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[摘 要]近年来，由于大气污染日益严重，以河北省为例，政府部门要求农村居民生活和取暖主要采用气代煤，重点推广户用燃气采暖热水炉，炊事、采暖全部改用天然气，并推进管道气向村镇延伸覆盖。本论文主要介紹了河北农村“气代煤”低压燃气管道设计过程中的技术要点。
[关键词]气代煤 供气方式 工艺计算
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0030-01
一、前言
受资源条件、收入水平、生活习惯等因素影响，农村居民生活、农业种植养殖及餐饮、商业、教育、医疗等公共服务领域主要依靠燃煤小锅炉、小煤炉取暖，由于煤质较差，且直燃直排，导致冬季雾霾频发、重污染天气增多。为加快推进以取代散煤为主的农村散煤治理，国家发展改革委印发了《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》，指出：对于天然气资源有保障，适宜“煤改气”的地区，采取综合措施降低清洁供暖用气成本，重点支持农村“煤改气”。
二、工艺设计
1、气量计算
居民日用气量应为居民炊事用气和壁挂炉用气之和。居民炊事用气每户按一台双眼灶进行设计，一般情况下，居民炊事日用气量按3Nm3/d，壁挂炉日用气量按8 Nm3/d进行计算。
居民炊事用气单台双眼灶用气量约为0.8Nm3/h，同时工作系数根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）附录F选取。壁挂炉用户的同时工作系数按0.6。
2、供气方式的确定
本着技术可行，经济合理的原则，村内供气方式分为以下四种：
（1）调压柜供气
中压管道敷设至调压柜，经调压后采用低压管网（运行压力3KPa，设计压力3.5KPa）输送至各用户，计量后为用户供气。
（2）调压箱供气
中压管道敷设至各调压箱，经调压后采用低压管网（运行压力3KPa，设计压力3.5KPa）输送至各用户，计量后为用户供气。
（3）调压柜配低低压调压器供气
中压管道敷设至调压柜，经调压后采用低压管网（运行压力9KPa，设计压力9.8KPa）输送至各用户，再经过户内表前低低压调压器调压至燃具额定压力，计量后为用户供气。
（4）调压箱配低低压调压器供气
中压管道敷设至各调压箱，经调压后采用低压管网（运行压力9KPa，设计压力9.8KPa）输送至各用户，再经过户内表前低低压调压器调压至燃具额定压力，计量后为用户供气。
综合考虑运营安全、经济合理、风险控制等因素，村内供气方式按以下原则选取：
农村气代煤工程以调压箱供气方式为主，对于入村中压敷设困难、具备调压柜设置条件，可采用调压柜区域调压方式供气。每个村的供气方式在本村统一，相邻村协调统一。
3、调压箱（或柜）的设置
（1）调压箱的箱底距离地坪的高度宜为1.0～1.2m，可安装在用气建筑物的外墙壁上或悬挂于专用的支架上；当安装在用气建筑物的外墙上时，调压器进出口管径不宜大于DN50；
（2）调压箱到建筑物的门、窗或其他通向室内的孔槽的水平净距应符合下列规定：
当调压器进口燃气压力不大于0.4MPa时，不应小于1.5m；
当调压器进口燃气压力大于0.4MPa时，不应小于3.0m；
调压箱不应安装在建筑物的窗下和阳台下的墙上。
（3）调压柜应单独设置在牢固的基础上，柜底距地坪高度宜为0.30m；
4、流量计的设置
（1）采用调压箱供气方式时，尽量分村计量，当无条件进行分村计量时采用分区计量。
（2）采用调压柜供气方式时，流量计应设置于调压柜内。
5、低压管道敷设方式
农村“气代煤”项目低压燃气管道敷设方式主要有：埋地（含开挖和定向钻穿越）、架空两种方式。其优劣势对比如下：
架空燃气管道泄漏时易发现、易排空；
架空燃气管道施工费用较低；
架空燃气管道施工周期较短。
架空燃气管道泄漏时扩散范围较广，安全性较差。
通过以上分析，低压燃气管道推荐采用架空的敷设方式。低压燃气管道架空敷设时需要注意一下几点：
（1） 院前道路（胡同）一般较窄，采用沿墙架空敷设，沿墙敷设的燃气管道可沿建筑耐火等级不低于二级的住宅或公共建筑的外墙敷设。
（2）沿建筑物外墙的燃气管道距住宅或公共建筑物中不应敷设燃气管道的房间门、窗洞口的净距：低压管道不应小于0.3m。
6、工艺计算
（1） 设计基础资料
1）设计压力
低压管道设计压力为9.8Kpa和3.5Kpa。
2）设计温度：常温。
（2） 管径选择
1）计算公式
根据《城镇燃气设计规范》，低压管道的单位长度摩擦阻力损失应按下列公式计算：
式中：△P—燃气管道摩擦阻力损失（Pa）
λ—燃气管道摩擦阻力系数，宜按式（6.2.6-2）和附录C 第C.0.1条第1、2款计算；
l—燃气管道计算长度（m）
Q—燃气管道计算流量（m3/h）
d—燃气管道内径（mm）
ρ—燃气密度（kg/m3）
T—设计中所采用的燃气温度（K）
T0—273.15（K）
2）计算结果
根据城镇燃气管网水利分析软件进行水力计算分析，按始末点压力配置管径，低压天然气管道埋地部分选用《燃气用聚乙烯管道》GB/T15558.1-2015，PE管；室外架空管道采用《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015，普通壁厚黑铁管焊接连接，管径为DN80/DN65/DN50/DN40/DN32/DN25；户内管道采用《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015，普通壁厚热镀锌钢管螺纹连接，管径为DN15。
7、管线标识及防腐
（1）埋地燃气管道正上方应设置标志桩或标志块，直线段按每50米设一个，转弯、三通、管段末端处加设。
（2）低压管道刷防腐漆，镀锌钢管刷涂醇酸磁漆面漆两道（室外黄色，室内银色）。非镀锌管道要求除锈达到Sa2.5级后刷两道环氧铁红底漆两道醇酸磁漆（室外黄色、室内银色）。
（3）庭院出地面易碰撞的燃气立管，应涂黑黄相间的警示色。
结语
1、农村“煤改气”工作，能够显著提高农民生活水平，并且环境效益相当显著，对于改善河北省大气污染环境，减少污染物排放量，是较为有效的措施之一。
2、以上就农村“气代煤”工程设计作了简要的技术说明，文中的不足之处也还请读者给出宝贵的建议和意见。
参考文献：
[1]刘江涛，高慧明，刘建伟，孙明烨.北京市农村“煤改气”燃气供应相关技术研究[J].《煤气与热力》，2016年9月.
[2]王奎；农村地区天然气工程设计探讨[J].科技经济导刊，2017年18期.
[关键词]气代煤 供气方式 工艺计算
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0030-01
一、前言
受资源条件、收入水平、生活习惯等因素影响，农村居民生活、农业种植养殖及餐饮、商业、教育、医疗等公共服务领域主要依靠燃煤小锅炉、小煤炉取暖，由于煤质较差，且直燃直排，导致冬季雾霾频发、重污染天气增多。为加快推进以取代散煤为主的农村散煤治理，国家发展改革委印发了《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》，指出：对于天然气资源有保障，适宜“煤改气”的地区，采取综合措施降低清洁供暖用气成本，重点支持农村“煤改气”。
二、工艺设计
1、气量计算
居民日用气量应为居民炊事用气和壁挂炉用气之和。居民炊事用气每户按一台双眼灶进行设计，一般情况下，居民炊事日用气量按3Nm3/d，壁挂炉日用气量按8 Nm3/d进行计算。
居民炊事用气单台双眼灶用气量约为0.8Nm3/h，同时工作系数根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）附录F选取。壁挂炉用户的同时工作系数按0.6。
2、供气方式的确定
本着技术可行，经济合理的原则，村内供气方式分为以下四种：
（1）调压柜供气
中压管道敷设至调压柜，经调压后采用低压管网（运行压力3KPa，设计压力3.5KPa）输送至各用户，计量后为用户供气。
（2）调压箱供气
中压管道敷设至各调压箱，经调压后采用低压管网（运行压力3KPa，设计压力3.5KPa）输送至各用户，计量后为用户供气。
（3）调压柜配低低压调压器供气
中压管道敷设至调压柜，经调压后采用低压管网（运行压力9KPa，设计压力9.8KPa）输送至各用户，再经过户内表前低低压调压器调压至燃具额定压力，计量后为用户供气。
（4）调压箱配低低压调压器供气
中压管道敷设至各调压箱，经调压后采用低压管网（运行压力9KPa，设计压力9.8KPa）输送至各用户，再经过户内表前低低压调压器调压至燃具额定压力，计量后为用户供气。
综合考虑运营安全、经济合理、风险控制等因素，村内供气方式按以下原则选取：
农村气代煤工程以调压箱供气方式为主，对于入村中压敷设困难、具备调压柜设置条件，可采用调压柜区域调压方式供气。每个村的供气方式在本村统一，相邻村协调统一。
3、调压箱（或柜）的设置
（1）调压箱的箱底距离地坪的高度宜为1.0～1.2m，可安装在用气建筑物的外墙壁上或悬挂于专用的支架上；当安装在用气建筑物的外墙上时，调压器进出口管径不宜大于DN50；
（2）调压箱到建筑物的门、窗或其他通向室内的孔槽的水平净距应符合下列规定：
当调压器进口燃气压力不大于0.4MPa时，不应小于1.5m；
当调压器进口燃气压力大于0.4MPa时，不应小于3.0m；
调压箱不应安装在建筑物的窗下和阳台下的墙上。
（3）调压柜应单独设置在牢固的基础上，柜底距地坪高度宜为0.30m；
4、流量计的设置
（1）采用调压箱供气方式时，尽量分村计量，当无条件进行分村计量时采用分区计量。
（2）采用调压柜供气方式时，流量计应设置于调压柜内。
5、低压管道敷设方式
农村“气代煤”项目低压燃气管道敷设方式主要有：埋地（含开挖和定向钻穿越）、架空两种方式。其优劣势对比如下：
架空燃气管道泄漏时易发现、易排空；
架空燃气管道施工费用较低；
架空燃气管道施工周期较短。
架空燃气管道泄漏时扩散范围较广，安全性较差。
通过以上分析，低压燃气管道推荐采用架空的敷设方式。低压燃气管道架空敷设时需要注意一下几点：
（1） 院前道路（胡同）一般较窄，采用沿墙架空敷设，沿墙敷设的燃气管道可沿建筑耐火等级不低于二级的住宅或公共建筑的外墙敷设。
（2）沿建筑物外墙的燃气管道距住宅或公共建筑物中不应敷设燃气管道的房间门、窗洞口的净距：低压管道不应小于0.3m。
6、工艺计算
（1） 设计基础资料
1）设计压力
低压管道设计压力为9.8Kpa和3.5Kpa。
2）设计温度：常温。
（2） 管径选择
1）计算公式
根据《城镇燃气设计规范》，低压管道的单位长度摩擦阻力损失应按下列公式计算：
式中：△P—燃气管道摩擦阻力损失（Pa）
λ—燃气管道摩擦阻力系数，宜按式（6.2.6-2）和附录C 第C.0.1条第1、2款计算；
l—燃气管道计算长度（m）
Q—燃气管道计算流量（m3/h）
d—燃气管道内径（mm）
ρ—燃气密度（kg/m3）
T—设计中所采用的燃气温度（K）
T0—273.15（K）
2）计算结果
根据城镇燃气管网水利分析软件进行水力计算分析，按始末点压力配置管径，低压天然气管道埋地部分选用《燃气用聚乙烯管道》GB/T15558.1-2015，PE管；室外架空管道采用《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015，普通壁厚黑铁管焊接连接，管径为DN80/DN65/DN50/DN40/DN32/DN25；户内管道采用《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2015，普通壁厚热镀锌钢管螺纹连接，管径为DN15。
7、管线标识及防腐
（1）埋地燃气管道正上方应设置标志桩或标志块，直线段按每50米设一个，转弯、三通、管段末端处加设。
（2）低压管道刷防腐漆，镀锌钢管刷涂醇酸磁漆面漆两道（室外黄色，室内银色）。非镀锌管道要求除锈达到Sa2.5级后刷两道环氧铁红底漆两道醇酸磁漆（室外黄色、室内银色）。
（3）庭院出地面易碰撞的燃气立管，应涂黑黄相间的警示色。
结语
1、农村“煤改气”工作，能够显著提高农民生活水平，并且环境效益相当显著，对于改善河北省大气污染环境，减少污染物排放量，是较为有效的措施之一。
2、以上就农村“气代煤”工程设计作了简要的技术说明，文中的不足之处也还请读者给出宝贵的建议和意见。
参考文献：
[1]刘江涛，高慧明，刘建伟，孙明烨.北京市农村“煤改气”燃气供应相关技术研究[J].《煤气与热力》，2016年9月.
[2]王奎；农村地区天然气工程设计探讨[J].科技经济导刊，2017年18期.