談天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)中的常見難點(diǎn)

柯為 楊玉華 華潤(rùn)（南京）市政設(shè)計(jì)有限公司

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，天然氣已經(jīng)成為我國(guó)重要的主體能源之一。天然氣，作為一種氣態(tài)能源，與液化石油氣不同，其液化點(diǎn)很低，因此無(wú)法使用加壓液化并裝罐的形式儲(chǔ)存、運(yùn)輸，因此，就必須修建管道，通過管道對(duì)其進(jìn)行輸送。所以，如何避免在輸送中發(fā)生泄露、自燃等事故，保障天然氣輸送的安全、穩(wěn)定，就成為天然氣管道設(shè)計(jì)工作中的重點(diǎn)。為此，有必要探尋天然氣管道設(shè)計(jì)中存在的常見難點(diǎn)，并有針對(duì)性的設(shè)計(jì)對(duì)策、解決問題。

一、天然氣管道建設(shè)過程中的常見難點(diǎn)

（一）天然氣管道建設(shè)規(guī)格要求高

因?yàn)樘烊粴馐菤怏w，且供氣站、中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)由于成本和實(shí)際建設(shè)環(huán)境的限制必定不會(huì)密集的布置，長(zhǎng)距離的氣體輸送和城市中眾多的社區(qū)、商戶、工業(yè)等分支，就使得天然氣管道需要架設(shè)氣密性極強(qiáng)、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的管線系統(tǒng)。一旦發(fā)生泄漏就會(huì)產(chǎn)生牽一發(fā)而動(dòng)全身的大規(guī)模斷氣，甚至是火災(zāi)和爆炸事故，因此天然氣管道的建設(shè)規(guī)格有著很高的要求，這對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了很高水平的要求。

（二）天然氣管道鋪設(shè)環(huán)境復(fù)雜

我國(guó)是一個(gè)有著九百六十萬(wàn)平方公里的大國(guó)，橫跨高原、山脈、丘陵、平原，包含沙漠、戈壁、苔原、喀斯特地貌等特殊地形，加之以城市的地下又鋪設(shè)了各式各樣的地基、橋基、地鐵、各類其他管線等復(fù)雜的地下建筑與基礎(chǔ)設(shè)施。因此，天然氣管道的鋪設(shè)環(huán)境具有極強(qiáng)的復(fù)雜性，在開展天然氣管道設(shè)計(jì)工作時(shí)，不僅要考慮到各式各樣的復(fù)雜的自然地貌地域地形，還要對(duì)管線修建路線的周邊建筑物與管線進(jìn)行細(xì)致的考察。一旦忽略或沒有重視某些關(guān)鍵的地下要素，就會(huì)導(dǎo)致天然氣的管道設(shè)計(jì)出現(xiàn)紕漏，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)的建設(shè)與應(yīng)用中遇到重大困難，甚至發(fā)生事故。

（三）特殊天氣對(duì)天然氣管道設(shè)計(jì)的影響

天氣情況，必然不是一成不變的。當(dāng)溫度發(fā)生急劇下降或急劇上升時(shí)，天然氣管道就會(huì)產(chǎn)生劇烈的膨脹或收縮，嚴(yán)重的則會(huì)導(dǎo)致管道的破裂與損壞；此外，位于室內(nèi)、室外、地下等不同位置的天然氣管道，其受到氣候影響的程度也各不相同，管道各位置的溫度不均也會(huì)導(dǎo)致天然氣管道受損的可能性加大，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p壞和泄漏。雷雨天氣、颶風(fēng)天氣更是直接會(huì)對(duì)管道造成物理?yè)p壞。因此，需要在天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)之初就要對(duì)其部署一定的保暖、防雷擊、抗颶風(fēng)措施。

（四）天然氣性質(zhì)與輸送工作對(duì)天然氣管道造成的破壞

天然氣管道主要埋設(shè)于地下、內(nèi)嵌于建筑物，因此管道本身的耐受程度要能夠保證其連續(xù)穩(wěn)定的使用年限，例如，鋼管不少于30年，PE管不小于50年。但是，由于天然氣中含有微量的硫化氫，其難免會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁產(chǎn)生一定的腐蝕，且由于天然氣氣體中難免含有微量灰塵，高氣壓輸送的天然氣裹挾著灰塵，灰塵的沖擊力雖小、但頻率較高的微觀劃傷，日積月累這些腐蝕與劃傷就會(huì)對(duì)管道內(nèi)壁造成明顯的傷害。這是為天然氣管道的設(shè)計(jì)中的管線材料安排提出了更高水平的要求。

（五）天然氣管線沿途具有多變性

城市并非是一成不變，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與城市化水平的提升，大量的城市建筑會(huì)面臨著拆遷、改造、新建，因此天然氣管線沿途的環(huán)境會(huì)不斷的變化，天然氣線路本身也會(huì)不斷的變化。當(dāng)某地新建的建筑物超出了原先設(shè)計(jì)時(shí)的峰值，就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐奶鞖夤?yīng)壓力不足；當(dāng)某地拆遷的建筑物過多，就會(huì)造成管線壓力的浪費(fèi)。因此，開展天然氣管道設(shè)計(jì)時(shí)還要充分考慮到城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟h(yuǎn)期城市規(guī)劃，留足當(dāng)?shù)毓芫€擴(kuò)充的余地。

二、如何突破天然氣管道設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，提升設(shè)計(jì)水平

（一）開展科學(xué)深入的前期考察

應(yīng)當(dāng)在開展天然氣管道設(shè)計(jì)工作之前，對(duì)天然氣管道建設(shè)的環(huán)境進(jìn)行深入的考察，重點(diǎn)摸清其建設(shè)的自然地理?xiàng)l件以及途經(jīng)的城市建筑物。應(yīng)與當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)與規(guī)劃部門、建筑主管部門、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)責(zé)任單位、水電等其他地下管線責(zé)任單位做好充分的溝通，確保天然氣輸氣管道在線路設(shè)計(jì)能夠回避不穩(wěn)定的地質(zhì)地層、較為復(fù)雜擁擠的地下建筑環(huán)境、容易產(chǎn)生干擾的其他管線，保障之后的天然氣管道線路設(shè)計(jì)工作能夠科學(xué)合理的順利開展。

（二）科學(xué)安排管道鋪設(shè)路徑

在經(jīng)過了細(xì)致深入的前期考察工作后，就要以此為基礎(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)天然氣管道的鋪設(shè)路徑。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格地以實(shí)際地下狀況為依據(jù)，以天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能與經(jīng)驗(yàn)為保障。充分考慮管道線路鋪設(shè)時(shí)所遇到的實(shí)際環(huán)境，在避免與其他地下設(shè)施沖突的前提下，盡量安排最短的輸送路徑，降低輸送過程中所耗費(fèi)的動(dòng)力。

（三）全面做好安全工作

在天然氣輸氣管道設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)當(dāng)充分考慮到天然氣管道可能會(huì)遇到的安全問題與風(fēng)險(xiǎn)。天然氣輸氣管道的材料應(yīng)當(dāng)選取防腐蝕性質(zhì)較好、耐受程度較高的合金材料，以保證其能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行天然氣輸送。應(yīng)對(duì)天然氣管道做好全程隔溫、保溫措施，防止因自然溫差過大造成的天然氣管道自身溫度的劇烈變動(dòng)。應(yīng)避免天然氣管道在室外空間裸露，防止其遭受雷擊、颶風(fēng)、意外事故等自然因素和人為因素的破壞。在設(shè)計(jì)規(guī)劃天然氣管道的鋪設(shè)線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免易被開挖的路段、易被雷擊的角落，盡量降低人為施工、自然天氣等原因造成的天然氣管道損壞，在設(shè)計(jì)之初就盡量減少天然氣管道面臨的不穩(wěn)定因素。

三、結(jié)束語(yǔ)

天然氣是目前較為廣泛應(yīng)用的一種更為環(huán)保安全的主體能源，天然氣輸氣管道建設(shè)作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要一環(huán)，為推進(jìn)我國(guó)城市化的建設(shè)，必須要努力提升其建設(shè)的質(zhì)量。通過明確其中存在的眾多難點(diǎn)，有針對(duì)性的提升前期考察工作的全面性、鋪設(shè)路線規(guī)劃工作的科學(xué)性、完善管線的安全措施與防護(hù)系統(tǒng)，克服天然氣管道設(shè)計(jì)中存在的眾多難點(diǎn)與重點(diǎn)，促進(jìn)天然氣管道設(shè)計(jì)工作的飛躍。