北京市天然气管网改造及评价方法分析

北京市煤气热力工程设计院有限公司 冯涛 福鹏

1 管网改造的背景

北京的燃气事业经过逾 50年的发展，建设了总长1万余km的天然气管网，其中最老的建于上世纪 70年代，但所占比例较小，管网所占比例最多的为上世纪 90年代所建管线，占到了管网总长的近60%，2000年后建设的管线占管网总长的40%，这两个时期的管线占到了管线总长的绝大部分。管材以钢管为主，占总量的 93%，其他为塑料管。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。

随着运行使用时间的增长，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件233起，主要以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 历年改造概况

从2006年至2010年，全市更新改造管线总长为500 km，以中压和低压管线为主，工程总投资约8亿元，每km平均投资约160万元。改造工程主要集中在2006、2007年，占改造总量的80%。改造的重点主要为四类管线：

(1)超期服役的老旧管线；

(2)腐蚀严重且事故频发的管线；

(3)存在占压隐患、影响供气安全的管线；

(4)水力工况不平衡，运行工况差的管线。

改造方式以异位换管为主，辅以少量的翻转内衬和内插法的改造方式。

3 管网改造评价方法分析

2010年前北京市管网改造项目均由基层的管网运营所上报燃气集团汇总成各年度的改造项目库，项目的提出无理论依据，随意性较强。为改变这一状况，在 2010年编制北京市“十二五”时期管网改造规划时，首次提出并采用了综合评价法并辅以实际调研情况确定改造项目。

该方法主要分三步进行。首先，识别和评价影响管网是否进行改造的相关因素，并列出管网情况调查表；其次，对列出的影响管网改造的因素的重要性进行评价；最后，综合整体的管网改造评价水平。其评价步骤如下：

第一步，识别影响管网改造的各种因素，并分为若干个等级标识；

第二步，对存在的影响管网改造的因素的重要性进行评价，给出每一因素的权重；

第三步，将每一影响因素的等级与其权重相乘，求出这一影响因素的得分；再将每一影响因素的得分累加，得到管网改造总分，其数值即为管网改造评价的结果。

总分结果在某一数值以上的管线，就应进行管网改造，评价总分越高，说明管网改造必要性越大。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。

管网评价分数计算公式如下：

管网评价分数=管网改造因素所占分数×权重

在进行管网评价计算时，主要有5类影响因素：

(1)管道防腐评级；

(2)管道事故；

(3)管道的使用年限；

(4)管道环境；

(5)管道运行工况。

对以上的5类主要影响因素分别赋值并分配相对应的权重，总分为100分。

管道防腐评级、管道事故和使用年限所占分值为 80分，对管网改造的评价起主要影响作用；管道所处环境和管道运行工况各占 10分，权重均为0.1。

管网的改造评分计算见表1。

表1 管网改造评分计算

根据前期调研的管线情况，对每条管线进行指标计算，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。

以满足 60分的改造指标为参考数值，可初步得出管网改造的必要条件：

(1)使用年限30年以上、发生过事故且防腐评级一般的管线；

(2)使用年限10~30年且出现腐蚀泄漏事故、防腐评级一般的管线；

(3)使用年限10年以内且出现腐蚀泄漏事故、防腐评级较差的管线。

对于高压燃气管网，由于其担负的功能主要是输气而不是配气，对水利工况的要求比较高，所以对于高压管线，若严重影响全网的水利工况需求，则根据实际供气情况考虑是否进行管网改造。

根据该评价方法，在前期调研大量基础数据的基础上，确定了北京未来5年内需改造项目96项，其中腐蚀严重管线6项，超期服役管线59项，事故频发的改造项目27项，占压隐患改造目项4项，改造总长达398 km，工程总投资8.5亿元。

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”时期的天然气管网改造规划的编制，经过一年时间的检验，利用该评价方法确定的管网改造项目与实际所需改造项目是吻合的，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与网改造评价方法的相关研究和应用，促进北京市天然气管网改造工作进一步发展。