徐州老城区燃气铸铁管网改造及规划之必要性分析

徐州老城区燃气铸铁管网改造及规划之必要性分析

王长新1闫晓飞2

徐州港华燃气有限公司江苏省221000

摘要：徐州老城区铸铁管网始建于上世纪八十年代初期。经过近三十年的运行，尤其是天然气置换以来漏气现象逐年增多，给人民的生命财产安全和社会和谐稳定带来严重威胁。老铸铁管网的存在严重阻碍了城市的快速发展，全面改造老城区铸铁管网是降低运营风险、提高供气能力的必然之路。本文从徐州老城区燃气应用现状、铸铁管道的弱点等分析阐述管道改造的必要性和迫切性。并对老城区燃气规划提出方向性建议。

关键词：老城区；铸铁管；漏气；改造；规划；必要性

正文：前言

徐州市是江苏省重要的地级城市，国际化大都市，随着国民经济发展，加快城市化进程，对能源的需求量不断加大。然而徐州老城区地下燃气管网大多为铸铁管道，敷设时间较长，已逐步步入老化期。铸铁管道由于材质脆、韧性差，极易受到外力影响而发生断裂。同时人工煤气转换为天然气后，管道接口橡胶密封圈因干燥而收缩、变形，致使管道接口松动漏气。在日益复杂的外部环境下，管道断裂、接口泄漏事故频发，安全隐患越来越多。铸铁管问题已成为阻碍城市发展和影响人民生活的大问题，漏气事故对人民生命财产安全造成直接威胁，已到了不得不改、不改不行的地步了。

一、燃气铸铁管改造是老城区运营现状的需要

1、徐州港华燃气有限公司是香港中华煤气有限公司与徐州燃气总公司在2004年1月合资组建的以经营管道燃气为主的企业，其前身是成立于1985年5月的徐州市煤气公司和成立于1994年2月的徐州市燃气总公司。徐州港华是徐州市区唯一经营管道燃气和“西气东输”徐州天然气利用工程项目法人单位。2006年开始第一批次的天然气置换，2010年9月完成全部用户天然气置换工作。徐州港华目前承接全市约26.45万用户。目前拥有近900公里燃气管网，供气规模约约40万m3/日，2011年冬季高峰日供气量达53万m3。

2、受社会发展和管道生产工艺限制，上世纪八十年代初期生产使用的管道多为承插式（水泥、青铅密封）灰口铸铁管道，后来相继发展出机械连接（橡胶圈密封）灰口铸铁管、机械连接（橡胶圈密封）球墨铸铁管。这些管道基本都敷设在老城区，由于服役时间较长，已逐步步入老化期。相对来说，承插式灰口铸铁管道由于服役时间最早、质量最差、漏气率也最高，但由于数量较少，在天然气置换完成前已相继改造完毕。至2011年底，徐州老城区地下在役中压铸铁管道还有约100公里，低压约200公里，且80%以上是风险较高的机械连接式灰口铸铁管道。

3、人工煤气时期管道内壁沉积的焦油、灰尘等杂质已大大削弱了燃气的输送能力。徐州老城区目前已建成3座中中压调压站，每到冬季，老城区中压B级管网末端都面临着脱压的问题，虽然第四座中中压站已在计划建设当中，但随着改革开放的不断深入，城市现代化水平的不断提升，城市燃气的需求量愈来愈大，增建中中压站并不能解决根本问题。为适应新形势下的城市发展需要，满足徐州市日益扩大的市场需求，废除铸铁管、更换新管道成为提高管网运行压力和输气能力的必然要求。

二、铸铁管道改造是自身缺陷决定的

1）铸铁管道本质缺陷问题

铸铁管道因脆性大、易断裂，具有抗拉、抗弯、抗冲击能力差的特性，当灰口铸铁管道被违章占压、基础下沉、管道悬空、埋深不足、回填不好等原因受外力时，铸铁管道容易发生断裂。

2）灰口铸铁管道质量差

上世纪八十年代初期和九十年代初期，全国燃气管网处于蓬勃发展期，徐州市燃气管网便建设这段时期。作为该时期主要应用的管材灰口铸铁管供不应求，促使很多小厂纷纷生产此类铸铁管，有出厂合格证管道质量也难以保证。

3）不可抗因素共同造成铸铁管道事故频发

a）铸铁管道覆土厚度不符合现状要求

现代社会，城市发展迅速，城市面貌变化巨大，道路翻建扩建频繁。期间，对铸铁管道的覆土厚度的要求也发生变化。首先，铸铁管建设时期，敷设在车行道下的管道规范要求覆土厚度为0.8米以上，而现行规范要求覆土厚度在0.9米以上；其次，道路的翻建，标高降低进而导致敷设在道路下灰口铸铁管道覆土厚度随之减小；另外，道路的扩建使原人行道管道变成车行道，敷设在该种道路下燃气管道要求的覆土厚度随着增加（人行道敷设要求0.6米，车行道敷设要求为0.9米）。以上三种情况，使铸铁管道覆土厚度不满足现状要求。

b）车辆载荷超出灰口铸铁管道建设时期承受载荷

建设时期的车载荷远远小于当今的车载荷。同时伴随着城市的发展，车辆超载现象严重，难以禁止。

以上不可抗的因素共同作用在抗冲击能力差的灰口铸铁管道上，超出管道负荷能力，造成了事故的频发。

4）铸铁管道接口漏气严重

随着天然气资源勘探开发规模的不断扩大和西气东输、海气上岸、进口LNG等大型天然气工程的建设投产，我国掀起了天然气利用的高潮，很多城市已经或即将告别人工煤气，以天然气作为气源。在过去以人工煤气为主要气源的时代，我国大部分城市燃气管网由铸铁管构成。原人工煤气为湿气，成分中有焦油、萘、芳香烃等杂质，加强了接口的密封性能；当天然气置换人工煤气后，天然气为干气，原铸铁管网的接口处的橡胶圈会因失去水分和芳香烃成分而引致干燥收缩或者开裂老化，加上车辆碾压、道路不均匀沉降等因素使接头振动，加速燃气泄漏过程，导致燃气的泄漏事故频发。全国旧有城市燃气管网经天然气置换后，铸铁管道接口泄漏率总是显著上升。

三、铸铁管改造是保障公共安全、解决安全隐患、构建和谐社会的迫切需要

2004年3月18日，国家建设部就已下发《关于发布<建设部推广应用和限制禁止使用技术>的公告》（中华人民共和国建设部公告第218号），将灰口铸铁管材、管件列为限用技术，建设单位、设计单位和施工单位不得在工程中使用。如继续使用的，建设行政主管部门不得验收备案，并进行处罚。

徐州市的经济不断增长，城市化进程加快，燃气地下管线就像人体内的“血管”和“神经”，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市的重要“生命线”，对经济发展和城市环境改善都起到了十分重要的促进和保障作用。但由于燃气属危险物质，在运行期间一旦泄漏或释放可能会造成燃烧、爆炸、中毒等危害，直接关系社会公共安全和居民的人身、财产安全。燃气的这种特性使得燃气设施安全与否极为关键和重要。在徐州市燃气管网建设初期，管材受当时市场供应条件限制为机械接口灰口铸铁管。通过近年运行发现铸铁管道存在严重安全隐患，分析如下：

徐州人工煤气转换天然气工作2010年9月完成全部用户天然气置换工作。随着时间的推移，原有湿的人工煤气转化成干的天然气而造成灰口铸铁管接口密封圈老化现象逐步显现出来，接头泄漏现象越来越多，管道的运行维持费及管道泄漏造成损失的费用将越来越大。2007-2012年铸铁管接口漏气统计情况如下：

表2-32007-2011年铸铁管道接口漏气统计表

铸铁管道接口漏气统计图

徐州市铸铁管事故典型案例

a）解放南路DN300中压燃气管网泄漏事故

2008年11月10日晚9时，公司热线接报，易初莲花超市红绿灯路口处多出窨井有天然气味；因地处交通要道，经过二十多个小时的全力排查，发现漏气点为DN300灰口铸铁管道断裂漏气。经过两天三夜奋战，共处理两处漏气点。由于措施得当，未发生大面积停气事故。但公司经济损失达10万余元。

事故原因

DN300铸铁管敷设在解放路上，受车辆长期震动及重车碾压影响，导致管道断裂漏气，同时，受地理环境影响，铸铁管锈蚀穿孔、发生漏气。

b）解放北路凯撒宫洗浴中心天灰口铸铁燃气管爆燃事故

2012年元月17日凌晨，解放北路凯撒宫洗浴中心门前中压DN300灰口铸铁管断裂漏气，造成凯撒宫洗浴内发生天然气爆燃事故，镇河等沿线数十个小区约4000余户民用户及数个工商客户停气十余小时。直接经济损失约155万余元，无人员伤亡。

事故原因

解放北路中压燃气DN300灰口铸铁管始建于1995年8月，2009年进行天然气置换，管网运行介质为天然气，目前管道运行压力为70KPa。2011年9月，公司将该段管线列入改造计划。但由于掘路手续未得到审批，该路段至今无法实施改造。由于土质原因，管道上方地面塌陷，在外力作用下，该管道突然发生断裂，大量燃气渗漏至凯撒宫浴场内，遇明火发生爆燃事故。

c）丰财小区15号楼东灰口铸铁燃气管爆燃事故

2012年02月04日10：10时，公司热线中心接110报警：丰财小区15#楼东发生燃气爆炸事故。一白色轿车被爆炸后落下的移动井盖砸中。移动窨井南侧墙内检测仪读数1100ppm，已达92%LEL，确定该处有燃气泄漏—DN100铸铁管接口漏气。

事故原因

丰财小区燃气输配工程始建于1997年前后，楼前埋地管材为DN100灰口铸铁管。15号楼东侧一移动电缆窨井墙壁压占低压DN100灰口铸铁管，且该管道锈蚀严重，造成燃气泄漏，泄漏气体扩散至30余米处一移动电缆窨井内，遇明火发生燃气爆燃事故。

通过以上分析，管网中的铸铁管道存在严重的安全隐患，已经造成了不同程度的人民群众伤亡，财产损失和环境污染的严重后果。该种管材存在本质缺陷，采用管理手段难以根除。若不通过改造从本质上去除铸铁管存在的安全隐患，将存在随时影响公共安全的可能。通过铸铁管的改造，减少事故的发生，实现城市燃气管网的安全供气，对保障公共安全、构建和谐社会具有深远意义，因此铸铁管道改造势在必行。

四、燃气铸铁管改造规划原则及思路

但由于在役铸铁管道数量多、改造难度大，总投资数额巨大，改造进度缓慢，一直处在哪里漏气次数多、风险程度高就先改造哪里，全市燃气铸铁管改造处在一个缺乏规划的无序状态。由于无法系统的进行改造，外围中压A级天然气无法进入老城区腹地，管网提压也始终是依据空谈。所以，铸铁管改造前应编制详细的改造规划，所有改造设计都必须在规划框架下有序进行。

1）在总体规划、专项规划的指导下，结合城区燃气事业的发展，统筹兼顾，合理布局，确定适应城市的发展目标和用气规模，保证公共安全，提高燃气供应系统的可靠性。

2）管网改造实施优先风险程度高，安全隐患较大的燃气管网。

3）改造计划以加快铸铁管道改造顺利实施为主，结合道路和其他市政管线的建设和改造计划，使管网改造具有可操作性。

4）坚持科学态度，改造方案做到技术先进、经济合理。

5）在工程建设的内容和工期安排上做到远近结合，分期实施，滚动发展，良性循环。

根据徐州老城区的铸铁管网分布特点，我认为铸铁管改造思路应遵循下列原则：

1）老城区中压B充分考虑供气安全可靠性的同时，力求最经济的运行管理费用、最合理的布局、最佳的管线走向。系统布局要求达到东西互补、环路连接、南北贯通；

2）改造的管网压力以0.4MPa进行建设；

3）管道改造分区域逐步推进进行，中压B支管随主干管同步改造；

4）庭院旧管改造配合市政新管升压，改造一片、升压一片的方式积极推进；

5）改造、升压方案，充分发挥十万气柜的调峰储气作用；

6）主干管在可能情况下重新寻找管位或敷设临时管，以免造成大面积停气；

7）做好与之相关低压管道的改造以及其配套附属设施的准备工作。例如：增设或改造中-中调压站、中-低调压站。

五、结束语

燃气铸铁管改造是关系企业生命、社会稳定和谐和人民生命财产安全的大事，必须尽快付诸实施。改造项目的建设需要各方面的大力支持，唯有如此，才能希望早日完成。