有关如何完善燃气工程设计质量研究及探讨

曹忠华

摘 要：二十一世纪是天然气的时代，“西气东输”的实施促进了长江三角洲地区经济的进一步发展，燃气设计单位也将迎来天然气工程设计的高峰，如何在时间紧、任务重的情况下提高天然气工程的设计质量，防止质量事故的发生，是每个设计单位及设计人员必须考虑和解决的问题。天然气工程设计质量的优劣涉及到许多方面， 1以人为本加强技术培训，重视技术进步 长期以来，由于设计市场的激烈竞争，导致许多设计单位重设计、轻学习，惯于套用过去的工艺流程、设备、材料等等，而天然气与人工煤气、液化石油气相比较，在气源、储存、工艺、输配、应用等许多方面都是不同的，尤其是天然气如何与现有的气源经济合理、安全可靠的接轨，存在着许多技术难题。天然气工程在我国仍处于起步阶段，在设计、施工、应用等领域与发达国家差距巨大，天然气工程所遵循的规范在我国目前尚不完善，因此，设计单位必须重视燃气工程设计人员的业务培训，加强燃气科技人才的开发利用，培养项目工程师在新技术设计和项目管理方面的能力。 2建立完善的质量保证体系，使工程设计的质量处于受控状态 天然气工程的设计质量贯穿于工程的整个设计过程中，根据iso9001质量标准，工程设计质量受控主要包括以下几个环节：设计策划、设计输人、设计评审、设计更改、服务等。 2.1设计策划 做好设计策划是工程设计良好的开端。首先，对每个工程项目编制计划，特别是大型的天然气工程，技术复杂，专业繁多，在设计过程中，与设计有关的各种信息传递的准确性直接影响到设计的质量，因此，在策划阶段，应选派具有相应资质的人员担任项目负责人及专业负责人，并为项目配备充分的资源，使得参与项目的每个人员明确自己的质量职责及质量目标，保证各专业之间、各部门之间信息传递及技术接口畅通无阻，从而保证设计质量。 2.2设计输入 设计输人是设计中很重要的一环，在设计输人中首先要明确项目的设计依据：即工程有关文件、相关部门批件、水文、地质、测量等有关参数、项目所遵守的有关规范、规定、及相应的法规；其次要提出工程设计的质量特性，包括：a.功能特性及为满足该特性而应遵循和采用的主要设计原则和标准等。b.为保障工程建设及运行管理的安全性、可信性、可实施性、可维修性、维修保障性能而采取的具体技术措施及重要参数。c.设计方案要点，拟采用的新技术、新工艺、新材料及相关设计条件，主要设备选型等。d.工程投资控制指标，技术经济要求，减少投资、降低能耗的措施等。e.工程建设周期、施工方式等。最后要提出该工程的社会要求和特殊专业技术要求。设计输人应形成文件，并进行评审，设计负责人按设计计划及时向有关专业设计人员下达已经评审的设计输人文件，这样使得每个设计人员对设计项目做到心中有数，保证设计质量。 2.3设计评审 设计评审是设计质量控制过程中一个关键步骤，设计评审是审查和评定设计结果与设计输人目标的一致性，实现的可能性及满足质量要求的能力。设计评审方式一般是召开设计评审会，它在很大程度上体现一个设计院的技术实力和技术水平。 2.4设计更改 做好设计更改，确保消除新的质量问题。所有的设计更改和修改在实施之前都应有设计人员加以确定，形成文件对更改后的通知单或设计文件，应按原程序进行校审，以确保不因设计更改而带来新的质量问题。通过对设计的各个环节进行过程控制，可避免产生不合格的设计产品。 3提高天然气工程设计质量的关键控制点 3.1合理选择城镇燃气输配系统的压力级制 燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。燃气管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。同时由于燃气的可压缩性，使其输送的压力和输送的能力成正比的关系。因此，在选择城市燃气输配系统压力级制时要考虑气源情况、城市规模、近远期规划、原有的燃气供应设施、对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要求、用气的工业企业的数量和特点、储气设备的类型、城市的地理条件及障碍物情况、城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划等因素。对这些因素要进行综合考虑，提出数个方案作技术、经济比较，选用经济合理的最佳方案。 3.2合理确定工艺流程 3.2.1输送方式的选择 天然气有长输管线输送、lng输送、cng输送等方式，针对不同的城市、不同的气源应采用不同的方式。工艺流程的合理性是城镇燃气安全、可靠供气的保证。输配系统工艺流程的合理性取决于城市门站、储配站、调压站等设施的工艺流程的合理性。目前许多城市在启动管道气，最终目标与西气东输天然气接轨，过渡气源的选择便十分重要。选择lpg、cng、lng或其中的两种气源组合都要进行充分的技术经济比较，将来转换天然气后原有的气源站作为备用、调峰还是废弃，在目前的设计中都要进行考虑，在设备和管材的选用上要考虑与天然气的互换性、适应性。lng站设计中，lng为低温深冷介质，对站内工艺设备设施的选择要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是储存设备至少满足耐低温一162℃以下，应达到一196℃。在工艺流程中，应根据不同的运输条件，不同的热源、建站地的地质情况及气候情况选择不同储罐形式和气化器形式。要进行科学的设计计算，使得储存量、气化量相匹配，这样可降低投资，同时可稳定供气。计量的正确与否直接关系到城镇燃气输配系统的经济性。加臭是门站设计中一个必不可少的一个环节，是安全供气的可靠保障。另外应根据气源的气质、下游管线的施工和运行情况考虑在门站中是否设置永久性的收发球装置。 3.2.2储配站的设计 储配站设计应重视储存和调峰的关系，对于下游城市，应充分利用长输管线末端的储气功能，减少储配站中的储气量，目前国内主要采用高压球罐储气来平衡日不均匀和时不均匀，对于其他储气方式如：地下高压管线储存、管束储存、利用原有的储气设施等都需作技术经济比较，选择经济合理的方案。 3.2.3调压站的设计 调压站设计中，要根据用户的性质、用户的重要程度、设备的性能、经济实力、运行管理模式及自控水平等选择相应的调压方式，调压器本身的性能、价格、安装尺寸直接决定了调压站的工艺流程，因此，根据不同的调压方式正确选用相应的调压器十分重要。对用户而言，采用区域调压、楼栋调压还是户内调压要进行可靠性、安全性及经济性比较。对于中小城镇，从经济性、安全性及便于管理的角度出发，可考虑天然气接收站、储配站、调压站甚至加气站合建，统筹安排工艺流程。要做到这点，前期的规划设计非常重要。天然气工程是一个系统性工程，工艺流程设计中一定要考虑近期建设和远期发展的关系，要合理予留工艺设施场地，便于将来扩建。 3.3严格遵守工程设计规范与规定 作为设计人员必须学习规范，贯徹规范，特别是学习和贯彻工程建设标准的强制性条文，严格分清规范中“严禁”、“不宜”、“必须”等字的界限，在工程设计中合理运用。天然气工程设计中，我国燃气设计规范的修改还未能完全跟上和满足设计要求，就需要在权威专家的指导下，突破原有设计规范的某些规定，经过分析计算作出安全可靠的设计。