有關如何完善燃氣工程設計質量研究及探討

曹忠華

摘 要：二十一世紀是天然氣的時代，“西氣東輸”的實施促進了長江三角洲地區經濟的進一步發展，燃氣設計單位也將迎來天然氣工程設計的高峰，如何在時間緊、任務重的情況下提高天然氣工程的設計質量，防止質量事故的發生，是每個設計單位及設計人員必須考慮和解決的問題。天然氣工程設計質量的優劣涉及到許多方面， 1以人為本加強技術培訓，重視技術進步 長期以來，由于設計市場的激烈競爭，導致許多設計單位重設計、輕學習，慣于套用過去的工藝流程、設備、材料等等，而天然氣與人工煤氣、液化石油氣相比較，在氣源、儲存、工藝、輸配、應用等許多方面都是不同的，尤其是天然氣如何與現有的氣源經濟合理、安全可靠的接軌，存在著許多技術難題。天然氣工程在我國仍處于起步階段，在設計、施工、應用等領域與發達國家差距巨大，天然氣工程所遵循的規范在我國目前尚不完善，因此，設計單位必須重視燃氣工程設計人員的業務培訓，加強燃氣科技人才的開發利用，培養項目工程師在新技術設計和項目管理方面的能力。 2建立完善的質量保證體系，使工程設計的質量處于受控狀態 天然氣工程的設計質量貫穿于工程的整個設計過程中，根據iso9001質量標準，工程設計質量受控主要包括以下幾個環節：設計策劃、設計輸人、設計評審、設計更改、服務等。 2.1設計策劃 做好設計策劃是工程設計良好的開端。首先，對每個工程項目編制計劃，特別是大型的天然氣工程，技術復雜，專業繁多，在設計過程中，與設計有關的各種信息傳遞的準確性直接影響到設計的質量，因此，在策劃階段，應選派具有相應資質的人員擔任項目負責人及專業負責人，并為項目配備充分的資源，使得參與項目的每個人員明確自己的質量職責及質量目標，保證各專業之間、各部門之間信息傳遞及技術接口暢通無阻，從而保證設計質量。 2.2設計輸入 設計輸人是設計中很重要的一環，在設計輸人中首先要明確項目的設計依據：即工程有關文件、相關部門批件、水文、地質、測量等有關參數、項目所遵守的有關規范、規定、及相應的法規；其次要提出工程設計的質量特性，包括：a.功能特性及為滿足該特性而應遵循和采用的主要設計原則和標準等。b.為保障工程建設及運行管理的安全性、可信性、可實施性、可維修性、維修保障性能而采取的具體技術措施及重要參數。c.設計方案要點，擬采用的新技術、新工藝、新材料及相關設計條件，主要設備選型等。d.工程投資控制指標，技術經濟要求，減少投資、降低能耗的措施等。e.工程建設周期、施工方式等。最后要提出該工程的社會要求和特殊專業技術要求。設計輸人應形成文件，并進行評審，設計負責人按設計計劃及時向有關專業設計人員下達已經評審的設計輸人文件，這樣使得每個設計人員對設計項目做到心中有數，保證設計質量。 2.3設計評審 設計評審是設計質量控制過程中一個關鍵步驟，設計評審是審查和評定設計結果與設計輸人目標的一致性，實現的可能性及滿足質量要求的能力。設計評審方式一般是召開設計評審會，它在很大程度上體現一個設計院的技術實力和技術水平。 2.4設計更改 做好設計更改，確保消除新的質量問題。所有的設計更改和修改在實施之前都應有設計人員加以確定，形成文件對更改后的通知單或設計文件，應按原程序進行校審，以確保不因設計更改而帶來新的質量問題。通過對設計的各個環節進行過程控制，可避免產生不合格的設計產品。 3提高天然氣工程設計質量的關鍵控制點 3.1合理選擇城鎮燃氣輸配系統的壓力級制 燃氣管道之所以要根據輸氣壓力來分級，是因為燃氣管道的氣密性與其他管道相比，有特別嚴格的要求，漏氣可能導致火災、爆炸、中毒或其他事故。燃氣管道中的壓力越高，管道接頭脫開或管道本身出現裂縫的可能性和危險性也越大。當管道內燃氣的壓力不同時，對管道材質、安裝質量、檢驗標準和運行管理的要求也不同。同時由于燃氣的可壓縮性，使其輸送的壓力和輸送的能力成正比的關系。因此，在選擇城市燃氣輸配系統壓力級制時要考慮氣源情況、城市規模、近遠期規劃、原有的燃氣供應設施、對不同類型用戶的供氣方針、氣化率及不同類型的用戶對燃氣壓力的要求、用氣的工業企業的數量和特點、儲氣設備的類型、城市的地理條件及障礙物情況、城市地下管線和地下建筑物、構筑物的現狀和改建、擴建規劃等因素。對這些因素要進行綜合考慮，提出數個方案作技術、經濟比較，選用經濟合理的最佳方案。 3.2合理確定工藝流程 3.2.1輸送方式的選擇 天然氣有長輸管線輸送、lng輸送、cng輸送等方式，針對不同的城市、不同的氣源應采用不同的方式。工藝流程的合理性是城鎮燃氣安全、可靠供氣的保證。輸配系統工藝流程的合理性取決于城市門站、儲配站、調壓站等設施的工藝流程的合理性。目前許多城市在啟動管道氣，最終目標與西氣東輸天然氣接軌，過渡氣源的選擇便十分重要。選擇lpg、cng、lng或其中的兩種氣源組合都要進行充分的技術經濟比較，將來轉換天然氣后原有的氣源站作為備用、調峰還是廢棄，在目前的設計中都要進行考慮，在設備和管材的選用上要考慮與天然氣的互換性、適應性。lng站設計中，lng為低溫深冷介質，對站內工藝設備設施的選擇要具備可靠的耐低溫深冷性能。特別是儲存設備至少滿足耐低溫一162℃以下，應達到一196℃。在工藝流程中，應根據不同的運輸條件，不同的熱源、建站地的地質情況及氣候情況選擇不同儲罐形式和氣化器形式。要進行科學的設計計算，使得儲存量、氣化量相匹配，這樣可降低投資，同時可穩定供氣。計量的正確與否直接關系到城鎮燃氣輸配系統的經濟性。加臭是門站設計中一個必不可少的一個環節，是安全供氣的可靠保障。另外應根據氣源的氣質、下游管線的施工和運行情況考慮在門站中是否設置永久性的收發球裝置。 3.2.2儲配站的設計 儲配站設計應重視儲存和調峰的關系，對于下游城市，應充分利用長輸管線末端的儲氣功能，減少儲配站中的儲氣量，目前國內主要采用高壓球罐儲氣來平衡日不均勻和時不均勻，對于其他儲氣方式如：地下高壓管線儲存、管束儲存、利用原有的儲氣設施等都需作技術經濟比較，選擇經濟合理的方案。 3.2.3調壓站的設計 調壓站設計中，要根據用戶的性質、用戶的重要程度、設備的性能、經濟實力、運行管理模式及自控水平等選擇相應的調壓方式，調壓器本身的性能、價格、安裝尺寸直接決定了調壓站的工藝流程，因此，根據不同的調壓方式正確選用相應的調壓器十分重要。對用戶而言，采用區域調壓、樓棟調壓還是戶內調壓要進行可靠性、安全性及經濟性比較。對于中小城鎮，從經濟性、安全性及便于管理的角度出發，可考慮天然氣接收站、儲配站、調壓站甚至加氣站合建，統籌安排工藝流程。要做到這點，前期的規劃設計非常重要。天然氣工程是一個系統性工程，工藝流程設計中一定要考慮近期建設和遠期發展的關系，要合理予留工藝設施場地，便于將來擴建。 3.3嚴格遵守工程設計規范與規定 作為設計人員必須學習規范，貫徹規范，特別是學習和貫徹工程建設標準的強制性條文，嚴格分清規范中“嚴禁”、“不宜”、“必須”等字的界限，在工程設計中合理運用。天然氣工程設計中，我國燃氣設計規范的修改還未能完全跟上和滿足設計要求，就需要在權威專家的指導下，突破原有設計規范的某些規定，經過分析計算作出安全可靠的設計。