气体涡轮流量计在城市商业广场天然气工程设计

管道天然气以其热值高、燃烧效率高、污染少、使用方便等特点, 优于燃煤、燃油等其它燃料, 深受城镇居民用户、公福用户及工商业用户的喜爱。城市商业广场由于其建筑特点、用气设施所处位置特殊性等不同于一般的商业用户, 对其天然气管道设计、安装要求比较高, 如果设计不合理, 不仅安装、后期维护困难而且会带来隐患, 一旦漏气因楼层高、空间大、人员密度大, 不容易采取疏散等措施, 对人身和财产安全造成严重危害。本文根据发行的燃气及燃气相关专业标准、规范要求, 考虑用气场所危险性特点、用气设施的特殊要求, 在具体实践设计中采取了一些措施, 以保证城市商业广场天然气供气质量与安全。

城市商业广场是集酒店与商场为一体的大型建筑物, 据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005年版) 规定属于重要公共场所, 存在楼层高、人员密集、用气量大、用气种类多且用气点分散等特点, 因此城市商业广场天然气工程设计不同于一般的商业用户设计, 存在以下几个问题。

1.城市商业广场中央空调直燃机、锅炉一般设置在地下室, 餐饮业分布在不同楼层。按消防规定中央空调直燃机、锅炉一般设置于地下室靠建筑物外墙房间内, 但餐饮业灶具可分布在楼层不靠建筑物外墙房间内, 这些会给天然气管线引入到餐饮业室内接用气设备带来困难。

2.中央空调直燃机、锅炉用气量大, 每小时需要几百立方到上千立方天然气, 额定用气压力在3KPa到10KPa, 而餐饮业每小时几十立方天然气需求量, 额定用气压力在2KPa到3KPa, 二者用气量、用气压力相差悬殊, 在调压、计量设备的选型上存在很大不同。

3.城市商业广场中央空调直燃机、锅炉、餐饮业灶具因其分布在重要公共建筑物内, 其室内天然气管线管材、管件、设备选型及连接方式要求比一般的商业用户设计要高。

4.城市商业广场一般高于24米, 属于高层建筑, 天然气管线引入时需克服建筑建成后沉降产生的应力与剪切力, 以免上翻架空明管前埋地弯管断裂漏气带来经济损失与人身伤害。

5.天然气设施在初始启运或维修时需要放散管内空气, 城市商业广场用气设施存在放散管如何引出室外放散问题。

6.城市商业广场防静电、防雷及天然气管线安全保障措施问题。

1.天然气比空气轻, 相对密度小于0.75, 根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中10.5.6规定, 天然气管道可敷设在有用气设施的地下室、半地下室内。天然气管从户外引入室内时, 因城市商业广场餐饮用气设施房间不靠近建筑物外墙, 天然气引入管需要通过商场到达用气房间, 不仅距离长而且不符合设计安全要求, 因引入天然气管道***高压力小于0.2MPa, 可考虑从地下室***后进直燃机锅炉等设备的进口引入天然气管, 在地下室内选择空气、惰性气体、上下水、热力管道等管道竖井内走天然气立管, 再从用气设施楼层管道井引出天然气水平管到达各用气设施房间。直燃机、锅炉、灶具等用气设施末端放散管通过管道井引出室外, 放散管应设置阻火器, 放散管管口设计应防雨雪进入。选用管道竖井时应靠近餐饮灶具等用气设施, 管道井内天然气管道应满足与其它管道之间安全间距和安装维修间距, 管道竖井内尽量不设或少设阀门等附件, 天然气管道应涂黄色防腐识别漆。管道竖井应每隔2~3层做相当于楼板耐火极限的不燃烧体进行防火分割。每隔4~5层设一天然气浓度检测报警器, 上下两个报警器高差不应大于20m, 管道竖井的墙体应为耐火极限不低于1.0h的不燃烧体, 井壁上的检查门应采用丙级防火门, 门外设置警示牌。

2.根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中10.2.23规定, 敷设在地下室、管道井和地上密闭的天然气管道应符合管材、管件及阀门阀件的公称压力提高一个等级进行设计, 城市商业广场室内天然气管线选用20#无缝钢管, 管件选用无缝钢制管件, 管材、管件壁厚不得小于4mm, 一般中压A天然气管道***高设计压力为0.4MPa, 这里提高一个等级阀门阀件公称压力一般选为1.0MPa, 除阀门仪表必要的法兰连接与仪表丝扣连接外, 其余接口均采用焊接, 钢管道的固定焊口应进行100%射线照相检验, 活动焊口应进行10%射线照相检验, 其质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工与质量验收规范》GB50683-2011中的Ⅲ级。天然气钢管、钢制管件及支吊架刷红丹酚醛漆两遍, 黄色醇酸磁漆两遍进行防腐。

3.对直燃机、锅炉等用气量大的设施, 根据接气点中压管线压力、天然气设备压力与用气量选择合适型号的调压器, 流量计选用带温压补偿的气体涡轮流量计。气体涡轮流量计结构简单、重量轻、维修方便、流通能力大、适应高温、高压和低温、量程比宽, 可达1∶20或更宽。气体涡轮流量计不宜用在有压力脉动和流量频繁变化的场合, 适用于用气量稳定的锅炉、直燃机等使用大流量气体设施的计量。因直燃机、锅炉等用气设施都处于地下室, 其紧急切断阀电磁阀设在同一进口中压主管上, 这样可以避免各自设电磁阀, 一处因漏气电磁阀切断时而其它处电磁阀没有切断带来的影响等不安全因素, 流量计可与调压器一起设计在室外调压计量柜内, 调压计量柜距建筑物外墙净距不小于8.0m且四周应设护栏。

餐饮业灶具因用气压力与民用灶具压力一样, 可选用楼栋式调压箱, 调压箱的箱底距地坪的高度宜为1.0m~1.2m, 可安装在建筑物外墙壁上或悬挂于专用支架上, 安装调压箱的墙体应为性的实体墙, 其建筑物耐火等级不应低于二级, 调压箱到建筑物的门窗或其它通向室内的孔槽的水平净距不应小于1.5m。电磁阀设在每个用气房间进气水平管上, 餐饮业使用功能多样, 操作间灶具数量多、位置分散、用气时间不统一等, 如商户贸易独自结算, 每台灶具需配一台皮膜表。如商户贸易统一结算, 其设计选型可考虑带温压补偿的气体罗茨流量计, 气体罗茨流量计始动流量小, 量程比宽, 计量度不受压力和流量变化的影响, 适用于负荷变化大的气体流量计量, 性能稳定, 寿命长。垂直安装且流量计前后直管段长度没有限制, 计量系统占据空间小。计量如采用一块大的皮膜表或计量范围大的气体涡轮流量计, 单开小流量灶具如煲仔灶无法计量, 出现“大马拉小车”现象, 造成供销差, 影响企业的经济利益。

4.城市商业广场建筑物自重大, 建成后设计沉降量一般在100mm以上, 为消除建筑物沉降对天然气管线产生的切应力, 应加大引入管穿墙处的预留洞尺寸, 引入管穿越墙体时加钢套管, 钢套管保证天然气管道的上部与钢套管的间隙大于建筑物的***大沉降量, 下部留有一定间隙。引入管穿墙前水平或垂直弯曲两次以上, 引入管穿墙前水平管上设置金属波纹补偿软管。

5.地下室、地上密闭房间敷设天然气管道时应有良好的通风设施, 房间换气次数不得少于3次/小时, 应有独立的事故机械通风设施, 正常工作时, 其换气次数不得少于6次小/时, 事故通风时, 其换气次数不得少于12次小时, 应有固定的防爆照明设备, 应采用非燃烧体实体墙与电话间、变配电室、修理间、储藏室、卧室、休息室隔开, 天然气引入管应设球阀和电磁阀, 电磁阀安装在水平管上, 必须为常开型且质量可靠。地下室、管道竖井、餐饮用气房间内应设置天然气浓度检测报警器, 报警器安装高度距房间顶棚0.3m以内, 与用气设施或阀门的间距不得大于8m, 与电磁阀、排烟风机等排气设备连锁且集中管理监视, 报警器系统应有备用电源。

6.进出建筑物的天然气管道进出口处、室外屋面管、立管、放散管、引入管和天然气设备等处均应有防雷、防静电设施, 设计布置时应避开烟道、水箱间、电梯间、旗杆、天线等建筑物突起易受雷击部位, 架空管不能高过避雷网, 室内引入管跟电气设备接地相连, 接地电阻控制在30欧姆以内, 室内立管与室内接地干线可以连接。室外埋地聚乙烯管设置专门静电接地导线。调压计量设施位置应尽量避开落雷地方, 处于建筑物防雷保护区, 流量计与燃气管之间的法兰要静电跨接。屋面放散管就近与屋面防雷装置可靠电气连接, 屋面燃气管与避雷网至少有两处采用金属线跨接, 且跨接点间距不应大于30m, 当屋面燃气管与避雷网的水平、垂直净距小于100mm时也应跨接。防雷接地设施的设计应符合现行标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的规定;防静电接地设施的设计应符合现行标准《化工企业静电接地设计规程》HGJ28的规定。