鍋爐低壓燃氣管線敷設在鍋爐房頂板的可行性

吳菊香（寧夏哈納斯燃氣集團有限公司，寧夏 銀川 750000）

鍋爐低壓燃氣管線敷設在鍋爐房頂板的可行性

吳菊香（寧夏哈納斯燃氣集團有限公司，寧夏 銀川 750000）

鍋爐按燃料和能源種類不同可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、廢熱（余熱）鍋爐等。過去城市中采暖鍋爐房多以燃煤鍋爐為主。隨著我國社會發展，燃煤鍋爐因其排放出大量的煙塵及二氧化硫造成大氣污染，已經逐步被淘汰。現如今城市中新建鍋爐房均為以清潔能源天然氣為燃料的燃氣鍋爐。燃氣鍋爐房分為地上鍋爐房和地下鍋爐房兩種。住宅區或者大型商業區，因整體規劃需要或者受用地制約，房地產開發商經常會把鍋爐房設為地下鍋爐房。無論是哪種鍋爐房，均有鍋爐主機、給水泵、電控柜、水處理、分氣缸、煙囪等設備和冷熱水管、強弱電線、燃氣管等管道，以及各種閥門、儀表等組成。

鍋爐房的設計分為兩部分，一部分為鍋爐房選址、鍋爐房建筑施工圖、鍋爐房內設備布置、冷熱水管、強弱電線，采暖通風、消防等均由設計院統一設計，唯有燃氣管道由燃氣公司單獨設計。

地下鍋爐房燃氣工程設計多年來已經形成了一套成熟的設計工藝。該工藝適用于大多數燃氣鍋爐房。以下就簡單介紹一下該工藝。

燃氣鍋爐房內天然氣管道系統設計包含燃氣調壓設施、燃氣計量設施，燃氣管道管件以及燃氣放散管等。

一般燃氣鍋爐房用氣量都比較大，用氣壓力也比居民用氣或者工商用氣高出許多，為了保證鍋爐供氣的穩定性，鍋爐房用燃氣需從城市道路中壓主管上敷設專用管道，并在鍋爐房前設置專用閥井，再經過過濾、調壓后進入鍋爐燃燒器使用。燃氣調壓設施一般單獨設置，可設置在獨立的房間里，也可以設置在鍋爐房附近的空地上，只要滿足《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006和《建筑設計防火規范》GB50016中燃氣調壓設施與建構筑物的安全間距要求即可。為了不間斷供氣，調壓設施一般采用一開一備雙路設計。

常用的燃氣流量計有膜式流量計、羅茨流量計、超聲波流量計和氣體智能渦輪流量計。因鍋爐用氣量及用氣壓力的特殊性，通常選用氣體智能渦輪流量計。根據鍋爐用氣量，選擇合適量程的流量計。

鍋爐房內燃氣管道末端需設置放散管，放散管根據具體情況可集中引至室外至建筑物屋面上方1米高處，或者引至調壓設施處，同調壓設施放散管一同引至調壓設施上方1米高處。

調壓設施出口至鍋爐燃燒器接口之間的低壓燃氣管道，一般是從鍋爐房側墻引入鍋爐房內，架空在鍋爐上方，引至每臺鍋爐燃燒器燃氣接口附近，用不銹鋼金屬軟管與燃燒器連接。但是銀川市建發大閱城動力中心鍋爐房按照該工藝設計的話，不僅設計難度大，施工困難，最重要的是安全系數不高。

建發大閱城位于銀川市正源北街，是銀川市最大的多功能商業綜合體。其動力中心鍋爐房需供商業33萬m2、辦公樓及酒店約29萬m2。因供暖面積很大，該鍋爐房鍋爐總噸位達到64噸，分別為2臺20噸、1臺10噸、2臺4噸、2臺2噸、2臺1噸共9臺5種噸位、6種壓力、不同位置布置的鍋爐。根據建設方提供的鍋爐用途、單臺鍋爐用氣量、用氣壓力，經與建設方及我公司采購供應部溝通，確定調壓柜最優使用方案為：2臺20噸的鍋爐各設一臺2000Nm3/h的調壓柜，一臺10噸的鍋爐設一臺800Nm3/h的調壓柜，2臺4噸的鍋爐共設一臺700Nm3/h的調壓柜，2臺2噸的鍋爐共設一臺400Nm3/h的調壓柜，2臺1噸的鍋爐共設一臺200Nm3/h的調壓柜。故該鍋爐房共設調壓柜6臺。

鍋爐房低壓燃氣管道流速按照15m/s計算，單臺20噸、10噸、2臺4噸、2臺2噸、2臺1噸鍋爐低壓燃氣管道管徑分別為?219、?159、?159、?108，?76。該鍋爐房內有2根?219、2根?159、1根?108、1根?76、1根?32（放散管）共7根低壓燃氣管道。

該鍋爐房室內地坪為-10.2米，因這9臺鍋爐位置分布不一，以上7根鋼管如果在鍋爐房側墻引入鍋爐房內，架空在鍋爐上方至各個鍋爐燃燒器燃氣接口附近，再垂直向下接至鍋爐燃燒器。鍋爐房內除了有燃氣低壓管道，還有冷熱水管道等其他管道，管道多且復雜，而且管徑均較大。施工難度相當大，并且由于鋼管管道管徑大，自重較重，對管道的支吊架要求特別高。同時，因管道自重原因導致架空的大管徑管道存在一定的安全隱患。

常規的鍋爐房設計方案見興慶府大院鍋爐房設計圖：

經過多次現場勘察及論證并與鍋爐房建設方協商，建設方確認鍋爐房頂覆土深度符合PE燃氣管道規定的距管頂1.5米的要求，決定將低壓燃氣管道集中敷設在鍋爐房頂上的覆土內，至每臺鍋爐附近的柱子處，從鍋爐房頂引入后接至燃燒器燃氣接口。設計方案見下圖：

該方案在材料使用上和常規做法的區別是：一、常規做法中大部分為鋼管，PE管比例較小，而該方案材料大部分為埋地PE管線，少量鋼管。二、常規做法中低壓管線自調壓柜出來后，先進入鍋爐房內，再分別找各自的鍋爐燃燒器，該方案是低壓管線先在鍋爐房頂上找到鍋爐房位置，然后引入鍋爐房接燃燒器。經估算，該方案PE管管材成本及安裝費約12.7萬，常規做法中該部分PE管更換為鋼管的材料成本及安裝費約9萬元，架空鋼管需做支吊架及焊口拍片、探傷，該部分費用約10.7萬元，總費用約19.7萬元。該方案比常規做法節約成本約7萬元。除此之外，在施工方面，由于常規做法為大管徑大重量的鋼管，并且是高空作業，施工難度非常大，支撐難度大，且存在安全隱患。而該方案中PE管在地面上直埋敷設，施工相對簡單，施工人員無高空作業的危險。同時，該方案工期比常規方案工期縮短近三分之一。

綜上所述，對于建發大閱城動力中心鍋爐房低壓燃氣管道敷設在鍋爐房頂板上的設計方案，節約了成本，減少了工期，解決了施工難度大和大管徑管道架空時支撐難的問題，

大大提高了大管徑燃氣管道的安全性，使得該鍋爐房在運行中更安全。該鍋爐房運行后也得到建設方好評，更為以后此類燃氣鍋爐房低壓管道設計提供了很好的借鑒。