华北理工大学建筑工程学院 河北省唐山市 063210
摘要:随着超高层建筑数量的不断增加,对其燃气管道的安全性需求也日益增强。每项安全措施都扮演着至关重要的角色,而在超高层建筑的燃气管道安全中,设计与安全措施这一点显得尤为关键。文章以超高层建筑燃气管道为研究对象,对其设计与安全措施进行了探索,以供借鉴。
关键词:超高层建筑;燃气管道;设计;安全
1超高层建筑燃气管道安全存在的问题
1.1管道线路较为混乱
随着城市的快速发展,超高层建筑管道建设往往跟不上城市规划的步伐,这导致了管道线路的混乱。超高层建筑燃气管道的管理标准和制度不够完善,缺乏统一的管道布置、铺设、接口连接等管理规范,也缺乏对燃气管道运营商的监管和管理。一些燃气运营商的管理能力有限,无法有效组织管道线路的规划、布置、维护和管理,导致管道线路混乱。一些超高层建筑燃气管道的设计和施工技术不够先进和科学,无法有效避免管道线路混乱的问题。一些非法建设和违规改造的行为,例如未经许可的私拉乱接,也会导致管道线路的混乱和安全隐患。
1.2输气运行过程中环境和人为的破坏
超高层建筑管线主要布置在建筑内部,相比于城镇燃气管道工程,其管线的工程属性较为隐蔽,因而存在着较多不确定因素。随着时间的推移,内部管道的老化及其他不可预见等原因都可能造成隐患。不仅如此,部分管道年久失修,其安全可靠性无法确定。除自然因素外,部分燃气管线的敷设管理不太规范,施工方违规占压燃气管线甚至造成损坏,产生漏气现象。由于受经济利益的驱使,少部分素质较低的居民用户通过损坏气表、在天然气管路支线打眼等方式,偷气盗气,导致燃气泄漏,产生事故隐患。
1.3用户缺乏必要的安全知识
部分超高层建筑燃气用户对燃气的特性认识不到位,没有充分了解燃气的危险性,其典型行为主要表现为:私自改装燃气管道;私自拆卸燃气设备;使用燃气时不注意室内通风;忽视燃气器具与燃气组成的匹配要求的等。此外,燃气使用安全意识淡薄,部分用户没有充分认识燃气安全的重要性,是用户缺乏必要安全知识的典型表现。主要包括:购买不带熄火安全保护装置的燃气灶;忽视室内燃气输送的胶管老化问题。除了使用安全知识的缺乏外,当发生事故后,部分超高层建筑燃气用户又往往不能及时采取正确、有效地应对措施,缺少必要的事故处理知识储备,惊慌失措下使小事故酝酿、发酵。
2超高层建筑燃气管道设计措施
2.1重视燃气立管科学设计的使用
在超高层建筑中,燃气立管是贯穿整个建筑的重要组件,负责将燃气平稳、安全地输送到每个用户。考虑到超高层建筑的高度、居住密度和用气需求,合理的燃气立管设计变得尤为关键。首先,立管的布局需要确保燃气能够在各层均匀供应,消除因压差造成的供气不足问题。其次,考虑到超高层的特殊性,立管的设计还需要考虑因风力、温差和地震等外部因素可能带来的影响。为此,立管的材料、直径和安装方式都应该经过精心选择和计算。科学的燃气立管设计不仅能确保居民的供气需求得到满足,还能提高燃气的使用效率,延长立管的使用寿命,减少维护成本和风险[1]。
2.2控制燃气压力及调压方式
燃气压力的控制是超高层建筑燃气供应系统中的关键环节。由于超高层建筑的高度和居住密度,不同的楼层和时段的用气需求可能会有很大的变化。如果燃气压力不稳定,可能导致供气不足或过量,从而影响居民的生活质量和安全。为此,调压方式的选择和设计应该根据建筑的实际情况进行。例如,可以考虑在每隔一定楼层设置燃气调压器,确保每一层都能获得稳定的燃气压力。此外,调压系统应该具有足够的灵活性,以适应不同时间和楼层的用气变化。合理的调压方式不仅可以确保燃气供应的稳定性,还可以提高燃气的使用效率,降低能源浪费。
2.3配置传感器监测燃气管道
在燃气管道的关键位置,如阀门、弯头、管道接缝等,安装多种传感器,如压力传感器、温度传感器、流量计等,以实时监测燃气管道的运行状态。选择的传感器应该具有高精度、高稳定性、低功耗等特点,能够适应复杂的环境条件[2]。为了确保传感器在燃气管道关键位置的稳定性和准确性,可以采取以下具体措施。
(1)选择适合燃气管道环境的传感器类型:针对燃气管道的不同环境条件,如温度、湿度、压力等,选择适合的传感器类型,以确保传感器能够稳定的运行并准确监测燃气管道的运行状态。
(2)传感器位置选择。在选择传感器的安装位置时,应该考虑燃气管道的关键位置,如阀门、弯头、管道接缝等,同时应该避免安装在可能受到机械损伤或腐蚀等影响的地方。
(3)传感器精度要求。针对燃气管道监测系统的需求,选择具有高精度的传感器,能够准确地监测燃气管道的运行状态,避免误报或漏报。
(4)传感器稳定性保证:对传感器进行定期的维护和校准,以确保传感器的稳定性和准确性。同时,设计传感器故障应急预案,在传感器出现故障时能够及时响应和修复。
(5)传感器数据校准:在传感器安装前和使用过程中,对传感器进行数据校准,以消除传感器误差,确保监测数据的准确性。
(6)传感器防护措施:对传感器采取必要的防护措施,如防水、防尘等,以适应燃气管道环境的复杂性和多样性。
(7)传感器数据备份和恢复:设计传感器数据备份和恢复机制,避免因传感器故障导致的数据丢失和系统崩溃。
2.4防腐设计措施
2.4.1防腐涂层和涂覆
防腐涂层是一种常见的管道防腐方法,其种类多种多样,通常根据管道所处的环境和使用条件选择不同类型的防腐涂层。常见的防腐涂层种类包括环氧涂层、聚乙烯涂层、聚氨酯涂层等。每种涂层材料都具有不同的特性,如耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等,因此在选择涂层类型时需要考虑管道所面临的环境和运行条件。
涂覆技术是将防腐涂层施加到管道表面的关键步骤。涂覆方法通常包括刷涂、喷涂、浸涂等多种技术。选择涂覆方法时需要考虑管道的尺寸、形状以及涂层材料的特性。
2.4.2防腐封堵技
防腐封堵技术主要用于修复已经出现腐蚀或损坏的管道部分,以防止腐蚀的扩散和进一步损坏。首先,防腐封堵技术涉及到多种封堵方法和材料的选择。封堵方法通常包括钢套管封堵、胶带封堵、夹套封堵等多种方式。其中,钢套管封堵是一种常用的方法,它涉及在受损管道部分外面套上一段新的钢管,并通过焊接或其他固定方式将其密封,以防止腐蚀扩散。同时,胶带封堵通常使用特殊的胶带材料包裹受损部位,形成一层防腐层,阻止腐蚀的进一步发展。选择封堵方法时需要考虑管道的具体情况和损坏程度。
2.4.3电化学防腐技
电化学防腐技术利用电流和电化学原理来防止管道的腐蚀。首先,电流防腐是一种通过施加电流来防止管道腐蚀的技术。它基于电化学原理,利用外部电源将电流引入管道系统中,通过控制电流的方向和强度,使管道的金属表面成为电化学反应的阴极区域。这样,管道的金属表面就会发生还原反应,从而阻止了腐蚀反应的发生。电流防腐技术可有效减缓或阻止管道的金属腐蚀,延长了管道的使用寿命。其次,阴极保护原理是防腐电化学技术的核心概念之一。它基于电极反应原理,通过在管道系统中引入一种阴极材料,通常是特殊的金属或合金,作为电池的阴极。这样,阴极材料上发生的还原反应将消耗管道金属表面的电位,使其保持在电位较低的状态,从而抑制腐蚀的发生。阴极保护技术通常需要定期监测和维护,确保阴极材料的有效性[3]。
3结语
燃气管道系统是超高层建筑中至关重要的一部分。不妥善的设计或管理可能导致严重的安全事故,实际工作中要高度重视燃气管道的设计和安全措施的应用,最大程度保障燃气管道运行安全。
参考文献
[1]胡劲,郝兴军.城市燃气管道隐患安全管理现状与措施[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(08):73-75.
[2]单武迪.城镇燃气管道防腐技术与维护管理[J].中国石油和化工标准与质量,2024,44(05):173-175.
[3]齐振江.城镇燃气管道隐患分析与治理措施[J].石化技术,2024,31(02):250-252+235.