北京市天然氣管道改造評價方法探討

摘 要

摘要：介紹了北京市天然氣管網改造的背景和概況，分析了確定管網改造項目時應用的管網改造評價方法(綜合評價法)。關鍵詞：管網改造；評價方法；綜合評價法Discussion on Evaluation M
摘要：介紹了北京市天然氣管網改造的背景和概況，分析了確定管網改造項目時應用的管網改造評價方法(綜合評價法)。
關鍵詞：管網改造；評價方法；綜合評價法
Discussion on Evaluation Method for Beijing Natural Gas Network Reconstruction
FENG Tao，LI Yongwei，F(xiàn)U Peng，SUN Mingye
Abstract：The background and general situation of reconstructive natural gas network in Beijing are introduced.The evaluation method，namely comprehensive evaluation method，used for determination of the network reconstruction project is analyzed.
Key words：network reconstruction；evaluation method；comprehensive evaluation method
1 管網改造的背景
    1958年底，北京市石景山古城地區(qū)第一條5.2km地下煤氣管道的建成使用，拉開了北京市燃氣管網建設的序幕。經過50多年的發(fā)展，建設了總長逾1×104km的天然氣管網，其中運行時間為20a以上的管道占總量的21.4%，10～20a的管道占38.4%，10a以內的管道占40.2%。管道的管材以鋼管和聚乙烯管為主，其中鋼管長度占總長的93%，聚乙烯管占總長的7%。鋼管防腐一般采用絕緣層防腐法與電保護防腐法相結合的方式。北京市燃氣管網的建設時間分布見表1。
表1 北京市燃氣管網的建設時間分布
建設時間(t)
所占比例/%
t≥35a
0.1
30a≤t＜35a
1.5
25a≤t＜30a
7.2
20a≤t＜25a
12.6
15a≤t＜20a
16.0
10a≤t＜15a
22.4
5a≤t＜10
22.1
t＜5a
18.1
    隨著運行時間的增長，由于管道本身的老化、腐蝕以及各種人為因素的破壞，一些燃氣事故也逐步顯現(xiàn)，影響供氣安全。經統(tǒng)計，北京市近年共發(fā)生燃氣泄漏事故233起，主要以管體腐蝕引起的泄漏為主，占總量的64%，其次分別為施工缺陷和材料缺陷(占19%)、第三方破壞(占16%)、人為誤操作(占1%)。
2 改造概況
    北京市非常重視管網改造工作，2006—2010年全市改造管道總長約500km，以中壓和低壓管道為主，工程總造價約8×108元，平均造價約160×104元/km。改造工程主要集中在2006—2007年實施，占改造總量的80%。改造的重點為4類管道：超期服役的老舊管道，腐蝕嚴重且事故頻發(fā)的管道，存在占壓隱患、影響供氣安全的管道，水力工況不平衡、運行工況差的管道。改造方式以異位換管為主，輔以少量的翻轉內襯法和內插法更新。
3 管網改造評價方法分析
   ① 綜合評價法
   2010年前，北京市管網改造項目均由基層管網運營單位上報燃氣集團，匯總成各年度的改造計劃，項目的提出無理論依據(jù)。為改變這一狀況，在2010年編制北京市“十二五”管網改造規(guī)劃時，首次提出并采用了綜合評價法[1]并輔以實際調研確定改造項目。綜合評價法主要分3步進行：
   第1步：識別影響管網改造的各種因素[2]并分為若干個評分等級。
   第2步：對各影響因素的重要性進行評價，給出每一個因素的權重。
   第3步：將每一個影響因素的評分與其權重相乘，求出這一個影響因素的得分。再將各個影響因素的得分累加，得到管網改造總分，即管網改造評價分數(shù)。
管網改造評價分數(shù)在某一值以上的管道，就應進行管網改造。管網改造評價分數(shù)越高，說明管網改造的必要性越大。綜合評價法同時考慮了眾多因素對管網改造的影響，具有較高的可信度。管網改造評價分數(shù)的計算公式為：
 
式中C——管網改造評價分數(shù)
    n——主要影響因素的個數(shù)
    Ai——第i個主要影響因素的評分
    Bi——第i個主要影響因素的權重
    在進行管網改造評價計算時，針對北京市天然氣管網的特點[3]，主要有5個影響因素：管道防腐評級、管道事故、管道使用年限、管道所處環(huán)境、管道運行工況。對這5個主要影響因素的評分分別賦值并分配相對應的權重。管道防腐評級、管道事故和管道使用年限這3個影響因素權重較大，對管網改造評價分數(shù)起主要影響作用；管道所處環(huán)境和管道運行工況這兩個影響因素的權重均為0.10。管網改造評價計算見表2。
表2 管網改造評價計算
主要影響因素
權重
評分標準
評分
管道防腐評級
0.30
差
100
較差
80
一般
60
管道事故
0.25
管體腐蝕引起泄漏
100
施工及材料缺陷引起泄漏
85
第三方破壞引起泄漏
60
管道使用年限
0.25
30a以上
100
20～30a
80
10～20a
60
10a以內
40
管道所處環(huán)境
0.10
建筑物占壓
100
土壤腐蝕性強
85
電流干擾
70
應力腐蝕
60
管道運行工況
0.10
影響周邊管網水力工況
100
不滿足正常供氣
80
不滿足高峰用氣
60
    根據(jù)前期調研的管道基本情況，對每條管道進行管網改造評價計算，得分在60分及以上的納入改造項目庫，改造的時序按分值由高到低排列。以達到60分的改造指標為參考值[4]，可初步得出管網改造的必要條件：使用年限為30a以上、發(fā)生過事故且防腐評級一般的管道；使用年限為10～30a且出現(xiàn)腐蝕泄漏事故、防腐評級一般的管道；使用年限為10a以內且出現(xiàn)腐蝕泄漏事故、防腐評級較差的管道。
    ② 應用
    以北京市正義路低壓管道為例，該管道的基本情況及改造評價計算見表3。管道總分為74分，高于60分，需納入北京市2012年管網改造項目庫。
表3 北京市正義路低壓管道改造評價計算
主要影響因素
評分標準
評分
權重
計算分數(shù)
管網改造評價分數(shù)
管道防腐評級
較差
80
0.30
24
74
管道事故
管體腐蝕引起泄漏
100
0.25
25
管道使用年限
30a以上
100
0.25
25
管道所處環(huán)境
—
0
0.10
0
管道運行工況
—
0
0.10
0
根據(jù)該評價方法，在前期調研大量基礎數(shù)據(jù)的基礎上，確定了北京市未來5 a內共需改造項目96項，其中腐蝕嚴重管道項目6項，超期服役管道項目59項，事故頻發(fā)改造項目27項，占壓隱患改造項目4項，改造總里程達398km，工程總造價約8.5×108元。
4 結語
    隨著北京市天然氣管網建設的逐漸完善，新建燃氣工程日趨減少，而管網改造工作將成為今后安全運營和建設的重點，管網改造評價方法也將發(fā)揮越來越大的作用。本文中的綜合評價法已應用于北京市“十二五”天然氣管網改造規(guī)劃的編制，經過1a的檢驗，利用該評價方法確定的管網改造項目與實際所需要改造的項目是吻合的，取得了較好的效果。在以后的工作中，我們應進一步完善和深化管網改造評價方法的相關研究和應用[5]，促進北京市天然氣管網改造工作進一步開展。
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[5] 姚安林.論我國管道風險評價技術的發(fā)展戰(zhàn)略[J].天然氣工業(yè)，1999，19(4)：66-69.
 
(本文作者：馮濤1 李永威2 福鵬1 孫明燁1 1.北京市煤氣熱力工程設計院有限公司 北京 100032；2.北京市燃氣集團研究院 北京 100011)