淺談火鍋餐飲行業(yè)室內埋地天然氣管道的設計與施工

摘 要

摘要：通過火鍋店室內埋地燃氣管道敷設的工程實例，介紹室內埋地燃氣管道設計與施工過程中的主要考慮問題，為日后類似工程施工積累經(jīng)驗，提供參考。關鍵詞：天然氣；埋地暗封；設計；施工；原
摘要：通過火鍋店室內埋地燃氣管道敷設的工程實例，介紹室內埋地燃氣管道設計與施工過程中的主要考慮問題，為日后類似工程施工積累經(jīng)驗，提供參考。
關鍵詞：天然氣；埋地暗封；設計；施工；原則
   近年來，隨著火鍋餐飲業(yè)不斷發(fā)展，業(yè)主對室內埋地敷設燃氣管道有了更多需求。記得2008年，一家“田源雞”火鍋店向我公司提出用氣申請，要求為火鍋接通天然氣?；疱佊脷恻c存每個餐桌中部，分散在大廳、包間內，燃氣管道需埋地敷設。由于室內燃氣管道埋地敷設方式應用不是很多，尤其在我區(qū)對于人員密集的室內場所埋地敷設天然氣管道的情況從未有過，《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028—2006)、《燃氣室內丁程設計施工驗收技術規(guī)定》(DB11/T301—2005)中對室內燃氣管道埋地敷設雖然有明確的規(guī)定，但因實施的條件和難度要求較高[1][2]等原因，我們未受理用戶的安裝申請。2009年，一家“權金城”酒店在順義開店，也提出類似用氣申請，并強烈要求為火鍋餐飲區(qū)接通天然氣。
    考慮到室內埋地敷設燃氣管道的潛在需求很多，且為用戶服務是我們義不容辭的責任。我們決定嘗試為權金城酒店做埋地暗設燃氣管道。
    為了把本工程做得安全規(guī)范，做成日后類似工程的樣板。我們認真學習相關規(guī)范，并多次向公用工程監(jiān)督站、設計院請教，又與燃氣設計單位、施工單位、管理單位一起群策群力、開展了系列調研、進行了精心的準備。工程于2009年10月開工，并于2009年12月完成并進行了通氣點火，至今效果良好。
    現(xiàn)就對本工程的設計和施工方面的點滴體會供大家參考。
1 工程概況
    權金城酒店火鍋區(qū)位于該樓十二層、十三層。共有用氣火鍋爐45臺，每臺耗氣量0.3m3/h。其中十二層為散座就餐大廳，位于該層南端，共有34臺火鍋用氣點，就餐區(qū)面積500m2。十三層為包間區(qū)，共11個火鍋用氣點，分布在該層11個包間內。經(jīng)與建設單位、設計單位實地察看，確認這些用氣點位置均符合燃氣規(guī)范要求，滿足使用天然氣條件。
    該樓天然氣氣源位于該樓東北側小區(qū)預留管，供氣壓力2300Pa，DN80低壓管道。
2 室內埋地管線設計要點
    根據(jù)本工程情況，確定燃氣設計方案為：低壓氣源管道沿該樓東北側架空引入至十二層，進入燃氣表專用房間計量，表后管道分路入地敷設至各火鍋桌下，接入用氣點。該樓埋地暗設管道設計要點考慮如下：
2.1 確定管線埋地方式
    室內埋地暗設管道分為暗埋和暗封兩種方式。暗埋是將燃氣管道用水泥砂漿或其他密封材料將燃氣管道安全砌死在墻內、地板內。這種方式需要管道在建筑使用壽命期內不能發(fā)生腐蝕、泄漏的高質量要求。規(guī)范中指出對這種敷設方式要做試點工程，待取得成功的技術及經(jīng)驗后，方可采用的不鼓勵政策。暗封是將燃氣管道敷設在地面、墻面管槽，吊頂，豎井內，遇損壞、泄漏時，管道相對容易檢查及維修[2]。因此，我們選擇埋地暗封的方式進行設計施工。
2.2 管材選擇
    根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣室內工程施工與質量驗收規(guī)范》(CJJ94—2009)表4.3.2的規(guī)定：熱鍍鋅鋼管、無縫鋼管、銅管、薄壁不銹鋼管、不銹鋼波紋軟管這5種管材均可進行埋地暗封敷設。但銅管和薄壁不銹鋼管在我區(qū)燃氣管道上沒有應用過，故不予考慮。由于無縫鋼管、熱鍍鋅鋼管連接過程中不可避免存有接口，時間一長接口處有泄漏隱患，特別是對于檢修不太方便的室內埋地暗封管道存在安全隱患。于是，我們選擇燃氣用非定尺不銹鋼波紋軟管。這種管道的特點是每卷長度為30m，中間沒有接口，管道外覆的PVC護套，有利于管道安全；另外管道柔性好，可彎曲，在轉彎處不用加彎頭；管道使用壽命長，可達50年[3]。我們采用某知名度較高的燃氣不銹鋼波紋管品牌，產(chǎn)品安全可靠。該產(chǎn)品在我區(qū)明裝燃氣管道上已經(jīng)應用過，施工人員有一定安裝經(jīng)驗。
2.3 設計布線原則
(1) 暗封部位盡量無接口
本工程為保證暗封部分接口盡可能少，利用非定尺不銹鋼波紋管每卷較長的優(yōu)勢，采取編“中國結”式的工藝，主管道圍繞用氣點轉彎返回再進入另一個用氣點，直到最后用氣點。這樣做的好處是除了用氣點處有節(jié)點外，其它暗封部分不存在接口。
    當然，如果確實不能避開，可在接口處設活磚，以方便檢修。
    (2) 暗封管道的設置
    布線時不應與其他金屬結構或部件接觸，不應與可能產(chǎn)生電弧現(xiàn)象的電氣線路相毗鄰，不可避免時，應采取絕緣措施；不應與其它同處暗設的管線或管溝交叉，不可避免時，應放在PVC套管內，并采取絕緣措施；嚴禁在承重的墻、柱、梁、板中暗埋；不要在暖氣設施旁邊布線，以免管線被烘烤；燃氣管道不得暗封在可能滲入腐蝕性介質的地面下等[2]。
    (3) 要分區(qū)控制、方便管理
    本工程十二層用氣點分布在3個區(qū)域，分別是：散座A區(qū)9個、散座B區(qū)12個、情調卡座區(qū)13個用氣點。為方便管理，按火鍋座位分區(qū)分3路進行布線。十三層11個用氣點按1路布線。
    (4) 暗封管道布線應避開地面上方承重處
    在走廊處布線應靠近一邊墻角，人流不易踩到的地方；應避免讓火鍋桌重力集中壓在管線上。
2.4 管道水力計算
    本工程燃氣管道主要阻力損失有：明裝管道阻力損失，高層建筑附加壓頭，燃氣表阻力損失，暗封不銹鋼波紋管阻力損失。
    表1為柯列勃洛克公式低壓天然氣鋼管計算成果表[5]。
表1 低壓天然氣鋼管摩擦阻力損失表(Pa/m)

流量(m3/h)
管徑 外徑×壁厚(mm)
Ф26.8×2.75
(DN20)
Ф33.5×3.25
(DN25)
Ф42.3×3.25
(DN32)
Ф48×3.5
(DN40)
Ф60.0×3.5
(DN50)
Ф75.5×3.75
(DN65)
3.8
6.91
2.16
 
 
 
 
4.0
7.60
2.37
 
 
 
 
9.0
34.72
10.57
2.61
1.34
 
 
13.5
 
22.66
5.52
2.82
0.80
 
15.0
 
27.67
6.72
3.43
0.97
 

袁國汀主編《建筑燃氣設計手冊》.中國建筑出版社，194-197，1999
    (1) 明裝管道阻力損失
    為了降低管線阻力損失，本工程室外引入管及暗封前管道均選用DN50無縫鋼管，按全部火鍋爐同時工作計算，天然氣總用氣量為13.5Nm3/h，查表1可知DN50管道單位長度摩擦阻力損失為0.8Pa，晴封前燃氣管道長76m，則明裝管道沿程阻力損失約為60.8Pa。局部阻力損失按沿程損失20%計算，局部阻力損失為12.2Pa，則明裝管道阻力損失為73Pa。
    (2) 高層建筑附加壓頭
    本工程為十二層高層，根據(jù)附加壓頭計算公式[2]，經(jīng)計算，得出附加壓頭為234Pa。
    (3) 燃氣表阻力損失
    燃氣表選用丹東LNM-10皮膜表，根據(jù)其說明書中描述最大阻力損失按200Pa考慮。
    (4) 暗封不銹鋼波紋管阻力損失
    由于不銹鋼波紋管屬“新材料”，當量絕對粗糙度“K”值目前沒有經(jīng)驗數(shù)值，入值無法計算，△P/L的值也就無法得出，所以，采用低壓天然氣鋼管絕對粗糙度指標估算(或查表1)出△P/L值。本工程暗封管道阻力按負荷最大的一路管道(十二層情測卡座區(qū))計算，用氣點同時工作時最大流量3.9m3/h，選管道直徑為DN25，經(jīng)查詢計算得管道單位長度摩擦阻力損失2.27Pa，本路暗封主管長度為39m，則暗封管道總沿程阻力損失為88.5Pa。局部阻力損失按沿程損失20%計算，局部阻力損失為17.7Pa，得出本路暗封不銹鋼波紋管滿負荷時總阻力損失為106.0Pa。
    (5) 總阻力損失
    總阻力損失=73Pa-234Pa+200Pa+106Pa=145Pa
    以上可看出，本工程室內燃氣管道的總阻力損失145Pa，在規(guī)范規(guī)定300Pa的允許范同內，但仍需留有較大富余量。這主要是考慮暗封不銹鋼波紋管的內部構造決定其當量絕對粗糙度“K”值比鋼管要大，實際阻力損失要大于同管徑的鋼管的原因。為了更好的減小管道阻力，暗封管道全長不變徑，均選擇DN25直徑。
    另外，商業(yè)暗封燃氣管道管徑設計不應太大，管徑太大會使管道轉彎半徑加大，給管槽及地面層處理帶來不便。如負荷較大時，可選擇多路供氣，使管徑適中。
2.5 暗封管線管槽規(guī)格選擇
    考慮到取材方便及強度要求，選擇金屬薄鐵板槽，上覆厚度不小于1.2mm的金屬護蓋。根據(jù)《燃氣室內工程設計施工驗收技術規(guī)定》(DB11/T301—2005)及現(xiàn)場地面墊層厚度僅為100mm的實際情況，確定單管槽的規(guī)格型號100×60，雙管、三管槽規(guī)格200×60，金屬護蓋上應滿足覆蓋層厚度不小于10mm。
2.6 其它安全要求
    南于本工程用氣點均在就餐區(qū)人員密集場所，對燃氣安全提出更高要求。采取附加安全措施如下：
    (1) 安裝天然氣濃度報警探頭
    按照《石油天然氣工程可燃氣體檢測報警系統(tǒng)安全技術規(guī)范》(SY6503—2008)的規(guī)定，天然氣濃度報警探頭有效檢測半徑為7.5m，十二層就餐大廳區(qū)沒置可燃氣體報警器數(shù)量根據(jù)餐桌的數(shù)量和大廳的面積來確定；十三層每個包間用氣點上方需安裝天然氣濃度報警探頭。另外燃氣管道通過的非用氣房間和場所也應設置可燃氣體報警器。
    (2) 安裝獨立的機械排風系統(tǒng)
    商業(yè)用氣房間應設置獨立的機械送排風系統(tǒng)，通風量應滿足下列三方面的要求[1]：
    a. 正常工作時，換氣次數(shù)不應小于6次/h；事故通風時，換氣次數(shù)不應小于12次/h；不工作時，換氣次數(shù)不應小于3次/h。
    b. 當燃燒所需的空氣由室內吸取時，應滿足燃燒所需的空氣量。
    c. 應滿足排除房間用氣設備散失的多余熱量所需的空氣量。
    本工程裝修時已安裝送新風系統(tǒng)。本次需在十二層就餐區(qū)東側窗口上方、十三層每個包間靠外墻窗口上方，安裝獨立機械式排風系統(tǒng)。
    根據(jù)排風量=房間面積(m2)×房間高度(m)×換氣次數(shù)(n)
    十二層散座就餐區(qū)面積500m2，十三層最大包間面積49m2，房間高度3.Om，按事故狀態(tài)送風量12次/h
    排風量按十二層18000m3/h，十三層每個包間1764m3/h進行風機選型。
    (3) 安裝緊急切斷閥
    在引入管上安裝電磁式燃氣緊急切斷閥，并且通過集中控制室，將泄漏報警探頭與風機、緊急切斷閥聯(lián)鎖。敷設燃氣管道的區(qū)域內，在任何一個報警器報警的同時，快速自動切斷閥應切斷氣源，并開啟機械送排風系統(tǒng)。
    (4) 用氣火鍋爐必須帶有自動熄火保護裝置。
3 暗封管道施上注意要點
    本工程暗封管道施工順序為：開槽-放置并同定管槽-在管槽內安裝固定卡座-材料進場檢驗-管道加塑料保護套管-管道敷設-管道氣密性試驗-管槽內回填沙-暗封管槽覆蓋-管道上覆蓋層涂色標-暗封管道與灶具連接。
    為了保證燃氣暗封不銹鋼波紋管施工質量，我們嚴把材料進場檢驗關，對表面有損傷的波紋管、管件堅決剔除，選用有經(jīng)驗的專業(yè)施工人員，使用專用工具及配件，并嚴格按管道操作規(guī)程進行施工，以避免對波紋管造成損壞或泄漏。
    暗封燃氣管道施工除注意以上環(huán)節(jié)外，還應對以下兩方面給予重點考慮：
3.1 施工中對暗封管道的保護與絕緣措施
    (1) 管槽安裝
    本工程管槽為金屬材質，避免與建筑物中的其他任何金屬結構相接觸是質量控制的重要環(huán)節(jié)。當確實無法避讓時，采用絕緣橡膠板隔離。
    (2) 管道固定
    管道固定卡座采用塑料材質，以利于與金屬絕緣。施工時嚴格按照規(guī)范施工，如管道直管段的固定卡座間距為80cm，管道彎管兩端及接口處安裝同定卡座等。
    (3) 暗封不銹鋼波紋管穿通長塑料保護套管
    為增加對保護效果，專門購買了30m一卷的塑料套管，套在金屬不銹鋼波紋管上，增加絕緣和保護效果。
    (4) 管道的絕緣
    為了避免外來電流對燃氣管道的損傷。我們在金屬管件與金屬管槽接觸部位均采取了絕緣措施。如采取墊丁腈橡膠板或用絕緣膠帶纏繞保護的方式進行處理[6]。
3.2 方便檢修及利于安全使用措施
    (1) 對各個三通接口處設活動蓋板，并留有通風孔，以方便日后進行泄漏檢修。暗封管線試壓合格后，用干沙填充管槽，以避免泄漏形成爆炸空間。
    (2) 火鍋爐前閥門及支架要固定牢固，安裝位置要考慮開關及檢修方便。
    (3) 灶前軟管長度要留有富余，考慮火鍋桌在打掃衛(wèi)生時輕微挪動方便。
    (4) 在暗封管道上方地面斷續(xù)涂黃色警示色，以防止岡管位不明對燃氣管道的破壞蚓。
4 結論及建議
    本工程在設計、施工過程中始終以確保燃氣管道安全運行作為理念。設計階段，在埋設方式、管道材質、設計布線、管徑、管槽選擇以及切斷、報警、通風等方面采取了多項安全措施。施工階段，又采取了暗封管道加通長塑料套管、金屬三通下面加絕緣橡膠板并纏繞絕緣膠帶、噴涂警示色等措施。
    目前，火鍋店等餐飲業(yè)、商業(yè)暗設燃氣管道的應用還不是很多，在應用實踐過程中，必須堅持安全第一，方便管理的原則，嚴格按照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB50028—2006)、《燃氣室內工程設計施工驗收技術規(guī)定》(DB11/T301—2005)等規(guī)范進行埋地暗封燃氣管道的設計、施工。
參考文獻
1 城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范(GB50028-2006)
2 北京市地方標準.燃氣室內工程設計施工驗收技術規(guī)定(DB11/T301-2005)
3 杭州萬全金屬軟管有限公司.燃氣金屬軟管產(chǎn)品介紹手冊
4 北京市地方標準.燃氣輸配工程設計施工驗收技術規(guī)定(DB11/T302-2005)
5 袁國汀.建筑燃氣設計手冊.北京：中國建筑出版社，1999:194-197
6 城鎮(zhèn)燃氣室內工程施工與質量驗收規(guī)范(CJJ94-2009)
 
(本文作者：呂娜1 馬寶華1 董國棟1 周曉靜2 1.北京市順義區(qū)燃氣公司 101300；2.北京市順政市政設計所 101300)