蘇州燃氣集團起步于20世紀70年代，至今已走過40個年頭，企業(yè)的發(fā)展日新月異，“安全第一”的理念始終如一。為保障安全供氣，燃氣集團啟動了老舊管網(wǎng)改造工程，在此背景下，如何安全高效、經(jīng)濟合理的實施老舊管網(wǎng)改造，改造方案的比選至關重要。
       燃氣管網(wǎng)分為環(huán)狀管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)。環(huán)狀管網(wǎng)中，任意兩節(jié)點存在一條以上連通路徑；枝狀管網(wǎng)中，任意兩節(jié)點間只有一條通路。下面以1000戶小區(qū)為例對枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)進行對比：
       一、枝狀管網(wǎng)
       枝狀管網(wǎng)直接為用氣點單向供氣，管材和工程量投入較少，但供氣穩(wěn)定性較差，若管道某處出現(xiàn)故障，下游所有用氣單位均需停氣。
       該模型（如圖1所示）每戶考慮一臺家用灶和一臺家用熱水器，總用氣量2.5Nm3/h，工作系數(shù)參照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028-2006中系數(shù)。
       該模型在滿負荷運行條件下，埋地干管總壓力損失391.231-Pa（水力計算過程詳見表1），調(diào)壓裝置出口壓力為2,700Pa，庭院管、室內(nèi)管及表具壓力損失考慮200Pa，設備前壓力為2,108.769Pa，滿足灶具額定壓力2,000Pa。
       二、環(huán)狀管網(wǎng)
       環(huán)狀管網(wǎng)在運行過程中更為穩(wěn)定，故障發(fā)生時仍能滿足絕大部分居民的用氣需求。此外，隨著生活水平提高，居民對地暖的需求量會加大，環(huán)狀管網(wǎng)在增加用氣量的同時仍能滿足管網(wǎng)輸送能力要求。
       01/環(huán)狀管網(wǎng)（正常工況，不考慮地暖）
       該模型（如圖2所示）每戶考慮一臺家用灶和一臺家用熱水器，總用氣量2.5Nm3/h，工作系數(shù)參照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028-2006中系數(shù)。
       在模型滿負荷工作條件下左右半環(huán)壓力損失接近（水力計算過程詳見表2、表3），實際壓力零點在假定零點附近，埋地干管總壓力損失約為280Pa，調(diào)壓裝置出口壓力為2,700Pa，庭院管、室內(nèi)管及表具壓力損失考慮200Pa，設備前壓力為2,220Pa，滿足灶具額定壓力2,000Pa。
       02/環(huán)狀管網(wǎng)（故障工況，不考慮地暖）
       該模型（如圖3所示）在故障條件下，以保證正常用氣需求為前提，參照正常工況用氣狀況，不考慮地暖，故障點選取燃氣調(diào)壓裝置近端最不利故障點。
       該模型滿負荷工作條件下，埋地干管總壓力損失為1,138Pa（水力計算過程詳見表4），調(diào)壓裝置出口壓力為2,700Pa，庭院管、室內(nèi)管及表具壓力損失考慮200Pa，設備前壓力為1,362Pa，雖然低于灶具最小點火壓力1,500Pa，但是仍能滿足絕大部分故障條件下管網(wǎng)運行需求。
       03/環(huán)狀管網(wǎng)（未來發(fā)展，考慮地暖）
       該模型（如圖4所示）在考慮地暖情況下，每戶考慮一臺家用灶和一臺地暖熱水器，地暖熱水器選取18KW（能滿足120㎡以下戶型供暖需求），地暖熱水器同時工作系數(shù)取0.3（老舊小區(qū)），工作系數(shù)參照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028-2006中系數(shù)，總用氣量3Nm3/h。
       該模型滿負荷工作條件下左右半環(huán)壓力損失相差較大（水力計算過程詳見表5、表6），實際壓力零點在假定零點下方，埋地干管總壓力損失為1,000Pa左右，調(diào)壓裝置出口壓力為2,700Pa，庭院管、室內(nèi)管及表具壓力損失考慮200Pa，設備前壓力為1,500Pa，滿足灶具最小點火壓力1,500Pa。
       04/結(jié)論
       對比可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)狀管網(wǎng)會增加管材和工程量投入，但供氣可靠性、穩(wěn)定性更強，結(jié)合蘇州老舊小區(qū)現(xiàn)狀并兼顧經(jīng)濟因素，可將規(guī)整小區(qū)內(nèi)部低壓主干管連接成環(huán)狀。前期規(guī)劃對老舊小區(qū)管網(wǎng)的負荷計算不僅要滿足小區(qū)現(xiàn)狀用氣需求，還要結(jié)合運行故障情況和未來發(fā)展情況（管道的設計使用年限）綜合考量，使管網(wǎng)改造工程進一步滿足未來的發(fā)展要求。
       然而并非姑蘇區(qū)的所有小區(qū)均能實現(xiàn)環(huán)狀供氣，為保障供氣穩(wěn)定性，必須探索更加靈活實際的改造方案。
       三、“以線帶面”中低壓管道相互結(jié)合優(yōu)化管網(wǎng)
       01/案例介紹
       紅旗新村調(diào)壓裝置始建于20世紀80年代，灰口鑄鐵管因耐腐蝕、使用壽命長、接口形式簡單且對人工煤氣有良好密封效果而成為管道燃氣輸送的主力軍。后經(jīng)西氣東輸和及城鎮(zhèn)門站的落成，天然氣逐步取代了人工煤氣。不同于濕性人工煤氣，天然氣是干性氣體，原來鑄鐵管道機械接口處的丁晴橡膠圈和水泥因失去水分而干燥開裂，接口處形成泄漏，調(diào)壓裝置后低壓管道需要進行安全改造。
       紅旗新村中-低壓調(diào)壓裝置為紅旗新村、寶石御景園、日暉苑、談家巷等共計約3600戶的居民區(qū)及沿途商業(yè)區(qū)供氣；低壓管道沿閶胥路敷設，南至三香路，北至金門路，南北跨度約1.2km，供氣面積約43萬平方米。老舊管道途徑交通干線和自然河道，施工需經(jīng)規(guī)劃、交通、市政等多部門審批，前期手續(xù)繁瑣，施工難度大，容易對交通及生態(tài)環(huán)境造成不利影響。
       02/改造方案
       此項目輻射區(qū)域較大，且經(jīng)過多條市政主路，環(huán)狀管網(wǎng)敷設方式并不適用。若按枝狀管網(wǎng)改造，延用原紅旗新村中－低壓調(diào)壓裝置，沿調(diào)壓裝置后低壓管道走向，在老管網(wǎng)附近選取管位開挖埋置新建聚乙烯塑料管，工程范圍（如圖5所示）包括閶胥路（三香路至干將路段）市政道路施工，市政道路至各小區(qū)入口區(qū)間道路施工，小區(qū)紅線內(nèi)部施工。其中閶胥路（三香路至干將路段）市政道路施工包含閶胥路主干道西側(cè)約500m的市政道路開挖作業(yè)，作業(yè)過程中（如圖6所示）不僅會產(chǎn)生固體廢棄物、揚塵、噪聲等環(huán)境污染，同時會占據(jù)一側(cè)車道，影響正常交通。
       若采用中低壓管道相互結(jié)合的方式改造此項目，可以干將路為界線（如圖7所示），對閶胥路南北兩側(cè)分開供氣。該方式利用閶胥路（干將路－三香路段）已改造的市政中壓管道，從預留閥門處接出中壓支管，在道路兩側(cè)綠化帶中新建兩處中－低壓調(diào)壓裝置，為閶胥路西側(cè)寶石御景園片區(qū)供氣和東側(cè)日暉苑片區(qū)供氣，完成南側(cè)供氣改造；利用演藝中心已建中－低壓調(diào)壓裝置和附近已建中壓管網(wǎng)，對已建中－低壓調(diào)壓裝置進行擴容改造，將改造后調(diào)壓裝置低壓管道與閶胥路（閶胥路與景德路路口）已改造的低壓管道連接并關閉閶胥路（干將路北側(cè)）低壓閥門，完成北側(cè)供氣改造。
       此方式消除了閶胥路西側(cè)市政道路的開挖作業(yè)及過路支管的敷設憂慮，保證了道路交通的正常運行。三處調(diào)壓裝置獨立供氣，調(diào)壓裝置后低壓管網(wǎng)環(huán)狀供氣，既破解了干將路低壓過路管及閶胥路（干將路-三香路）沿途低壓管道的鋪設困難，降低了后期風險，也提升了區(qū)域供氣穩(wěn)定性；大口徑管材使用的減少，降低了施工難度，加快了工程進度。
       03/結(jié)論
       建議在市政中壓管道改造的同時兼顧中壓沿線的老小區(qū)低壓管道，中低壓同步規(guī)劃，分批實施，新增中壓支管的預留，為后期的低壓改造提供更多方案比選的可能。
       四、結(jié)語
       燃氣管網(wǎng)的安全運行是每個燃氣人的責任，設計部門既要遵循規(guī)范，把好技術關卡，也要站在業(yè)主角度，對設計方案不斷研討思索，為管網(wǎng)改造提供更加安全、經(jīng)濟、長遠的設計服務。