1梁小林2钱军海
1陕西首创天成工程技术有限公司 2江阴天力燃气有限公司
摘要：本文通过对农村室外和室内天然气管道设计的针对性分析总结出了农村天然气管道设计需要注意的事项。农村天然气管道设计前期应做好准备与资料收集，后续的设计工作中应注意管径选择、管道穿越道路、穿越河流、管道安全间距、管道腐蚀、雷击问题、管道压力问题、无损探伤等。
关键词：农村；天然气管道；设计；技术要点
天然气替代传统燃煤是我国治理大气污染的必然要求。同时城镇天然气管道趋于饱和也使得天然气网络不断延伸。农村地区势必将成为天然气利用工程的主要阵地之一[1]。农村地域范围广、情况复杂，合理规划设计农村天然气管道非常重要。本文围绕农村天然气管道设计中需要注意的事项展开讨论，希望能够为类似的研究提供具有价值的参考。
一、农村天然气管道设计
农村天然气管道设计的关键为环境设计[2]。环境设计的具体内涵为根据农村特定的环境情况合理地布置天然气管道。农村天然气管道设计人员应基于农村周边环境全面考量，同时应考虑到后续对管道的检修和维护等问题。
1、室外天然气管道
室外天然气管道的敷设方式主要可分为开挖、非开挖两大类。埋地敷设管道是当前利用最广泛的开挖式管道敷设方式。大多数农村道路多狭窄、弯曲、多变、坡度明显、排水管沟与给水管道的位置深度不明确。而埋地铺设管道需要开挖路面，影响村民通行、施工成本高、周期长。另外如果采取埋地敷设管道，管道的安全间距将会很难满足规范要求；所以建议采用沿房屋外墙、打立柱架空天然气低压管道的方式，局部跨距较大的地方采用埋地敷设的方式进行施工。架空管道跨距较大时首先应进行焊接连接，其次应增加斜拉支撑件，缩小管道的跨距，避免管道变形。农村住宅建设具有不规则性，敷设架空的管道需要依据建筑外形进行前后、高低调整，因此具有较多的弯头，为了保障村民安全用气和检修维护，宜采用镀锌钢管螺纹连接。与室内灶具采用不锈钢波纹软管连接。并应特别注意安全保护措施，如架空管道的支撑固定方式、高度应满足通行、防雷、防静电、防撞，同时应做好提醒标语，单独设支撑柱的基础要牢固。低压架空天然气管道应沿着耐火等级≥2级的建筑外墙敷设，建议沿建筑外墙敷设的管道管径不大于DN80，以防止损坏墙面。
2、室内天然气管道
农村住户的厨房位置多样，大多数厨房并没有执行住宅设计规范。设计人员应针每一家是否符合天然气管道的安装要求进行详细勘查。严格遵照《农村管道天然气工程技术导则》（以下简称“《技术导则》”）对室内天然气管道进行设计施工，室内天然气管道应当设置手动快速切断阀，并且配置有超压、过流、欠压切断装置[3]（管道自闭阀）。针对具体户型情况决定挂表的位置。
二、农村天然气管道设计中技术要点分析
1、前期准备
天然气管道设计阶段，应确保管位经由农村规划相关部门（路政、公路主管部门等）的认可，尤其是村庄与村庄之间的中压管道。管位由规划部门依据总体规划审查认可后开展勘测与设计工作。从而避免施工过程中相关部门协调不畅，耽误施工。
2、资料收集
大部分农村天然气用户能够提供的有效资料较少，而农村地区的房屋基本都没有施工图纸，房屋高低落差、样式存在较大差异。为了尽可能的全面和完善收集资料，天然气管道工程设计人员应深入具体村子进行摸排[4]。了解村庄房屋布局、常住人口、户数、做饭时间、经济水平、交通状况。设计人员还应对收集到的资料进行深入核对，为前期工作的有效性提供保障，同时为管径、管材、路径选择等管道布置工作以及调压设施的选择、天然气挂表的选择提供有价值的依据，使得整个农村天然气设计工作更加科学、合理。
3、管径选择
管径的选择应根据用户的数量和每户的用气负荷经过水力计算确定，确保所有住户都可以正常使用天然气，尤其是要保证末端用户的压力降在允许的范围内。由于农村的房屋较为分散，根据经验建议住户≤4户采用DN25管道；住户在5-30户采用DN40管道；住户在31-60户采用DN50管道。
4、穿越道路、河流问题
4.1 穿越道路
农村道路多狭窄、弯曲、多变、坡度明显、排水管沟与给水管道的位置深度不明确。
因此在天然气管道穿越道路设计时应对是否开挖的施工可行性、经济型方面的优势进行方案论证，会同村委共同商议一个节约资源、切实可行的方案。如果道路较宽、地下障碍物少、路面开挖难度低时可以考虑埋地敷设，选用燃气用聚乙烯管，低压管道尽量与中压管道同沟敷设以减少开挖路面影响村民出行，埋地管道与建筑物基础的间距应满足GB 50028的要求，避免宅基地改造、扩建损坏天然气管道。不宜开挖地段，如果地质条件允许也可采用其他非开挖施工方式，现阶段非开挖施工技术也日益成熟，如定向钻法、顶管法等，适用于粘土、回填土、粉砂土、流沙层等松软土层。
4.2、穿跨越河流
如果现实条件允许管道穿越河流，应在与有关部门沟通之后进行设计。管道的工作压力应≤0.4MPa，首选随桥敷设的方法，具有造价低、施工简单、周期短的优势。如果现实条件不允许随桥敷设则考虑穿越、跨越的方式过河。设计阶段应综合考虑不同施工方式的经济性、施工的难易程度、对周边环境的影响等因素，然后确定最终方案。
5、管道安全间距
燃气设计人员应严格执行《城镇燃气设计规范》GB 50028和《农村管道天然气工程技术导则》，确保燃气管道与建筑物、构筑物、相邻管道之间的水平与垂直净距离。特别注意，架空管道距离农村住宅中不应敷设天然气管道的房间门、窗洞口的净距应该≥0.3m。
如果遇到地形限制而管道布设困难，可与有关部门协商采取有效保护措施后适当缩小净距离：①天然气管道与相邻管道的净距离不足：管线较长时可以采取加设管沟进行保护；如果管线不长可以对管道加设钢套管进行保护，套管直径应比燃气管道大两个等级并与其他管道绝缘。②尽量减少设置阀门井等设施；③尽量采用无缝钢管，提高防腐等级，同时提高探伤比例要求；④若采用的是PE管，首选为高密度、厚壁管，管道连接方式全部采用电熔连接。⑤尽量减少接口数量。
管道埋深不足：应对管道进行安全保护，针对短距离可以采用外加套管，并利用沥青麻丝封堵；针对距离稍长可以砌筑管沟加以保护，管沟内应填充干砂。
6、管道腐蚀、雷击问题
为了避免天然气管道内壁被腐蚀，在设计时应该严格依据国家标准要求进行设计。可以在管道内部刷环氧树脂起到抗腐蚀的作用，管道外壁可以采用绝缘法隔离抗腐蚀，也可以采用环氧煤沥青、石油沥青、三层PE等方法避免管道外壁直接接触土壤降低受腐蚀几率；天然气管道暴露于户外易受雷击而出现管道损坏[6]。为了避免天然气管道被雷击，现场勘查时应重点关注室外管道的安装位置，避免将管道布设在屋檐、屋脊、屋面、屋角等易受雷击的地方。若条件限制，确需将管道设在屋面上，应采用焊接连接，且管道壁厚不得小于4mm。
7、管道压力问题
由于农村用户较为分散且布局不规则，按照城镇燃气的常规做法，直接由调压箱调至3kPa，则管道敷设区域较小，因此，根据农村的地形、地貌特点，建议采用二级调压，调压箱出口压力设置为9kPa,通过低压管道敷设至各用户厨房处，在室外或室内再加设低低压调压器，将压力降至2kPa再供用户用气。
8、无损探伤
管道焊接完成后应对天然气管线进行无损探伤检测，确保管道焊接质量。常用的检测方法有射线探伤和超声波探伤，射线探伤具有灵敏度高、永久保存记录的优点，但具有成本高、灵活度低、无法发现一类线性缺陷的缺点。超声波探伤具有灵敏度高、灵活度好、对人体无害、能够测定危险性缺陷、费用低等优点，但是只能检测简单形状的关键，无法确定缺陷的尺寸与性质，也无法永久保存检测记录，具体的探伤方式选择应依据实际情况而定。
三、小结
农村地区的天然气管道设计需要设计人员会同各方人员的共同努力，在设计前期就应考虑到地上环境、地下环境中可能影响管道性能、安全的各种要素，全面考量天然气管道设计、施工需要注意的问题，最终确定适用、经济、安全的方案，减少、降低后期施工和运营维护工期与难度。
参考文献
[1]陶宝亮.浅谈天然气管道设计中需要注意的事项[J].化工管理,2019(9):202.
[2]王俣铮.试析天然气管道设计需要注意的问题及应对措施[J].山东工业技术,2019(17):71.
[3]徐先梅.天然气输气管道设计中的常见难点分析[J].化工设计通讯,2018,44(6):202.
[4]张桂萍.天然气管道设计安装、安全运行及维护[J].中国化工贸易,2018,10(5):22.
[5]吴丹.天然气长输管道工程风险及其对策[J].化工设计通讯,2018,44(8):192.
[6]王志超.天燃气管道设计常见问题的探讨[J].房地产导刊,2018(20):244.
作者简介：梁小林，男，工作于陕西首创天成工程技术有限公司，工程师，持有压力管道审核人资格证，从事燃气设计、管理工作16年，具有丰富的设计经验和技术管理经验。