带气接管前,应由专业人员确定施工方案,确定煤气流动方向,关闭需要暂时停气的调压器。当管道中遇到赃物堵塞时,要利用管吹技术进行吹扫,且风速不得小于20m/s,并于排出口检查,直至无赃物时方为合格。
三、对工程质量的控制环节
(1)图纸会审
由建设单位组织的施工方、设计方、监理方共同参加的图纸会审,其目的就是让工程的相关人员都能熟悉设计图纸,对工程特点及其质量要求能够得到一个全面的了解。会审现场,有关人员应对图纸中不明白的以及不相符的地方进行提问,使工程施工中发现的问题能够得到及时的解答,真正符合图纸的意图,达到设计的质量要求。
(2)材料设备的质量控制
在施工中用到的管材、配件、阀门等材料,一定要保证其质量。在材料进场使用前,由监理、建设单位对其进行抽样检查,做好记录,必要时进行复试。检查、试验合格的材料才可以进行使用,尤其是保证材料后期的强度与严密性。
(3)开挖管沟
进行开挖前,应对管道路由、相关的地下管道及设施等的资料进行核对,并可局部开挖核实。如有影响施工的设施,要先弄清其具体的位置坐标,防止开挖时破坏。管沟的开挖,一般按照图纸中的位置与标高进行,其尺寸不但要满足相应的安装要求,还需要保证对管道防腐层的保护。
(4)管道的焊接
在进行热熔连接时,保证加热时间、加热压力、冷却时间符合规定,并且冷却期间不得移动和施加外力;在连接电熔时,要保证正确连接电熔工具,通电时间和电流要符合要求,清理干净电熔的承插面,刮除氧化层,打毛电容面,保证管道的插入长度和连接面积,保证连接头的质量。
(5)强度试验和严密性试验
① 强度试验
强度试验时燃气管道的压力应为设计时的1.5倍,并且保证压力是逐步缓升的,开始升到50%,检查焊缝,没有泄露的话继续升压,然后稳压,在观察压力计30分钟,没有压力降时为合格。
② 严密性试验
强度试验合格后进行严密性试验,如果设计压力为小于5kpa时,试验压力就为20kpa,其他情况下,试验压力为设计压力的1.15倍,并且不小于0.1Mpa,压力需要缓慢上升,当到达30%和60%的试验压力时,需要稳压30分钟检查系统这个试验需要持续24小时,每隔1小时记2到3次记录,压力降小于133pa时系统为合格。
参考文献:
【1】《建设工程安全生产管理条例》华人民共和国国务院令第393号;
关键词:燃气管道;泄漏原因;检测;方法;新技术
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;
中图分类号:TU996.7
一、燃气管道泄漏的危害性
随着燃气管道的在城市建设中的发展和普及,燃气输配系统同时也面临着严重的挑战,在各种复杂因素的影响下,很容易导致管道的泄漏。管道的检漏及其修复成为市燃气输配系统安全运行的重要环节。根据调查某市的燃气数据可以得出这种现象已经非常普遍,要及时采取相关措施进行管理和检测。随着年限的增加我们很容易发现,泄漏率并没有得到很好的控制,泄露的燃气很容易引起火灾,情况严重的会带来爆炸危及人民的生命安全。我们查阅历史资料可以发现,国内外曾经发生由于地下的燃气泄露,燃气会慢慢的透过土层并轻易的绕过房屋从基础侵入居民的卧室内,将正在熟睡的人们毒死,其中有的事故造成了严重的影响,导致半个城区的燃气停止供给,而且造成一定的人员伤亡。同时值得注意的有,随着燃气泄漏到空气中,对城市环境造成严重的污染,降低空气的质量,燃气泄漏会危害到人民正常生活,所以需要采取适当的措施进行处理。
二、泄漏检测的必要性
由于这几年的燃气管道在国内泄露的现象时有发生,泄露时我们最重要的就是要能及时找到泄露点,并且能很准确的找到,才能给予及时的修复。只有这样我们的燃气公司才能减少燃气运输的损失,才能确保人民的生命和财产的安全。燃气管道的管理者,要想减少运行成本,我们就要有一套比较先进的检测技术,能在不同情况的下,及时处理燃气泄露的问题,维护自己和人民的利益,所以我们研究燃气泄漏检测技术就很有必要。
三、燃气管道泄漏的原因
根据自己的工作经验,发现地表的架空管道(主要包括室内的燃气管道,调压,储配)的泄漏,主要是由于阀门上的相关构件或压、法兰的泄漏。而地表以下的情况泄漏大多由接口松动或管道腐蚀,但引起的原因相当复杂,根据自己的工作经验总结出以下的原因,供广大同行参考。
1.材料质量问题
在材料进入施工现场时就缺乏质量检查,所以导致有裂缝或孔洞的燃气管进入施工现场。在很多承插口接头部位都是用的橡胶材料,如果在进场后的材料,由于保管不力,导致胶老化失去密封作用,这样就肯定会导致燃气管道的密封性比较差,而出现细微的漏气,为后面的安全运输埋下了隐患。
2.施工技术不过关
燃气管道的施工对施工技术要求相当高,由于它对气密性有严格的要求,所以施工时应该谨慎和细心。很多没有足够施工经验的人员,施工时很容易发生:管道连接不合理;钢管,焊接质量差;接口草率;焊缝没有焊透;焊缝厚薄不匀等等,这样就在施工阶段埋下了泄漏隐患,如果在测试阶段测试人员再敷衍塞责,那就会影响整个燃气管道工程。
3.忽视管道的腐蚀
通常我们日常用的燃气中含有氰酸铵、二氧化硫、硫化氢的成分,这些成分会与空气水分作用产生酸性或碱性物质,这样就会容易导致燃气管由于腐蚀作用而穿孔。如果让其长年作用就会最终使铸铁管管壁腐蚀成疏散状而塌陷,大量燃气泄漏,后果相当严重。
4.汽车的碾压和意外的损坏
根据很多资料记载发现很多道路下面的燃气管道出现了破裂,这是由于很多管道埋藏的深度不够,在汽车荷载的反复作用下,频繁地受到地面动荷载的扰动而折断。还有一种情况就是由于其他单位的施工,如:电力、排水、通信;房屋建筑等施工,由于标志不够明显或其他原因,所以动土时比较容易损伤到燃气管道。
5.温度应力的作用
燃气管道由于温度变化会有伸缩反应,其中变化的温度包括:土壤温度、大气温度、燃气温度等,在这些应力的作用下,容易会使得管道的接头出现松动、产生间隙而导致燃气的泄露。
四、常用检测方法
1.人工巡检法
目前最常用的一种检测方法就是人工巡检法。这种方法主要依靠GPS定位器和一些简便 的巡检设备。这需要巡检人员在这些设备的支持下,认真地观察管道是否存在 泄漏点。尽管这种方法比较直观、操作简单,而且成本低,但是,因为必须有巡检人员进行操作,所以存在着耗费人力的弊端。更为重要的是,检测的结果必须是依赖于巡检人员的观察,所以,主观性较强,不够客观和科学,不适用于管道实时监控, 只能发现一些较大的泄漏及地面上的破坏性作业
2.光纤传感器检测法
(1)什么是光纤传感器
光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种。它的用途十分广泛,它可以进行实时安全、 温度及应变监测。所以这项技术被广泛应用于各项工程,比如石油的开采、航空、大坝的建设等。光纤传感器有很多种,因为具有高分辨率,所以与传统的机电类传感器相比具有本质防爆、 抗电磁干扰、 抗腐蚀、 耐高温、 体积小、 重量轻、 灵活方便等优势, 因此其应用范围非常广泛, 特别因此被广泛应用于各种恶劣环境。决定光纤光栅传感器得到广泛应用和广泛关注的一个最重要的原因是它的传感信号为波长调制。这一传感机制使得它的它具有了普通光纤传感器不具备的特点:
a.测量信号不受光源起伏、 光纤弯曲损耗、 连接损耗和探测器老化等因素的影响;
b.避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要;
c.能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光栅进行分布式测量。另外, 光纤光栅很容易埋人材料中对其内部的应变和温度进行高分辨率和大范围测量。
(2)工作原理
光源、 光纤与探测器 3部分构成了光纤传感器。光源发出的光耦合进光纤 , 经光纤进入调制区, 调制区内的光信号受外界被测参量的作用, 其光 学性质如光的强度、 相位、 频率、 偏振态、 波长等发生变化。再经过光纤进入光探测器, 从而获得被测参量 。
(3)光纤传感器的实际应用
抗电磁干扰、 耐高温、 长期稳定并且抗高辐射是用于永久性井下测量设备必不可少的条件。而光纤传感器就具备了这些优势和功能。所以,这种传感器被广泛应用于井下作业,用来测试索链棒的强度和疲劳度等。美国和英国这两发达国家,也利用光纤传感器的这一性能把它应用于海洋石油平台的结构监测。
我国新疆石门子水库是首次利用分布式光纤监测技术测量碾压硅拱坝温度的地方,现在,这项技术已经应用到很多地方,服务于很多重大的工程建设中了。比如监测水电水利工程的温度场、 应力场、 位移场、 渗流场等。这种新技术是使用,可以准确地测定光纤沿线任点的温度、 应力和位移, 信息量大, 结果直观,摆脱了传统方法导致的结果不直观、耗费人力、物力、财力等弊端。分布式光纤监测技术得益于科技的进步和科研人员的努力钻研,还广泛应用于石油天然气行业的石油、 天然气输送管道或储罐泄漏监测,油库、油管、油罐的温度监测及故障点检测, 大型民用工程的结构安全监测, 公路、地铁隧道行业的火灾监测等
3.负压波检测法
负压波检测法是目前国际上应用较多的管漏检测和泄漏点定位方法。当燃气管道泄漏时,负压波会沿着管道传播,这种负压波含泄漏信息,并会把这种泄露信息传播至几十千米以外。而压力变送器可以捕捉到泄漏信息的负压波, 检测泄漏的发生,据泄漏产生的负压波传播到管道两端的时间差对泄漏点定位。因此,各国的输油管道大多都采用了这种检测方法。
五、结束语
总而言之,安全输送的主要隐患是泄漏问题,燃气管道泄漏严重威胁到城市居民的日常生产生活以及生命财产安全。由于管道系统所处的环境复杂多变,所以到现在为止也没有出现一种权威通用并且简单可靠的泄漏监测办法。所以我们从事这方面工作的人员不能掉以轻心,应该不断改进检测技术紧跟着科学研究,采用新的方法和方式处理管道泄漏事故。
参考文献:
[1]李青平,林越玲,郭秀英,我国天然气资源及市场预测, 煤气与热力,2008
关键词:水平定向钻;非开挖技术;管线
能源问题是世界各个国家都面临的主要社会发展因素和制约问题,更是影响我国经济发展、社会稳定和国家安全的关键性战略问题。在国家能源战略中,燃气储运是保证人们生活健康良好发展的前提,更是国家当前和长远经济发展和社会功能和资源问题协调统一发展的基础前提和关键性措施。能源发展和改革是当前国民经济发展的重要措施,更是国内外经济技术开发和综合利用的结果。为国民经济和社会发展提供长期、稳定、经济、安全应用奠定了坚持的基础依据。随着西气东输工程的逐步完善,燃气问题已经逐步得到解决,燃气开采和油品市场的开放,逐步成为企业家和国家投资的重点形式,也是一项长期施工和管理分析的主要方式和管理应用方法。
一、水平定向钻进技术概况
1、水平定向钻进技术原理
在当前的社会中,水平定向技术已成为当前燃气管道施工应用的主要方式,是通过安装于地表的钻孔设备进行综合分析,以相对于地面较小的入射角钻入地层形成先导孔,然后利用导孔设计直径所需要的大小方式来铺设管道或者排线的主要方式和方法。在施工过程中,还可以根据具体需要来利用它的跟踪和指导作用。确保施工质量和施工效益的完善和保证。管道水平定向钻进技术在使用的过程中是利用四种不需要通过传统开挖方式进行管道的排线和施工,是使用机械进行钻掘、排土及清渣,最终实现在管道施工过程中的倒置率直和管道的埋设。是一种现代化的地下施工技术和工艺。这种施工技术的运用首先需要导航仪引导钻头和钻杆去穿越地层,更是采用在钻进当中的钻进方向严格管理,确保钻孔方向能够合理有效的利用和分析。管道水平定向钻进技术的铺管技术最引人注目的特点是通过采用水射流和切削式的成孔方式进行施工,并且能用接头附近的电磁信号方式来控制方向,运用这种方法可以铺设各种管径不大于1m的管线,当时其在管道铺设的过程中长度较长,而且控制方式和管道铺设质量要求日益精确,即使在城市地下管网错综复杂的地区,也可以在施工的时候保证针对其他地区的影响较低,成为影响施工技术领域的关键因素,当然,由于水平定向钻进技术在我国的起步较晚,且在施工的时候各种技术措施和技术方法的不成熟,比起世界各个先进国家来说无论是在研究方式和施工工艺方面都存在着极大的差距和差别,因此在施工的过程中进行良好控制与完善的管理是当前施工的主要重点形式。
2、水半定向钻进技术的优势
水平定向钻进技术施工占地面积比传统开挖式小,对地面交通和人民的日常生活影响也比较小。而且使用水平定向钻进技术施工会随意破坏地表,使地表的使用寿命更长久,也不会破坏绿地,不污染周围的环境,这些优势决定了水平定向钻进技术更适合施工点在繁华的市区或者文物古迹保护区。最后,水平定向钻进技术的施上精度也比较高、人力和财力损耗比传统技术低,有较好的社会效益和经济效益。
3、水平定向钻机系统简介
水平定向钻机由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具机辅助机具组成。
钻机系统:用来完成钻进和回拖过程。可以改变转盘转向和输出转速及扭矩大小,以便于不问作业的不同要求。动力系统:可以为钻机系统提供钻机动力。控向系统:它是引导钻头正确钻进的方向性工具。泥浆系统:泥浆系统町以为钻机系统提供合适的泥浆。钻具及辅助机具:是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具。
二、燃气管道中水平定向钻进技术施工方法和技术措施
l、燃气管道中水平定向钻进技术施工前的准备
地下三有管线的勘测施工之前必须要先确定地下是否有管线以及管线的位置。并且依此设计出合理的施工钻孔轨迹。注意铺管材料的选择铺管材料的物理性能应从质量密度、抗拉强度等方面来选择。燃气管道采用三层PE结构外覆盖层和伞线涂层采用加强级防腐,焊口采用热缩套进行补口。
2、燃气管道中水平定向钻进技术的施工装备
钻机钻机应该根据工作位置的不同分为坑内始钻式和地表始钻式。水平定向钻机水平定向钻机的丰要技术指标足钻机的最大扭矩、轴向最大回拖力。水平定向钻机有大中小型机之分,这需要视工程对象来选择。施工设计参数这一过程需要注意钻近角和曲率半径的确定和施工地覆盖层的厚度。地质调查地质调查丰要是包括探孔数量和探孔深度。探孔数量是依据地质状况是否单一来确定的。
3、燃气管道中水平定向钻进技术施工的关键技术
水平定向钻进轨迹设计水平定向钻进轨迹设计是施工中成败的关键环节,是施工过程中具体操作的理论指导。导向孔轨迹导向孔轨迹设计必须要考虑到地下管线、地质状态、水文状态、地表环境、铺设物材质、穿越物深度以及长度等因素。
三、燃气管道中水平定向钻进技术应用的常见问题及方法
l、水平定向钻进机器日前的发展方向一直朝着高性能、大功率的方向发展,体积普遍较大。解决方法是:根据施工地点和具体要求来选择灵活的钻机尺寸。
2、在水平定向钻进施工过程中,因为地下地质的条件复杂,回拖管道时燃气管道表面很容易划伤。解决方法:将导向孔直径扩大于管道外径一倍以上,可有效避免孔壁对燃气管道的表面划伤。总而言之,随着我国经济的不断发展,燃气管道建设的需求也越来越大。总体看来,我国水平定向钻进技术的市场发展前景还是十分广阔的。水平定向钻进技术是一项技术先进、实用性强、效益好的施工技术,可以从根本上解决我国管道建设中不得不挖开地表或公路的现象。不过与西方发达国家相比,我国水平定向钻进技术的应用是不甚成熟的,我国需加大对水平定向钻进技术在各个领域的研究力度,认真总结各例施工经验,同时积极引进西方国家的先进理论和技术,使水平定向钻进技术更好的为我国城市建设做出更大贡献。
【关键词】燃气;输配系统;模拟;发展
中图分类号:TH138文献标识码: A
一、前言
城市燃气管网是城市燃气输送的重要渠道,为人们生产生活提供必需的燃气资源发挥着重要的作用。保证燃气输配管网的安全和稳定是保证燃气供应的基础。
二、城市燃气管网的现状
近年来,我国城市燃气行业开始开展完整性管理的研究与实践工作。2009年,中国燃气协会理事长在安全管理经验交流会上,明确提出“必须学习和开展完整性管理、风险管理和环境管理,切实提高安全工作的科学水平”。2012年,中国城市燃气协会组织编制了
《燃气系统运行安全评价标准》,推动了完整性管理的发展。国内大型燃气企业如北京燃气集团、深圳燃气集团、中国石油昆仑燃气公司等也开展了完整性管理研究工作。例如,北京燃气集团以信息化平台为基础推动燃气输配管道完整性管理工作;以设备编码为基础,建立管道及设备设施完整性管理数据库;发挥信息技术优势,实现信息化与完整性业务的深度融合。同时,积极开展检测与评价工作,联合高校开发风险评价软件,制定风险评估规程,开展风险评估试点工作;对管道系统防腐工作及阴极保护系统的使用和维护情况进行检测,完成3000km管道外防腐层检测。
三、燃气测漏技术
随着管道建设规模的扩大,泄漏检测技术也得到发展。目前已有的检漏方法,从最简单的人工分段沿管段巡视,发展到了较为复杂的计算机软硬件结合的方法。从原理上来看,管道泄漏检测方法可以分为硬件法和软件法两大类,它们各自又包含了几种类型的方法。这些方法各具优势,但实际应用的情况是复杂的,方法的有效性、简便性和易实现性等问题均需要综合考虑。
1、负压力波法
负压力波法是近几年来国际上颇受重视的管道泄漏检测方法,它利用管道突然泄漏时,会引发在流体中传播的瞬态负压波,通过捕捉负压波到上、下游的时间差来定位。
2、采样法
该方法通过检测在输气管道沿线有无可燃性气体来实现。当超过规定的浓度阐值时,可判断存在管道的泄漏。阐值大小可控制系统检漏的灵敏度,煤气管道常采用此法检漏。
3、温度测试法
该方法是通过测试紧邻管道的环境温度的变化来进行泄漏检测和定位。基于此原理的红外温度记录仪已经成功地应用在热水管道的检漏中。另外,传感技术的进步使得温度曲线在实际测试中变得方便实用,尤其是温度感应电缆和光纤电缆的使用,大大改进了数据的可靠性。
4、声学测量法
通过测量流体泄漏时产生的噪声来进行管道检漏和定位,是目前广泛使用的方法。该方法即便是无法直接接触的部位,也很容易采集到声音信号:相对于温度传感器和压力传感器获取的信号来说,声音信号提供了更全面、更高质量的信息;在线性系统中,声音波形含有迭加特性。德国BIP和TWS协作,开发并试验了一种有效的相关分析法检漏的声学技术。油品在高压下通过漏孔时,会发出噪声,检测这些噪声就可以判断是否有管道穿孔。
5、应力波法
流体泄漏时在管壁中激发应力波,用2只普通的压电式传感器作为检测元件,分别安装在被测管道两端,通过测量泄漏噪音到达传感器的时间来估算泄漏点位置。广西工学院的黄文首先分析了管道泄漏检测的基本原理,并应用助bVEIW分析单传感器在泄漏管道不同位置拾取的泄漏信号的时频域特征,以所提取时频域特征指标来构造人工神经网络的输入矩阵,建立了能对管道泄漏状况进行分析检测定位的人工神经网络,实现了管道泄漏检测的单传感器定位。模拟泄漏实验和在CP机上进行网络仿真表明该方法是有效的。
四、燃气短期负荷模型
1、燃气负荷结构
燃气负荷包括了需用量与用气工况两大部分内容,需用量的核心是用气定额。用气工况指用气的不均匀性、用气不均匀性包括月(季节)、日、时的不均匀性。这就是燃气负荷的基本结构。对于燃气需用量或用气工况都可以在时域、幅域以及频域上进行研究,建立燃气负荷的数学模型,进行对燃气负荷的描述与预测。在我国燃气工程项目的建设过程中,已形成了一套实用的传统燃气负荷表述和计算方法,随着城市燃气进入天然气发展阶段,有必要引入新的方法对燃气负荷进行描述与预测.燃气负荷的研究需从实际数据出发,针对不同的对象采用不同的方法揭示其规律性,应用于实际且加以验证。
2、短期负荷预测要求
在进行短期负荷时,不可避免要建立适当的负荷预测模型,但是各种模型必须满足负荷的规律性,并能够精确完成短期负荷预测的任务。因此,负荷预测的各种模型必须具备如下特点:
(1)模型应能反映负荷随时间变化的周期规律性,如负荷的日周期、周周期、季节周期等。
(2)模型应能反映负荷自然增长的内在规律性,即模型可以实现负荷随着时间的推移会有较大或者较小的变化幅度。
(3)模型应当考虑近期负荷的变化趋势对未来负荷预测的影响要大于早期负荷趋势所产生的影响。这种趋势在节假日等时间间隔较远的负荷预测中尤其要重点考虑。由于节假日的负荷的变化规律不同于工作日负荷变化规律,负荷预测模型应当分别专用于节假日、工作日、周末日三种日期类型。
五、管网优化的发展趋势
1、多目标化
燃气管道系统的优化问题实质是多目标优化问题,在给定管网布局后对天然气管道进行结构设计,既要保证其结构可靠度,又不能和以往一样不计成本地进行。设计人员的作用不应该是过去的分析和校对,而应该是综合优选。即在现有条件下,在满足各种常规约束和可靠性约束下,使燃气管道输送系统的某些性能指标为最佳,这些指标可以是降低管网投资、管网的动力能耗指标、管网的热力能耗指标。这三个指标是矛盾的,不同目标发生在不同阶段,所以需按一定的过程分阶段进行优化分析,减少管道建设的投资,提高管道输送系统的可靠性,降低输送成本是管道运输建设方面的主要科研课题。管道结构的强度、刚度和稳定性,应作为构成管道系统可靠性总链条上的重要一环来研究。
2、智能化
由于在工程实际中的许多决策问题都是多目标决策问题,而多目标决策问题是多个目标的最优化问题,不能直接应用解决单目标决策问题的方法来处理多目标决策的优化问题,在多数情况下,多目标决策问题的各个目标是相互冲突的决策者只能在各个目标之间进行协调和折衷,尽可能使决策方案趋向满意。简言之,多目标决策问题的求解目的就是在非劣解集中寻求使决策者最满意的解,其主要求解步骤为:求出非劣解集;根据决策者的偏好信息(目标权重系数、目标优先度和目标期望值等),求出最满意解。遗传算法在优化领域内已经取得许多成果,其多目标全局最优化的特点越来越引起研究者的广泛注意:神经网络在多目标优化中屏蔽了人为分配目标权重的主观、不合理性;模糊数学综合评判法在新建天然气集输技术工程方案选择中的应用,也使工程建设方案的选择更合理、更精确,而达到见效快、收益高的目的。这些涉及了神经系统、生物进化、人工智能等其他领域的模型表明了不仅是燃气管网甚至是所有优化理论都向着智能化方向发展。
3、快速化
对已发生的燃气爆炸、泄露等事故不能迅速作出相对处理反应是现在燃气公司所存在的棘手问题,在处理这些问题上就需要一些快速可靠的优化算法。同样在自动化控制的处理上也需要一些快速可靠的模型。因此寻找一种快速的优化模型也成了管网优化设计着追求的目标。燃气管网系统是大系统,由于其复杂性!多元性,其优化的工作量相当大。因此,今天优化理论应采用因地制宜、综合应用的原则,这样才能更好的应用于分析、输配管理之中。
六、结束语
随着科技水平的发展和进步,更多新技术在燃气输送中发挥着越来越重要的作用,也必将促进燃气输送的安全稳定,为人们的生产生活提供动力支持。
参考文献
关键词:室外燃气;管道敷设;工程技术探讨
一、引言
应当看到,天然气有着高效、环保、低碳等优点,还可以节约能源和减少城市环境污染,方便人们促进工业生产和提高产品的质量,如果综合利用起来,就能改善城市生态环境和投资环境,还能发展循环经济。天然气具有重要的作用是,天然气是作为能源的第一选择。许多城市在推进现代化的过程中,在城市燃气管道网络铺设的过程中,对基础设施建设是重点要求。这就要求在燃气施工企业严格的进行质量管理,人事管理,信息系统的科学管理与技术创新,创新其理念,提高监督效率,安全和稳定的进行天然气供应。
二、室外供气管道与调压装置
锅炉房内燃气锅炉的压力一般大于居民用气压力,在2kPa以上。燃气锅炉的用气量也远远超过居民用气量,一般在几十方以上。为了确保锅炉房内锅炉的正常、安全运行,保证小区用气稳定,锅炉房用气管道适合从城市燃气中压主管上接气,采用专门的燃气管道,用来供给到锅炉房燃烧器,在经过合理的调压和严格的过滤后投入使用。不同系统工程的具体情况不同,燃气管道敷设方式一般由埋地敷设和架空敷设两种方式构成,以相应的燃气设计规范为敷设原则来进行设计,要注意满足各方面的净距要求,包括地下管道和其他专业管道以及架空管道离建筑物窗口、门洞等的净距要求。锅炉房内的燃气锅炉通常包含低压供气和中压供气两种,对于小于六个吨位的锅炉应当选择低压供气方式,对于大于六个吨位的锅炉,一般选择中压供气方式。锅炉燃烧器前的供气压力是否稳定,与天然气的燃烧工况直接相关,同样影响到锅炉的正常、安全运行。如果将燃气管道设计成锅炉房与用户共用一个调压装置,则锅炉房燃烧器前的压力增减将直接影响到气体流量的变化,从而影响到其他用户燃烧的稳定性,严重时将会引起脱火和回火现象。因此,在设计调压装置时,要注意尽量将居民、商业用户的调压装置与锅炉房调压装置分开设置,避免引发不必要的安全事故。聚乙烯燃气管道敷设时应随管走向敷设金属示踪线和警示带。示踪线采用不小于2.5平方毫米的铜芯聚氯乙烯绝缘护套电线,用胶带固定在聚乙烯燃气管道上方,示踪线连接处应可靠连接,并采取绝缘防水密封包扎;阀门两端示踪线不得缠绕,应在阀门两侧分开以示区别;在管道上方距管顶不小于300mm处敷设警示带,警示带上应标出醒目的提示字样,警示带应能抗击回填土的冲击、压迫及土壤中化学物质的腐蚀。金属示踪线和警示带使用年限均不得小于50年。
三、敷设管道安全监测
(一)透明度的检测
透明度和责任煤气公司认真审查施工单位资质,选择潜在的安全管理软件和硬件,较大的企业有良好的合作关系,保证工程的安全管理。燃气经营企业的安全管理水平,应作为施工企业的重要组成部分,在签署安全协议时,对安全责任要明确,其他要严格控制建筑施工企业和作业人员的安全,在教育和培训中,提高员工的安全。
(二)应急预案构建
安全检查和安全技术标准细分为特定项目制定应急预案。包括施工许可证,检查气体设备和消防设备的安装数量,沟壁是否支持操作,特别是要倾斜或加警告牌,围栏,照明装置的完整性测试;是否有足够的安全和区域划分,检查是否有足够的工作人员,对于高空作业安全单位经理要关注特殊时期这个特殊的部分,加强检查和监督。
(三)制定安全措施
煤气公司要坚持在项目网站上随时进行定期检验,进行全面的调查和考虑风险。管理者要在企业现场检查一项重要任务,把重点放在施工的安全措施及其实施的控制上,发现问题必须责令改正,在适当的时候,努力用安全检查表的形式,避免漏诊。
(四)建立质量管理体系
构建燃气企业系统的施工质量是对工程质量的有效控制,保证将有一个质量管理程序的执行,在每一步,每一个环节都要进行控制。施工管理组织网络的企业员工,从上至下,落实责任到人,明确职责分工。各级质量人员对各工序的施工进行质量检查、评价和认证,以监督整个工程施工质量。各级质检人员要有关键技能和提高效率。质量监督机构的高级管理人员有资格进行工地施工质量,利用抽样方法,进行测试和质量评估检查。确保现场施工数据和评价数据比较真实性,所以要求施工质量监控系统保障功能。
(五)验收工作
燃气企业的企业质量验收人员要及时的教育和培训,以提高他们的职业技能,通过实施标准和进行宣传,提高他们的技术水平,增加他们的责任感,增加新技术、新材料、新工艺的相关指数法的标准,在设计部与厂家进行验收前,对施工技术交底明确,为了不影响工程进度或造成不必要的纠纷。建设天然气管道项目的管道安全管理是一项长期的任务,当地企业的负责人要保证产品的质量控制。管道燃气企业只有扎扎实实地做好企业的安全运行,才能奠定良好的基础。在天然气公司工作,必须及时调查安全风险,应急计划,并确保健全而有效的促进企业的可持续发展。
四、结束语
总之,随着人们生活水平的提高和和电力的发展。目前作为人生活的重要基础能源,随着天然气的供应质量的提高,提高了人们的生活质量,但是,总是有一些天然气设备还存在一些问题,例如,建设天然气基础设施质量差,管理不合理还容易发生安全事故,不仅造成环境污染,也对人类安全构成威胁,为此,增加了城市,有太多的不确定因素,因此,我们必须全面分析天然气管道,使其能更好地促进城市的经济发展,而且也有助于我国经济更好,更快的向一个更好的方向发展,最终保护广大人民的利益。
参考文献
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