关于燃气常规居民用户调压设备设计选用方式的探讨-中国期刊网

关于燃气常规居民用户调压设备设计选用方式的探讨

王怀南1 张新娜1 田彬1 范彦召1 赵世杰1 杨栋斌1 李丽媛1 魏学全2 刘文成3

1 河南中裕燃气工程设计有限公司河南郑州 450000 2 泗洪中裕燃气有限公司江苏宿迁 223900 3 临沂中裕燃气有限公司山东临沂 276000

摘要：目的：为城镇燃气供应企业开发常规居民用户小区在选择调压方式时选择提供参考。方法：通过对样例小区采用调压箱与调压柜两种方案时产生的材料费、施工费对比成本高低。结果：对应不同户数时两种调压方式各有优劣。结论：1200户左右时是调压柜与调压箱成本高低的一个分界点。

关键词：调压箱调压柜成本对比

引言：

2019年6月26日，由国家发展改革委、住房和城乡建设部、市场监管总局联合发布的发改价格〔2019〕1131号文件《关于规范城镇燃气工程安装收费的指导意见》中明确指出：城镇燃气工程安装费收费标准应合理制定，原则上成本利润率不得超过10%。此文件指导精神对城市燃气企业的利润影响极大，如何有效的降低燃气安装工程成本成为城燃企业工程建设工作的重点工作之一。而在城镇燃气常规居民用户设计过程中，调压设备的选择对成本的控制至关重要，本文就此问题做出探讨如下。

概念：
城镇燃气调压箱指的是：由调压器及其附属设备和管道组成件等组成，将较高城镇燃气的压力将至所需的较低压力的调压装置。

就其使用地点来说，又可分为地上调压箱和地下调压箱；目前城镇燃气居民用户设计过程中大多用地上调压箱，地上调压箱根据其安装方式又可分为调压箱（壁挂式）和调压柜（落地式）两种方式。为方便表述，本文中后续的调压箱（壁挂式）都简称为调压箱，调压柜（落地式）都简称为调压柜。

背景实例：

范围：城镇燃气居民用户设计；
设计压力：中压0.4MPa，低压5KPa；
设计户数：本方案对漯河市xx小区进行方案设计，户数分别为496户、620户、744户、992户、1240户、1488户；
方案简介:六个户数的调压装置分别以调压箱和调压柜各做两个方案，共12个设计方案；针对12个设计方案分别做造价预算，以此对其成本做出对比；
其他说明：鉴于两种调压方式的引入管阀门之后的管道及安装一样，故设计及造价计算对比时未涉及室内部分；造价部分的预算是按照《中裕燃气集团建筑安装工程综合价格（2018）V1.0》标准及《中裕集团2019年材料集采价格》计算得出。

工程建设成本方面对比：

本案庭院中压设计压力为0.4MPa,运行压力0.2MPa,庭院低压设计压力为5. 0KPa，庭院运行压力2.5KPa，户内灶前额定使用压力为2.0KPa。详细设计方案见附图，按户数分为6类，12个设计方案，本案对1488户设计范围做简单介绍，为保证设计方案的一致性和存在的可比性，设计方案中设计起点及基本设计思路均在总方案的基础上做出修改。

城镇燃气输配系统的管径及设备的通过能力，不能直接用其年用气量确定，而是按燃气计算月的小时最大流量计算。小时计算流量的确定，关系到燃气输配的经济性和可靠性。小时计算流量定得偏高,将会增加输配系统的管道材料和基础投资,定得偏低,又会影响用户的正常用气。

确定燃气小时计算流量的方法有两种：不均匀系数法和同时工作系数法。由于居民住宅使用燃气的数量和使用时间变化较大，故室内和庭院燃气管道的计算流量采用同时工作系数法计算。一般按燃气用具的额定耗气量和同时工作系数k来确定。

用同时工作系数法求管道计算流量可根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006）中第10.2.9节中公式(计算结果见表2.2.2-1）：

式中 ——燃气管道的计算流量（Nm3/h）；

k——燃具同时工作系数，居民生活用燃具可按照附录F确定；

——燃具的额定流量（Nm3/h）；

——同种燃具或成组燃具的数目。

本次设计的漯河市源汇区文化路南段碧桂园小区一期燃气工程位于漯河市文化路和银江路交口东南角，本次设计共计13栋住宅1488户。每户住宅的用气负荷均按一台双眼灶（6.5kW），一台燃气快速热水器考虑(16kW)计算，通过计算每户燃气用具的额定流量为2.35Nm³/h。通过统计每栋楼户数并查《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）附录F，从而计算居民生活用气小时用气量，计算结果见下表：

各栋楼居民生活用气小时用气量计算详表

楼栋编号	户数	同时工作系数	每户用气量指标（KW）	每栋楼用气负荷（KW）	每栋楼小时用气负荷(MJ/h)	燃气低热值（MJ/Nm³）	每栋楼小时用气量（Nm³/h)
1	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
2	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
5	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
8	62	0.1756	22.5	244.962	881.8632	36.85	23.93
12	62	0.1756	22.5	244.962	881.8632	36.85	23.93
10	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
15	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
16	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
17	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
18	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
19	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
20	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68
9	124	0.1676	22.5	467.604	1683.3744	36.85	45.68

	总户数	同时工作系数	每户用气量指标（KW）	全小区用气负荷（KW）	全小区小时用气负荷(MJ/h)	燃气低热值（MJ/Nm³）	全小区小时用气量（Nm³/h)
全小区	1488	0.12512	22.5	4189.0176	15080.46336	36.85	409.24

方案1采用区域调压柜进行调压，漯河已建市政中压管网运行压力0.2MPa~0.35MPa，经过水利计算后选用RTZ-50/0.4NL（2+0）型调压柜1台，流量550m³/h。小区内中压管道选用De90（SDR11 PE80）的PE管；方案2采用楼栋调压箱调压，漯河已建市政中压管网运行压力0.2MPa~0.35MPa，根据庭院布置情况及水利计算选用RTZ-50/0.4Q壁挂式调压箱12台。小区内中压管道选用De90（SDR11 PE80）的PE管,分支部分采用De63（SDR11 PE80）PE管。

设计方案中，材料的计算分为两部分，以调压器为界限分为中压材料和低压材料（含调压设施），分别计算出其材料费、安装费和土建费用，并分别对其进行比较如下表中所示：

调压箱和调压柜庭院管网中压管道费用详表1

序号	户数（户）	方案	中压材料费（元）	中压安装费（元）	中压土建费（元）	中压费用合计（元）	二者造价之比
1	496	调压箱	15286.24	3391.71	4044.98	22722.93	191%
2	496	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	191%
3	620	调压箱	19792.17	5039.04	6957.21	31788.42	267%
4	620	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	267%
5	744	调压箱	21680.53	5354.32	7315.88	34350.72	289%
6	744	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	289%
7	992	调压箱	29416.46	7913.33	10763.07	48092.86	404%
8	992	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	404%
9	1240	调压箱	34966.92	9616.85	13313.60	57897.37	486%
10	1240	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	486%
11	1488	调压箱	38012.32	9828.53	13313.60	61154.45	514%
12	1488	调压柜	7121.34	1769.22	3011.86	11902.42	514%

本案中，各规模户数的调压柜方案中，调压柜的位置是固定的，故从上表中可以看出调压柜的设计方案中，中压固定资产的投资是固定的；而调压箱（壁挂式）的设计方案中，随着设计规模的增加，庭院管网总所敷设的中压管道及其管件随之增加，从而导致了中压固定资产的投资也随之增加；从上表中的数据可以看出，中压固定资产的投资调压箱与调压柜两种方案的造价之比，由496户的191/100增加到了1488户的514/100。

调压箱和调压柜庭院管网低压管道费用详表2

序号	户数（户）	方案	低压材料费（元）	低压安装费（元）	低压土建费（元）	低压费用合计（元）	中裕入账方式造价对比
1	496	调压箱	26689.37	6098.73	6863.40	39651.50	50%
2	496	调压柜	62701.13	7734.87	8893.30	79329.30	50%
3	620	调压箱	34810.75	7951.46	9151.20	51913.41	55%
4	620	调压柜	71658.19	10786.17	12472.60	94916.96	55%
5	744	调压箱	42965.98	10210.20	12066.30	65242.48	59%
6	744	调压柜	81096.90	13580.46	15609.10	110286.46	59%
7	992	调压箱	55239.16	13032.50	16272.90	84544.56	63%
8	992	调压柜	95216.07	18276.47	20738.20	134230.74	63%
9	1240	调压箱	67777.56	15870.38	18302.40	101950.34	69%
10	1240	调压柜	103580.01	20849.12	24022.30	148451.43	69%
11	1488	调压箱	79825.96	18124.81	20405.70	118356.47	72%
12	1488	调压柜	112853.21	23650.73	27638.50	164142.44	72%

从上表中的相关数据可以看出:1)庭院低压管网的设计方案中，调压箱设计方案的造价是比调压柜设计方案的造价要低很多的，从496户时，调压箱（壁挂式）的造价为调压柜的50/100，到1488户时，前者与后者的造价之比为72/100；2）若以目前中裕集团的资产入账方式来讨论的话，从数据显示1500户以下时，用调压箱（壁挂式）作为调压设备时成本是更低的。

调压箱和调压柜庭院管网费用详表3

序号	户数（户）	方案	中压费用合计（元）	低压费用合计（元）	中低压费用合计（元）	实际造价对比
1	496	调压箱	22722.93	39651.50	62374.42	68%
2	496	调压柜	11902.42	79329.30	91231.72	68%
3	620	调压箱	31788.42	51913.41	83701.83	78%
4	620	调压柜	11902.42	94916.96	106819.38	78%
5	744	调压箱	34350.72	65242.48	99593.20	82%
6	744	调压柜	11902.42	110286.46	122188.88	82%
7	992	调压箱	48092.86	84544.56	132637.41	91%
8	992	调压柜	11902.42	134230.74	146133.16	91%
9	1240	调压箱	57897.37	101950.34	159847.71	99.68%
10	1240	调压柜	11902.42	148451.43	160353.85	99.68%
11	1488	调压箱	61154.45	118356.47	179510.92	102%
12	1488	调压柜	11902.42	164142.44	176044.86	102%

将上述表1及表2合并为表3，为居民用户庭院管网的造价测算（用地红线以内），由数据显示可以看出，496户时，二者对比为68%；1240户时，二者对比为99.68%；1488户时，二者对比为102%。

就此分析，1200户左右时，调压箱与调压柜的燃气设计方案的对比是基本持平的；超出1200户时，二者对比，调压箱的燃气设计方案的造价是渐渐高出调压柜的。

从后期运行成本上分析：

两种方案庭院管网巡线工作量内容基本持平，其运行成本上的差别上在于日常巡检（填写检查记录、查漏、清理杂物、整理警示标识）时所发生的人工和车辆费用，距不完全统计，单个调压柜的日常巡检维护与四个调压箱（壁挂式）的工时基本持平；故从后期运行成本上分析，调压柜的方案是优于调压箱（壁挂式）的。

从城燃公司逐年投入问题分析：

近年来，随着房地产市场发展速度及投入的逐步放缓，分析其逐年与城燃公司签订项目合同的规律发现，越来越多的开发商会分批次与城燃公司签订合同并分批支付合同款，设计及施工时采用调压箱作为调压设备的方案能在一定程度上分散城燃公司的资金压力，降低当年用于工程建设的资金投入，从而一定程度上使流动资金的利用达到最大化。

从设计难度及方案变更率方面分析：

在城镇常规居民用户方案设计时，从设计难度上来说：调压箱的作为调压设备时，设计时需标注和统计的材料种类少材料种类，计算时更为简单不易缺项漏项；而进行管网水力计算时，调压箱的方案计算方法更为简单，用时更短。

从方案变更率来说：调压箱位置可选的范围更广，设计方案完成之后，其位置基本不会出现变动；而调压柜位置选择时，需结合各种管网的位置、距建筑物的安全净距要求、距配电柜等危险装置的安全净距、绿化、道路等设计方案，还有极大的可能出现前期与开发商共同确定好位置之后，后期施工时需要变动调压柜位置的情况，从而导致低压管网较大的设计变更。

从突发情况发生时的安全保供方面分析：

因第三方破坏或设备故障原因造成需停气及恢复供气时，庭院采用调压柜的方案会造成大面积停气，恢复供气需要每户进户，增大人力维护投入；相比较调压箱方案，分楼分片控制，不会造成大面积停气，恢复供气时可控性强，人力维护投入相比调压柜方案较少。

八、结论及建议：

1）从造价成本上对比来看，建议以1100-1200户为界，此界限以下采用以调压箱（壁挂式）为调压设施的主导思想来设计，此界限以上采用以调压柜为调压设施的主导思想来设计；

2）从城燃公司逐年投入问题、设计难度及方案变更率方面以及突发情况发生时的安全保供方面分析，调压箱（壁挂式）的设计方案是优于调压柜的；

3）从后期运行成本及投入方面分析，调压柜的设计方案是优于调压箱的。

参考文献：

[1]城镇燃气设计规范 GB50028-2006；

第一作者简介：王怀南 工程师大学专科从事燃气工程设计10年，对城镇燃气设计中工业及居民用户拥有多年现场管理及设计经验。

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