摘要：本文以棗莊市為例，分析了中小城市天然氣置換過程中原有輸配系統的合理利用和技術改造，制定了行之有效的置換方案，為類似城市的天然氣置換工作提供了借鑒意義。 關鍵詞：天然氣：置換 西氣東輸工程冀寧線于2008年正式竣工，為沿線城市進行天然氣置換帶來了前所未有的機遇。作為山東省最早使用管道煤氣的城市，棗莊市在焦爐煤氣輸配方面有著成熟的管理經驗和完整的管道系統，為天然氣置換提供了有利的條件。但天然氣置換畢竟是一項涉及面廣，要求細致的工程，況且焦爐煤氣輸配系統不能完全適用于天然氣的輸配，因此在置換時需要進行深入地研究。 天然氣與焦爐煤氣同為可燃氣體，其物理性質和化學性質有很大差異。首先，天然氣不含水蒸氣，雜質含量很少，輸送壓力較高；焦爐煤氣中含有水分及煤焦油等雜質，輸送壓力較低。其次，天然氣的熱值比焦爐煤氣高出一倍以上，兩者華白數和燃燒勢的差距也很大，因此不能在同一燃具互換使用。鑒于它們之間的特性的差異，在焦爐煤氣向天然氣轉換時，需要對原有煤氣輸配系統和煤氣設施進行適當改造和調整，以保證正常運行。 一、合理制定置換方案，確保平穩過渡 置換方案的設置需要考慮管網結構、地理環境以及居民生活水平等因素，方案合理與否又直接影響到置換工作的順利進行和今后的安全供氣。因此必須全面考慮，認真細致地制定方案。 棗莊市城市煤氣管網采用的是中一低壓兩級壓力系統。中壓管線沿市區主要路段形成環網，分布在各區域內的煤氣調壓站將焦爐煤氣由中壓轉為低壓，進入低壓管網向居民用戶供氣。各個調壓站的低壓管道輻射區域具有獨立性，與相鄰調壓站的低壓管道互不干擾，因此可以作為天然氣置換的基本單位。這樣可以保證已置換的調壓站供應天然氣，而未置換的調壓站仍可正常供應焦爐煤氣。 由于各個調壓站所供應的用戶數量差距較大，可以按照供應數量大致劃分置換片區。有的調壓站可以單獨改造，單獨置換，有的可以幾個調壓站統一改造，同時進行置換。 采用推進式置換的方法，從天然氣引入點沿著中壓主干管，按照順序一個一個對具備條件的片區進行置換，直至所有片區均置換完畢。置換過程中應在片區之間的中壓管道上設置臨時切斷閥，用來切斷已置換片區的天然氣和未置換片區的煤氣(如圖)。置換工作應結合調壓站低壓管網改造工作同步進行，改造完一個置換一個。使置換工作有條不紊的進行。 二、原有輸配系統的技術改造 (一)原有地下管道的改造。棗莊市原有焦爐煤氣中壓管道146.8km(以≥Dg100計)，低壓管道386.2km(以≥Dg50計)，大部分采用PE管或無縫鋼管焊接敷設。其中，對于尚在設計使用年限內，腐蝕較輕的管道可直接用于輸送天然氣，這樣既可以減少投資，充分發揮原有管網的作用，又能夠降低改造工作的工程量。對于一些老舊和腐蝕嚴重的管道應重新敷設，消滅安全隱患。對于一部分采用球墨鑄鐵管承插式連接的管道，承插口的密封材料為水泥麻絲或鉛麻絲，用于輸送焦爐煤氣尚可，在輸送較為干燥的天然氣時其接口密封材料會脫水干縮，易產生泄漏，必須予以更換。在轉換過渡期，可以考慮暫時對天然氣進行加濕處理，然后逐步對鑄鐵管道進行改造。 (二)地上管與八戶管的改造。原有的地上管與入戶管大多為鍍鋅鋼管螺口連接，填料以鉛油麻絲為主，部分采用聚四氟乙烯生料帶密封。2004年以后新裝煤氣用戶均采用室外集中表箱，鋁塑管分戶引入的安裝方式。對于用聚四氟乙烯生料帶密封的接口可以不做改動，而采用鉛油麻絲密封的接口，輸送干燥的天然氣時，同樣有密封填料脫水干縮造成漏氣的問題，因此必須進行改造處理。可以利用改造的機會，將原室內掛表的用戶統一改為室外集中掛表，既能夠提高安全保證，又有利于以后的管理工作。 (三)調壓設施的改造。原有煤氣調壓設施一般稍作改動即可適用于天然氣的調壓。但由于煤氣是濕燃氣，施工中進入管內的灰塵、運行時產生的鐵銹、煤氣本身夾帶的雜質等平時黏附于管底。在轉換為輸送天然氣后，這些雜質逐漸脫水干燥，最后隨著燃氣的流動在管道內飛揚，結果是堆積于閥門、調壓器及管道彎頭等處，造成閥門失靈和管道阻塞，甚至會使調壓器壓力異常而產生事故。為防止此類事故發生必須在每個調壓器前加裝過濾器裝置，定期進行清理。 (四)壓力級制的選擇。合理確定城市天然氣的壓力級制，不僅可以降低工程費用，而且有利于日常的輸配運行管理。壓力級制應根據現有輸配系統的情況合理選擇。原有的輸配系統為中壓(0.1MPa)、低壓(0.005MPa)兩級供氣。由于天然氣主管道壓力較高，所以在設計壓力方案時，可以根據需要重建壓力級制，充分利用天然氣的壓能。實踐中考慮到原有管網的設計能力，將天然氣中壓管網運行壓力設定為0.2MPa，焦爐煤氣壓力不變，采用新區新級制，老區老級制的方式運行，隨著置換的完成，逐步過渡到統一壓力。