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煤气管网概述煤气管网概述 钢铁联合企业煤气管道与管网 煤气管道是钢铁企业用来输送各类煤气介质的基本设施。由于煤气具有易燃、易爆和易中毒的特性，所以要求煤气管道必须具有抗御风险的可靠性和严密性。又由于大型企业生产内容的多变性和连续性，各种煤气管道上往往还承载着其他不同的介质管道，它们在一起形成了复杂的构筑物。显而易见，煤气管网体系的受力具有一定的复杂性和多变性。通常对煤气管道有以下几方面的要求：钢铁企业煤气管道的基本要求 煤气管道的输气要求煤气管道的输气要求 煤气管道应有足够的输气能力，以保证用户生产需要的最大煤气流量和压力。在此基 础上又要最大限度地节省建设费用。煤气不仅是多种元素的气体混合物，而且是固、液、气并存的多相气溶物。管道就必须 考虑影响输气的积水、堵塞、冰冻等问题。管道需具备冷凝水的连续排放、设备的清扫、防寒保 温以及污染处理的措施。煤气管道的输气要求 为适应用户的生产变化,煤气管道必须考虑供气和停修两种工况的工艺要求,设有可 靠的切断装置和有效的吹刷设施。煤气管网输气应能按品种供应，并能应付特殊情况的替换和充压的需要。为满足工艺操作需要，应有附属的动力设施和检测自控装置。钢铁企业煤气管道的基本要求 管道的安全要求管道的安全要求 尽量减少煤气管道泄漏点和外泄煤气的工艺操作，并实行划分区域的维护管理范围。采用可靠的密封和长效的填料,新建和长期停用管道未经严密性试验合格不准投产使用。有超压自动放散装置和巡检规章制度，确保排水器的有效高度，无煤气流散到其它管 道的通路。煤气管道与各种火源保持一定安全距离，防止煤气管道周围出现新火种，在火源附近 限制煤气作业,在煤气作业时严禁烟火。并持有安全部门的动火许可证。管道的安全要求 运行或停用的管道内防止煤气与空气混合,无可靠切断装置和未经试验合格的停气管 道与设备不能动火或进人内部作业。煤气管道应采取消除静电和防雷击的措施。管道和支架上不应敷设动力电缆、电线，但管道自用的电缆除外。煤气管道按爆炸压力计算强度，室内管道有定期试漏制度和防毒监测仪器，室外管道 有消防和急救通道 钢铁企业煤气管道的基本要求 符合结构的力学要求符合结构的力学要求 钢铁企业的煤气管道绝大多数是架空敷设的钢板卷焊管道。一般情况下管径与管壁之比(R/S)100,均属于薄壁结构，就其静态受力情况分析如下：管道的主应力是受弯，局部受剪和受扭。运行管道承受煤气的内压力，特别是爆炸事故引起的内压和操作中造成的盲板力。气温和介质温度的变化，管道的伸缩由膨胀器承受，由于膨胀,器的刚度而产生的弹性回击力,对支架发生的轴向推力和横向推力。煤气管道及其承载支架和基础必须满足强度、刚 度及稳定性的要求。钢铁企业煤气管道的基本要求 管道应具备应变能力和生产发展的要求。煤气管道建成后使用寿命一般可达三十年 左右，在此期间生产的发展变化是相当大的,产品的更新和设备的改造是必不可少的,煤气管道特别是主干线要停产改造将会引起大面积的、时间较长的停产，给企业造成巨大的经济损 失。因此,在安装煤气管道时，尤其在形成管网的布局中，必须考虑与生产变化相适应的应变 可能，并为生产发展创造条件。一般应在满足用户最大用气量的基础上,再增加20%的输送 能力。煤气管道截面的选择煤气管道截面的选择 煤气管道一般选择圆形截面，特殊情况下局部管段与设备连接才允煤气管道一般选择圆形截面，特殊情况下局部管段与设备连接才允许采用矩形或方形截面。选用圆形截面具有以下优势：许采用矩形或方形截面。选用圆形截面具有以下优势：1、在面积相同而截面不同的几何图形中，圆的周长最短，这意味、在面积相同而截面不同的几何图形中，圆的周长最短，这意味着在管道的加工制作方面具有省工、省料节约投资的优势。着在管道的加工制作方面具有省工、省料节约投资的优势。2、管道的圆形截面在输送流体时阻损最小，压降最低，同样条件、管道的圆形截面在输送流体时阻损最小，压降最低，同样条件下意味着输送量最大、经济技术性最高。下意味着输送量最大、经济技术性最高。3、圆形截面管道在同等条件下具有最大的抗弯、抗扭能力，具有、圆形截面管道在同等条件下具有最大的抗弯、抗扭能力，具有最大的安全保障能力。最大的安全保障能力。4、圆形管道周边没有应力集中点，管道周边各部位受力均匀，在、圆形管道周边没有应力集中点，管道周边各部位受力均匀，在一定的压力下其不变形。一定的压力下其不变形。5、圆形钢管加工便利，利于批量制作和日常维护检修。、圆形钢管加工便利，利于批量制作和日常维护检修。煤气管道的敷设 1、架空敷设煤气管道的优越性、架空敷设煤气管道的优越性 钢铁企业内的煤气管道一般均架空敷设，其主要优点在于：钢铁企业内的煤气管道一般均架空敷设，其主要优点在于：（1）厂区内地下埋设的（上）下水管道、管沟、电缆（隧道）等构筑物较多且）厂区内地下埋设的（上）下水管道、管沟、电缆（隧道）等构筑物较多且隐蔽而复杂，架空辐射管道仅需考虑支架基础点的选择，易于布置并且节省占隐蔽而复杂，架空辐射管道仅需考虑支架基础点的选择，易于布置并且节省占地面积。地面积。（2）厂区地面公路、铁路和建筑物密集，架空管道便于施工建设，节省投资。）厂区地面公路、铁路和建筑物密集，架空管道便于施工建设，节省投资。（3）架空煤气管道受地面作业危害的机会相对较少。）架空煤气管道受地面作业危害的机会相对较少。（4）架空煤气管道漏煤气时易于早期发现及时治理。一旦有泄漏煤气，由于通）架空煤气管道漏煤气时易于早期发现及时治理。一旦有泄漏煤气，由于通风相对较好其危害程度相对较低。风相对较好其危害程度相对较低。（5）架空煤气管道受大气腐蚀相比地下管道的电化学腐蚀易于预防和处理，经）架空煤气管道受大气腐蚀相比地下管道的电化学腐蚀易于预防和处理，经济性较好。济性较好。（6）架空煤气管道一旦损坏其检修处理方便、安全。）架空煤气管道一旦损坏其检修处理方便、安全。（7）便于日常的检查与维护。）便于日常的检查与维护。管道敷设的要求管道敷设的要求 架空敷设管道的安全距离要求架空敷设管道的安全距离要求：1、架空煤气管道与铁路、工业管道、建筑物的最小水平净距，应遵守表1的规定。表71 120KV表71 序 建筑物或构筑物名称 水平距离(m)号 一般情况 特殊情况 1 房屋建筑 5 3 2 铁路(距最近轨距）3 2 3 道路(距路肩）1.5 0.5 架空电力线路外侧边缘（已考虑导线最大风偏）1 C 4 1KV以下 1.3 120KV 3 35-110KW 4 5 电缆管或电缆沟 1 6 其它地下平行敷设的管道 1.5 7 熔化金属,熔猹及其它水源 10 在隔离保护 措 施可缩短 8 煤气管道 0.6 0.3 管道敷设的要求管道敷设的要求 架空敷设管道的安全距离要求架空敷设管道的安全距离要求：2、架空煤气管道与铁路、道路、工业管线交叉时的最小垂直距离，应遵守表2的规定。表71 120KV表71 序 号 建筑物和管线名称 最小垂直:净距(m)管道下 管道上 1 厂区铁路轨顶(不含电车轨）5.5 2 厂区道路路面 5 3 人行道路面 2.2 4 架空电力线路(按导线最大垂度）1KV以下 1.5 3 120KV 3 3.5 35110KV 不允许 4 5 架空索道(按小车底最低部分计算，管道上有防护网）3 6 电车架空线 1.5 7 其它管道300mm 同管径 但 0.1m 0.3 同管径 但 0.lm 0.3 管道敷设的要求管道敷设的要求 架空敷设管道的安全距离要求架空敷设管道的安全距离要求：3、架空煤气管道建设高度(管底至地面的净距）输气主管6m(小型企业酌减）分配主管 4.5m(小型企业酌减）高炉脏煤气、半净煤气、净煤气总管。有泄压装置的為8m,(小型企业酌减至6m)无泄压装置的 6m。距离熔渣、溶态金属、热钢锭线路等应 8m。焦炉煤气回收净化区室外管道 4.5m。（局部可低于4.5m)。表71 120KV表71 管道敷设的要求管道敷设的要求 架空敷设管道的安全距离要求架空敷设管道的安全距离要求：4、煤气管道与在同一支架上平行敷设的其它管道的最小水平净距离，应遵守表3的规定。序 最小水平净距mm 煤气管道公称直径mm 600 号 其它管道 公称直径mm 1 600 150 200 300 管道敷设的要求管道敷设的要求 架空敷设管道的安全距离要求架空敷设管道的安全距离要求：5、沿建筑物外墙或房顶架设煤气管道时，建筑物应为一、二级耐火的丁、戌类生产厂房。其安全距离要求分别为：1）墙外架管道:管底距地面4.5m,管道与墙距离为500mm时为0.5m,500mm时可同管径但不得 100mm。房顶架管道:管底距屋面一般为0.8m,如管径 2m。管道敷设的要求管道敷设的要求 埋地管道的要求：埋地管道的要求：埋地管道适合于远距离输送。工厂区外的天然气管道一般埋地敷设，工厂区内的天然气管道和直径小于350MM的焦炉煤气管道，必要时也可埋地敷设。所有埋地管线必须敷设于土壤稳定层内；输送湿煤气的饱和天然气管道，应深埋在冻冰层以下。管道敷设的要求管道敷设的要求 埋地管道的要求：埋地管道的要求：埋地管道的地面一般不允许载重车辆通过；与铁路、公路交叉时，应设有大于管道直径100MM的套管，穿越公路的套管顶至路面应保持1M，穿越铁路的套管顶至轨枕底应保持1.5M，严禁在管道地面上或附近建筑房屋。管道长度超过500M时，输送煤气中萘含量不应超过5g/m3;管道倾斜度为,低洼处应设排水器.煤气管网煤气管网 由不同煤气源和若干煤气用户的煤气管道构成，具有相由不同煤气源和若干煤气用户的煤气管道构成，具有相互关联、统一供气并形成网络的管道体系称为煤气管互关联、统一供气并形成网络的管道体系称为煤气管网。管网构成的形式决定于整个企业的布局和长远发网。管网构成的形式决定于整个企业的布局和长远发展的规划。它关系到企业各部门供气的可靠性、资源展的规划。它关系到企业各部门供气的可靠性、资源利用的合理性和企业发展的可能性。煤气管网与单一利用的合理性和企业发展的可能性。煤气管网与单一管道的不同之处在于它服务于企业的整体发展、能同管道的不同之处在于它服务于企业的整体发展、能同时满足多用户的优质稳定供气，具有更高的可靠性和时满足多用户的优质稳定供气，具有更高的可靠性和安全性安全性 树枝型管网树枝型管网 树枝型管网是应用最普遍的管网类型，它是由一条分配主管连接若干支管，如树干分枝一样按煤气用户位置前后分别连接用户主管，它同时随着煤气流量的减少煤气分配主管管径逐段缩小，树枝型管网的分配主管一般随两侧用户的最短距离沿公路敷设，考虑到我国地处北半球的东方，通常管道架设在路北侧或路东侧，以避免对路面的光照产生影响。树枝型管网树枝型管网 树枝型管网的优点是：1）管网结构简单；2）操作维护方便；3）检修施工方便；节省投资，故获得普遍采用。树枝型管网树枝型管网 由于生产供气工况的变化，特别是当煤气使用量增大到超过设计水平或煤气发生量不足、煤气压力低于设计指标时，树枝型管网不能保证所用用户的供气需求，其中受到最大影响的是末端用户。其次，当主干管线需要停气作业时会牵涉到所有用户，且因煤气危险性大，影响安全的因素复杂，给作业安排造成很大不便，这要求更加严谨的对其进行管理和维护。辐射型管网辐射型管网 辐射型管网的特点是分配主管短而粗，它不随用户敷设，而是各用户主管集中引出始端。其组成形式常见于多座高炉煤气净化区和多用户的煤气加压站等。辐射型管网辐射型管网 辐射型管网的优点是：1）各煤气用户主管在输气过程中很少相互干扰，供应上彼此地位相同。2）停、送煤气等检修作业比较方便、易于实现。3）便于集中操作、控制和管理。辐射型管网辐射型管网 辐射型管网所敷设的管道数量大并且集中在某一区域，会造成线路多、支架庞大，使得空间阻塞、一次性投资较大。其次，分配主管虽然较短，但要停气检修几乎不可能，这就更需要加强维护和保养。综合以上优、缺点，从保证煤气供应和生产管理上看，这种类型的管网在一定条件下还是必须采用的。环型管网环型管网 环型管网的特点。是煤气分配主管构成无端点的闭路环。只有距离气源的远点