北京市天然气管道改造评价方法探讨_工程实践

摘要

摘要：介绍了北京市天然气管网改造的背景和概况，分析了确定管网改造项目时应用的管网改造评价方法(综合评价法)。关键词：管网改造；评价方法；综合评价法Discussion on Evaluation M

摘要：介绍了北京市天然气管网改造的背景和概况，分析了确定管网改造项目时应用的管网改造评价方法(综合评价法)。

关键词：管网改造；评价方法；综合评价法

Discussion on Evaluation Method for Beijing Natural Gas Network Reconstruction

FENG Tao，LI Yongwei，FU 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 管网改造的背景

1958年底，北京市石景山古城地区第一条5.2km地下煤气管道的建成使用，拉开了北京市燃气管网建设的序幕。经过50多年的发展，建设了总长逾1×10⁴km的天然气管网，其中运行时间为20a以上的管道占总量的21.4%，10～20a的管道占38.4%，10a以内的管道占40.2%。管道的管材以钢管和聚乙烯管为主，其中钢管长度占总长的93%，聚乙烯管占总长的7%。钢管防腐一般采用绝缘层防腐法与电保护防腐法相结合的方式。北京市燃气管网的建设时间分布见表1。

表1 北京市燃气管网的建设时间分布

建设时间(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

随着运行时间的增长，由于管道本身的老化、腐蚀以及各种人为因素的破坏，一些燃气事故也逐步显现，影响供气安全。经统计，北京市近年共发生燃气泄漏事故233起，主要以管体腐蚀引起的泄漏为主，占总量的64%，其次分别为施工缺陷和材料缺陷(占19%)、第三方破坏(占16%)、人为误操作(占1%)。

2 改造概况

北京市非常重视管网改造工作，2006—2010年全市改造管道总长约500km，以中压和低压管道为主，工程总造价约8×10⁸元，平均造价约160×10⁴元/km。改造工程主要集中在2006—2007年实施，占改造总量的80%。改造的重点为4类管道：超期服役的老旧管道，腐蚀严重且事故频发的管道，存在占压隐患、影响供气安全的管道，水力工况不平衡、运行工况差的管道。改造方式以异位换管为主，辅以少量的翻转内衬法和内插法更新。

3 管网改造评价方法分析

① 综合评价法

2010年前，北京市管网改造项目均由基层管网运营单位上报燃气集团，汇总成各年度的改造计划，项目的提出无理论依据。为改变这一状况，在2010年编制北京市“十二五”管网改造规划时，首次提出并采用了综合评价法^[1]并辅以实际调研确定改造项目。综合评价法主要分3步进行：

第1步：识别影响管网改造的各种因素^[2]并分为若干个评分等级。

第2步：对各影响因素的重要性进行评价，给出每一个因素的权重。

第3步：将每一个影响因素的评分与其权重相乘，求出这一个影响因素的得分。再将各个影响因素的得分累加，得到管网改造总分，即管网改造评价分数。

管网改造评价分数在某一值以上的管道，就应进行管网改造。管网改造评价分数越高，说明管网改造的必要性越大。综合评价法同时考虑了众多因素对管网改造的影响，具有较高的可信度。管网改造评价分数的计算公式为：

式中C——管网改造评价分数

n——主要影响因素的个数

A_i——第i个主要影响因素的评分

B_i——第i个主要影响因素的权重

在进行管网改造评价计算时，针对北京市天然气管网的特点^[3]，主要有5个影响因素：管道防腐评级、管道事故、管道使用年限、管道所处环境、管道运行工况。对这5个主要影响因素的评分分别赋值并分配相对应的权重。管道防腐评级、管道事故和管道使用年限这3个影响因素权重较大，对管网改造评价分数起主要影响作用；管道所处环境和管道运行工况这两个影响因素的权重均为0.10。管网改造评价计算见表2。

表2 管网改造评价计算

主要影响因素	权重	评分标准	评分
管道防腐评级	0.30	差	100
		较差	80
		一般	60
管道事故	0.25	管体腐蚀引起泄漏	100
		施工及材料缺陷引起泄漏	85
		第三方破坏引起泄漏	60
管道使用年限	0.25	30a以上	100
		20～30a	80
		10～20a	60
		10a以内	40
管道所处环境	0.10	建筑物占压	100
		土壤腐蚀性强	85
		电流干扰	70
		应力腐蚀	60
管道运行工况	0.10	影响周边管网水力工况	100
		不满足正常供气	80
		不满足高峰用气	60

根据前期调研的管道基本情况，对每条管道进行管网改造评价计算，得分在60分及以上的纳入改造项目库，改造的时序按分值由高到低排列。以达到60分的改造指标为参考值^[4]，可初步得出管网改造的必要条件：使用年限为30a以上、发生过事故且防腐评级一般的管道；使用年限为10～30a且出现腐蚀泄漏事故、防腐评级一般的管道；使用年限为10a以内且出现腐蚀泄漏事故、防腐评级较差的管道。

② 应用

以北京市正义路低压管道为例，该管道的基本情况及改造评价计算见表3。管道总分为74分，高于60分，需纳入北京市2012年管网改造项目库。

表3 北京市正义路低压管道改造评价计算

主要影响因素	评分标准	评分	权重	计算分数	管网改造评价分数
管道防腐评级	较差	80	0.30	24	74
管道事故	管体腐蚀引起泄漏	100	0.25	25
管道使用年限	30a以上	100	0.25	25
管道所处环境	—	0	0.10	0
管道运行工况	—	0	0.10	0

根据该评价方法，在前期调研大量基础数据的基础上，确定了北京市未来5 a内共需改造项目96项，其中腐蚀严重管道项目6项，超期服役管道项目59项，事故频发改造项目27项，占压隐患改造项目4项，改造总里程达398km，工程总造价约8.5×10⁸元。

4 结语

随着北京市天然气管网建设的逐渐完善，新建燃气工程日趋减少，而管网改造工作将成为今后安全运营和建设的重点，管网改造评价方法也将发挥越来越大的作用。本文中的综合评价法已应用于北京市“十二五”天然气管网改造规划的编制，经过1a的检验，利用该评价方法确定的管网改造项目与实际所需要改造的项目是吻合的，取得了较好的效果。在以后的工作中，我们应进一步完善和深化管网改造评价方法的相关研究和应用^[5]，促进北京市天然气管网改造工作进一步开展。

参考文献：

[1] 何吉民，李艳红，李志鹏，等.埋地燃气管道的风险评估技术[J].煤气与热力，2005，25(11)：10-14.

[2] 蔡良君，姚安林.城市燃气管道风险评价技术现状分析与展望[J].天然气与石油，2008，26(6)：27-30.

[3] 马宁，许彤，曹贝，等.北京市埋地燃气管道安全状况评估系统研究[J].城市燃气，2008(11)：3-6.

[4] 孙永庆，钟群鹏，张峥.城市燃气管道风险评估中失效后果的计算[J].天然气工业，2006，26(1)：120-122.

[5] 姚安林.论我国管道风险评价技术的发展战略[J].天然气工业，1999，19(4)：66-69.

(本文作者：冯涛¹ 李永威² 福鹏¹ 孙明烨¹ 1.北京市煤气热力工程设计院有限公司北京 100032；2.北京市燃气集团研究院北京 100011)