浅析常规燃气工程中的安全设计

摘要：如何实现常规燃气工程的设计安全，设计理念尤其重要。设计时不仅要考虑燃气工艺设施的特点，按照国家及行业规范标准，满足工艺系统的安全，还要统筹考虑全局，注意燃气管道及设施在整个运行环境中和其它设施的布设影响关系。作者本人自大学毕业，已从事工民商设计多年，见证经历了燃气设计相关规范发生的变化，本文作者就结合个人的实际工作经验，对常规燃气工程的安全设计进行了探讨。

关键词：常规燃气工程；安全设计；设施设计；运行安全设计

0.引言

燃气安全是指设备、设施或技术工艺包含内在的能够从根本上防止事故发生的功能，即机器、设备、设施和工艺自身带来的安全。从外形、功能等方面来计，在操作者不小心操作失误或不安全行为发生时，也仍能保证对操作者、设备或系统的安全而不发生事故，设备、设施的自保功能能够确保安全。

1.燃气工程管材、管件的设计选择

1.1选择适合燃气工程特点的管道材料

燃气因其易燃易爆的特性，其工艺的设计也应结合这个特点进行。目前燃气管道常用的有铸铁管、热镀锌钢（直缝）管、无缝管和PE管、铝塑管这几种管材，设计人员需要注意的是：铸铁管一般适应于0.4MPa以下，因接口泄漏不便检修目前不常用；镀锌管一般用于明设管道，适合于螺纹连接，不适合焊接；材质推荐选用Q235B，不要选用Q235A；无缝管一般选用10、20号钢，连接方式适用于焊接；PE管只能用于地下埋地敷设，禁止用于室外地上明设燃气管道；铝塑管在《燃气设计规范》（GB50028-2006）明确规定只能用于表后室内，但是需考虑防撞击措施，不适合应用于室内。

1.2管材的壁厚选择

常规工程设计人员一般只注重钢管种类的选择，忽视了壁厚，认为只是甲方技术、物资部门需要考虑的问题。《城镇燃气设计规范》GB50028-2006中10.2.4条明确规定：钢管的壁厚应符合下列规定：在选用GB/T3091标准的焊接钢管时，低压宜采用普通管，中压应采用加厚管；选用无缝钢管时，其壁厚不得小于3mm；用于引入管时不得小于3.5mm；当屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道在避雷保护范围以外时，焊接钢管或无缝刚管的壁厚均不得小于4mm。这些规定设计人员一定要熟记于心。

1.3管件、设备及管道附属设施的公称压力、管件的壁厚

燃气管道的设备包括燃气表、阀门及阀井、燃气报警器等。城市燃气专项规划多将城市燃气输配管网确定为中低压两级管网，中压管网的设计压力为0.4MPa，实际运行在0.36MPa以下，即使在人口稠密的街区道路铺设其安全距离也容易满足，管材及施工都易于解决。通常设计实践中市政道路、调压器/柜前为中压A管道，室内低压管道在地下室、半地下室、密闭空间时提高一个压力等级即由低压提高至中压B（最高0.2MPa）。不管是低压、中压A或B，只是管道的强度实验和气密性实验的数值不同，对于附属设施的公称压力的选择来说影响不大。根据国家及行业标准，一般管道附件的公称压力高于运行压力1.1倍。但是铸钢阀门、铜阀门的公称压力多选用1.0～1.6MPa，经实践验证低于1.0MPa公称压力的阀门极易损坏发生漏气、关闭不严等现象；法兰的选择如果按照GB9119-2010中，DN200以下尺寸与1.6MPa的尺寸一致，为了便于与阀门对接且考虑经济性，法兰选用1.0MPa，阀门选用1.6MPa。紧急自动切断阀用于燃气泄漏报警器设置与期探测器联动时，一般在运行压力为低压的管道上安装，可以选择公称压力0.05MPa。因为燃气管道泄漏多发生在设备、附属设施的连接处，尤其注意其公称压力的选择。管件的壁厚选择特别需要注意的是：无缝钢管的三通、弯头的壁厚不应小于管材的壁厚，也即可以与管材壁厚相同。

2.考虑运行管理需要，注意细节的安全设计

设计规范求管道设计符合保证供应、保护环境、结合近远需求，但是具体在哪些方面、应注意哪些内容在条文中提及较少，需要根据工作实践要求进行完善。设计人员需要注意的是：

1）管道设计埋设深度应综合考虑现状和规划要求。在目前是泥土地或人行道，而规划是主车道的情况，要避免移迁和再次安装管道。因市政道路修改建时如果标高变化不大时，道路的基础层一般不超过1.0米，建议燃气管道的覆土厚度不小于1.2米。

2）管道分段阀门设置：同一条干管，阀门与阀门之间的建议距离是：在城市及市区为不超过800米，而在郊区为不超过1500米。阀门的安装位置宜如下：①在特殊穿越管或易受撞击损毁的其它系统部分的上游及下游。②在调压装置的入口处及出口处。③与主干管连接的分支管起点处。④重要建筑物前的地下管。⑤地上引出管与立管之间。⑥在中压A及中压B主干管系统上的三通管的每一出口。根据⑥条建议，市政管道每十字交叉路口需要设四个阀门，但是经过分析，设计时应注意与该路口相邻管道阀门的设置，如果合理布局，四个三通出口设三个阀门即可满足任二个路口间管道需要检修停气时关闭阀门不影响其它管段的供气。

3.商业建筑的燃气安全设计

3.1燃气安全设计内容

依据相关的国家规范消防安全要求，建筑集中燃气使用场所（主要以燃气厨房为研究重点）消防安全的总体设计思路为在燃气使用场所采取安装可燃气体探测器，探测报警信号传输给火灾报警控制器主机（一般要求独立设置可燃气体报警系统）并联动控制输气管道上的截断电磁阀及防爆排风系统（事故排风系统），切断非消防设施用电。结合现有大型商业建筑燃气使用场所的特点，防爆排风扇（事故排风扇）无法直接向建筑外排风，必须设置集中排风管道系统。主要有两种设计方法：第一种设计方法（称综合系统应用设计法）是建筑内燃气正常使用时排风管道与防爆排风（事故排风）管道共同使用，当气体报警系统报警时，联动输气管道上的截断电磁阀关闭，燃气使用场所非消防电源断开，所有通风风机停止运行，风机前的排烟阀关闭并反馈信号回报警主机，管道出屋面处防火阀关闭，屋面事故排风机开启并反馈信号回报警主机，燃气场所共用管道上的事故排风口开启。 第二种设计方法（称独立系统应用设计法）的最大特点是事故排风管道独立设置。通风排风管道与防爆排风（事故排风）管道相互独立，分别布设两条管道。当气体报警系统报警时，联动输气管道上的截断电磁阀关闭，燃气场所内的非消防电源断开，所有通风风机停止运行；屋面事故排风机开启并反馈信号回报警主机，事故通风管道处的排风口开启。

3.2设计方法的性能评价

从工程经济和大型商业建筑燃气使用场地分析，综合系统应用设计法优先选用，该设计设施设备工程费用低，工程设备综合利用率高，设施设备安装紧凑，在大型商业建筑中应用的较为普遍，但工程安装工艺水平要求高，联动设施设备多，系统可靠性要求高，但在实际应用中系统可靠性不稳定；独立系统应用设计法是两个相互独立的系统，设施设备安装占有空间较大，设施设备工程费用较高，风管较多布置困难，系统独立性强，实际应用中系统功能较稳定。大型商业建筑燃气使用场所消防安全设计中心环节实际为事故排风系统的效果能否达到设计的功能是最基本的要求。

4.结语

燃气设计是建筑工程的附属工程，做为设计人员要从思想上高度重视，充分理解安全的含义，从设计源头把好关，为安全的实施带好头，领好路。如此，燃气的运行安全将会有最坚实的保障，人们在体验燃气带来方便清洁的同时，更能深切体会、享受到对生活品质的改变。

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