張德久, 吳佩英

(中機國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司華東分院,江蘇南京210023)

1 概述

根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣管理條例》,門站之后的燃氣管道屬于城鎮(zhèn)燃氣管理范疇,執(zhí)行GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(2020年版)(簡稱GB 50028)等相關(guān)規(guī)范,而GB 50028第6.1.1條明確規(guī)定其適用于壓力不大于4.0 MPa的城鎮(zhèn)燃氣室外輸配工程設(shè)計,即不適用于超高壓燃氣管道設(shè)計。為促進城鄉(xiāng)燃氣高質(zhì)量發(fā)展,預(yù)防和減少燃氣安全事故,保證供氣連續(xù)穩(wěn)定,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布了GB 55009—2021《燃氣工程項目規(guī)范》(簡稱GB 55009),其第5.1.1條將輸配管道壓力分級的依據(jù)由設(shè)計壓力調(diào)整為國際通用的最高工作壓力,分級也從7級增加到8級,即增加了超高壓燃氣管道,自此,門站之后建設(shè)超高壓燃氣管道便有了唯一的國家規(guī)范依據(jù)。但GB 55009屬于強制性工程建設(shè)規(guī)范,與其相配套的通用技術(shù)類規(guī)范并未及時修訂,給現(xiàn)階段超高壓燃氣管道設(shè)計帶來一定的困擾。

2 壓力分級

GB 50028第6.1.6條按照設(shè)計壓力將城鎮(zhèn)燃氣管道分為7級,把門站后燃氣管道壓力適用范圍定為不大于4.0 MPa,未對超高壓燃氣管道的壓力分級進行規(guī)定。

GB 55009第5.1.1條按照最高工作壓力將燃氣輸配管道分為8級,其中,把最高工作壓力大于4.0 MPa的輸配管道定義為超高壓管道,上限壓力未做規(guī)定。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織編制的《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程設(shè)計規(guī)范》(征求意見稿)(簡稱《輸配規(guī)范》)第3.0.8條按照設(shè)計壓力將城鎮(zhèn)燃氣管道分為8級,其中,超高壓燃氣管道的設(shè)計壓力(記為p)范圍為4.0 MPa

上海市工程建設(shè)規(guī)范DGJ 08-102-2003《城鎮(zhèn)高壓、超高壓天然氣管道工程技術(shù)規(guī)程》(簡稱DGJ 08-102)第3.1.1條規(guī)定城鎮(zhèn)超高壓燃氣管道的設(shè)計壓力范圍為4.0 MPa

由上可知,各標準規(guī)范對城鎮(zhèn)燃氣管道分級的方法、分級數(shù)量、超高壓燃氣管道壓力范圍并不統(tǒng)一。因此,從規(guī)范效力和今后的發(fā)展趨勢來看,筆者認為,在編制或修訂與GB 55009相配套的通用技術(shù)類規(guī)范時,可將超高壓燃氣管道分為4.0 MPa6.3 MPa兩檔,分別稱為超高壓A管道、超高壓B管道,提高可操作性,以便更好地指導(dǎo)設(shè)計。

3 管道間距

3.1 保護范圍和控制范圍

《城鎮(zhèn)燃氣管理條例》第三十三條規(guī)定:縣級以上地方人民政府燃氣管理部門應(yīng)當會同城鄉(xiāng)規(guī)劃等有關(guān)部門按照國家有關(guān)標準和規(guī)定劃定燃氣設(shè)施保護范圍。在GB 55009實施之前,部分城市劃定了燃氣管道的保護范圍和控制范圍,但不同城市劃定的范圍各不相同。GB 55009對輸配管道及附屬設(shè)施的保護范圍和控制范圍進行了統(tǒng)一規(guī)定,其第5.1.6條規(guī)定高壓及高壓以上輸配管道及附屬設(shè)施的最小保護范圍應(yīng)為外緣周邊5.0 m范圍內(nèi)的區(qū)域;第5.1.7條規(guī)定高壓及高壓以上輸配管道及附屬設(shè)施的最小控制范圍應(yīng)為外緣周邊5.0～50.0 m范圍內(nèi)的區(qū)域;第5.1.8條明確在保護范圍內(nèi)不得:建設(shè)建筑物、構(gòu)筑物或其他設(shè)施;進行爆破、 取土等作業(yè);傾倒、排放腐蝕性物質(zhì);放置易燃易爆危險物品;種植根系深達管道埋設(shè)部位可能損壞管道本體及防腐層的植物;其他危及燃氣設(shè)施安全的活動。除保護范圍和控制范圍之外有關(guān)間距的問題,GB 55009未做詳細規(guī)定,筆者理解為由與其相配套的通用技術(shù)類規(guī)范具體明確。

3.2 GB 50028間距要求

GB 50028第6.1.1條條文說明闡述,對于大城市如經(jīng)論證在工藝上確實需要且在技術(shù)、設(shè)備和管理上有保證,在門站后也可敷設(shè)壓力大于4.0 MPa的管道。城鎮(zhèn)壓力大于4.0 MPa的管道設(shè)計宜按GB 50251—2015《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》(簡稱GB 50251)并參照本規(guī)范高壓A(4.0 MPa)管道的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)2020年《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》國標管理組給某設(shè)計單位“關(guān)于設(shè)計壓力5.0 MPa高壓燃氣管道適用于《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》的咨詢函”的回復(fù),也明確了門站后設(shè)計壓力為5.0 MPa的高壓燃氣管道屬于城鎮(zhèn)燃氣工程,其設(shè)計應(yīng)符合GB 50028的有關(guān)規(guī)定。

GB 50028第6.4.11條、第6.4.12條、第6.4.13條規(guī)定了地下燃氣管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距要求,注明了當燃氣管道壓力與表6.4.11、6.4.12中值不相同時,可采用直線方程內(nèi)插法確定水平凈距,但沒有說明是否可以采用直線方程內(nèi)插法確定超高壓輸配管道的水平凈距。因此,筆者認為在新的替代標準發(fā)布之前,超高壓輸配管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距符合GB 50028中4.0 MPa管道與建構(gòu)筑物之間水平凈距的有關(guān)規(guī)定即可。

3.3 《輸配規(guī)范》間距要求

《輸配規(guī)范》第5.3.3條、第5.3.4條、第5.3.7條規(guī)定了超高壓地下燃氣管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距要求,筆者通過驗算發(fā)現(xiàn),該水平凈距實際上就是GB 50028表6.4.11、6.4.12中4.0 MPa管道與建筑物之間的水平凈距乘以超高壓管道的設(shè)計壓力與4.0 MPa之比,并圓整得出。。

3.4 DGJ 08-102間距要求

DGJ 08-102第5.5.1條、第5.5.3條規(guī)定了超高壓地下燃氣管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距要求,屬于早期的地方標準,對規(guī)范編制和在門站后建設(shè)超高壓燃氣管道有一定的參考和推動作用。

通過對比《輸配規(guī)范》、GB 50028及DGJ 08-102對門站后超高壓地下燃氣管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距要求,得出各規(guī)范對超高壓燃氣管道間距的規(guī)定差別較大。根據(jù)GB 50028和《輸配規(guī)范》的編制理念,超高壓燃氣管道間距控制有兩種指導(dǎo)思想:一是提高管道的自身安全,二是控制管道與其他建構(gòu)筑物的水平凈距。提高管道自身安全是從積極的方面預(yù)防事故發(fā)生,在設(shè)計、施工等各個環(huán)節(jié)都按要求做到的條件下可以保障管道的安全,但實際上管道難以做到絕對不出現(xiàn)事故,從國內(nèi)外的實踐看也是如此。造成燃氣管道事故的主要原因有:外力作用下的損壞,設(shè)備、管材及焊接缺陷,操作失誤,管道腐蝕及其他原因。外力作用下的損壞常常和法制不健全、管理不嚴有關(guān),很難徹底解決;設(shè)備、管材和焊接缺陷以及操作失誤應(yīng)該避免,但很難杜絕;管道長期敷設(shè)在地下,內(nèi)、外腐蝕情況缺乏有效的檢測,使用后的質(zhì)量得不到有效及時的監(jiān)控,時間一長就會給安全帶來隱患。城市是人群集聚之地,地下設(shè)施復(fù)雜,交通頻繁,燃氣管道壓力越來越高,管徑越大,遭到破壞后的影響也就更大[1]。

因此,適當控制超高壓燃氣管道與建筑物的距離,是當發(fā)生事故時將損失控制在較小范圍、減少人員傷亡的一種有效手段。但從實際情況來看,城鎮(zhèn)燃氣管道敷設(shè)區(qū)域各類管線錯綜復(fù)雜、管位日漸緊張,一味地擴大建構(gòu)筑物和管道之間的距離不僅不能防止事故發(fā)生,而且會使管位選擇難度加大并影響城鎮(zhèn)空間充分利用,因而采取措施提高管道自身安全性來預(yù)防事故發(fā)生并適當縮小水平間距的理念更符合現(xiàn)階段的發(fā)展需求[2]。

參照GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》第6.1.3.2款式(1),天然氣管道事故的潛在影響半徑與管道外直徑成正比、與最大允許操作壓力的2次方根成正比,即管道的外直徑越大、壓力越高,潛在影響半徑就越大。因此,結(jié)合以上分析,筆者認為超高壓地下燃氣管道與建構(gòu)筑物之間的水平凈距應(yīng)根據(jù)管徑、壓力和自身安全性等綜合確定更為科學(xué)。在條件允許時控制水平凈距,在條件不允許時采取安全措施提高管道自身安全性以適當減小水平凈距。

4 工程案例

2014年,長三角地區(qū)某縣級市城燃企業(yè)為了滿足城市各類用氣并供應(yīng)大型工業(yè)企業(yè)和燃氣電廠,在門站后投資建設(shè)了6.3 MPa超高壓燃氣管道,其中DN 400 mm管道5.8 km、DN 300 mm管道22 km。該管道在門站之后,理應(yīng)屬于城鎮(zhèn)燃氣公用管道,但超過了GB 50028的適用范圍,對于該執(zhí)行什么規(guī)范困擾了設(shè)計團隊很久。最后采用征求規(guī)范管理組、政府主管部門的意見以及多次組織召開專家論證會的方式,確定了采用GB 50028和GB 50251相結(jié)合的形式,并按照其中要求更為嚴格的條款執(zhí)行。管道與建筑物的水平凈距按照GB 50028表6.4.12中4.0 MPa管道與建筑物之間的水平凈距乘以6.3 MPa與4.0 MPa之比,并圓整確定,獲得了政府主管部門和專家的認可,順利取得了省發(fā)改革委立項核準批復(fù)、省住建廳初步設(shè)計批復(fù),并取得了規(guī)劃、國土、安監(jiān)、環(huán)保等部門的批復(fù)備案文件,使該項目的審批程序合理合法。

該項目在當時沒有明確設(shè)計依據(jù)的特殊情況下,突破了傳統(tǒng)設(shè)計理念的限制,能夠成功建設(shè)投產(chǎn),為類似項目的設(shè)計、審批、驗收等提供了借鑒經(jīng)驗,也對標準規(guī)范制定過程中在城鎮(zhèn)燃氣管道設(shè)計壓力分級中增加超高壓燃氣管道有一定的借鑒和推動作用。

5 建議

① 在修編與GB 55009相配套的通用技術(shù)類規(guī)范時,建議將超高壓燃氣管道分為4.0 MPa6.3 MPa兩檔,即超高壓A管道、超高壓B管道。

② 按檔細化門站后超高壓燃氣管道間距控制要求,建議根據(jù)管徑、壓力和管道自身安全性等綜合確定水平凈距,在條件允許時控制水平凈距,在條件不允許時采取安全措施增強管道自身安全性以適當減小水平凈距。

③ 在與GB 55009相配套的通用技術(shù)類規(guī)范修訂發(fā)布之前,建議門站后超高壓燃氣管道按照GB 50028并參照《輸配規(guī)范》控制管道間距,并采取一定的安全措施增強管道自身安全性。