3 PE管穿插技術(shù)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益
??? PE管穿插技術(shù)與傳統(tǒng)的開挖更換舊管方式相比，大大減少了開挖土方量；且開挖點(diǎn)可盡量避開沿線通道、人流密集處、電話亭等，縮短了舊管修復(fù)工期，極大地減少了管道修復(fù)工程對(duì)城市交通及環(huán)境的影響，有利于安全平穩(wěn)地輸供氣，具有良好的社會(huì)效益。
??? 燃?xì)夤艿拦こ淌┕ぶ饕ㄈ斯べM(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、道路賠償費(fèi)、土方開挖費(fèi)等。大面積開挖造成的市政賠償費(fèi)用在不斷升高。采用PE管穿插技術(shù)對(duì)降低工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益效果顯著。費(fèi)用降低的主要方面是減少了土方開挖費(fèi)、市政賠償費(fèi)。從成都市已成功實(shí)施的采用PE管穿插來改造舊鋼管的案例來看，該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，詳見表1及表2。
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4 PE管穿插技術(shù)的應(yīng)用范圍
??? 由于插入管管徑比舊管小，一般插入管直徑最大不得超過原管徑的90%。根據(jù)鋼管和PE管的規(guī)格，PE穿插管最大規(guī)格見表3。如果當(dāng)?shù)氐叵聹囟却笥?℃，由于插入管與舊管間的環(huán)形空間如有積水也不會(huì)結(jié)冰，則插入管的管徑無最小規(guī)定。因內(nèi)窺裝置只能進(jìn)入D159以上的管道，故舊管的最小規(guī)格為D159。
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表3 PE穿插管最大規(guī)格
舊管(被穿鋼管)規(guī)格 | D159 | D129 | D273 |
PE穿插管最大規(guī)格 | PEdel25 | PEdel80 | PEde225 |
注：括號(hào)內(nèi)為非常用規(guī)格PE管及其計(jì)算流量
由表3可見，穿插后的管線在同等輸氣壓力下輸氣量將小于原有管線。
中壓鋼管和PE管的水力計(jì)算公式如下：
?P12－P12/L=1.4×109(K/d+192.2d γ/Q)0.25Q2/d5×ρ×T/T0??? (1)
式中? L～燃?xì)夤艿赖挠?jì)算長(zhǎng)度，km；?
??? ??????Q～燃?xì)夤艿赖挠?jì)算流量，m3/h；
??? ??????d一管道內(nèi)徑，mm：
?? ???????p一燃?xì)獾拿芏龋?span>kg/m3
??????????? γ一0℃和101.325kPa時(shí)燃?xì)獾倪\(yùn)動(dòng)粘度，m2/s
????????? K一管壁內(nèi)表面的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度，對(duì)于鋼管取0.2mm，對(duì)于PE管取0.01mm[4]。
由公式(1)可得，舊管與PE穿插管在同等壓力平方差，相同氣質(zhì)下，其管徑與流量的關(guān)系如下：
? (0.2/d1+192.2 d1 γ/Q1)0.25Q12/d15＝(0.01/d2+192.2 d2 γ/Q2)0.25Q22/d25??? (2)
??? 式中“1”——舊管參數(shù)；
腳標(biāo)“2”——PE管參數(shù)。
為直觀顯示穿插前后管線流通能力的變化，在城市天然氣中壓管線運(yùn)行壓力范圍內(nèi)結(jié)合常用的鋼管和PE管規(guī)格，設(shè)定兩組參數(shù)進(jìn)行水力計(jì)算，結(jié)果見表4。
表4 被穿鋼管與PE穿插管流通能力比較
天然氣工況一 | P1＝0.4500MPa(絕)，P2=0.4478Mpa(絕)，L＝1km，（P12 －P22）﹡100/L=0.2 |
被穿鋼管管徑 | D159 | D219 | D273 |
Q被穿鋼管(m3/h) | 800 | 1900 | 3500 |
PE穿插管管徑 | PEdell0(PEdel25) | PEdel60(PEdel80 | PEde200 (PEde225 |
QPE(m3/h) | 320(450) | 900??? (1200) | 1600??? (2200) |
天然氣工況二 | Pl=0.4500MPa(絕)，P2=0.4489MPa(絕)，L＝1km,（P12 －P22）﹡100/L=0.1 |
被穿鋼管管徑 | D159 | D219 | D273 |
Q被穿鋼管(m3/h) | 540 | 1400 | 2500 |
PE穿插管管徑 | PEdell0 | (PEdel25) | PEdel60 | (PEdel80) | PEde200 | (PEde225 |
QPE(m3/h) | 210 | (300) | 600 | (800) | 1100 | (1500) |
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??? 在表4中，采用常用規(guī)格PE管穿插后，其流通能力為原管線的40%～50%左右。實(shí)際工程中，如需要提高穿插后管線的流通能力，也可按表3采用非常用規(guī)格 PE管進(jìn)行穿插，穿插后管線的流通能力可提高到原管線的55%～65%左右。
??? 鑒于PE管穿插后管線的流通能力有較大的下降，該工藝一般用在隨著城市管網(wǎng)的發(fā)展，氣源的變化，原有大口徑管線所帶負(fù)荷下降，經(jīng)PE管穿插修復(fù)，管線管徑縮小后，仍能滿足正常輸供氣的管線。PE管穿插技術(shù)在城市天然氣鋼管修復(fù)中雖然不可能廣泛應(yīng)用，但仍有一定的應(yīng)用空間。
5 PE管穿插技術(shù)的應(yīng)用前景
??? 在國(guó)內(nèi)由于氣源的變化及管網(wǎng)的發(fā)展，“PE管穿插在用燃?xì)夤艿佬迯?fù)技術(shù)”將是一種舊管改造的有效方式之一。隨著西氣東輸和俄氣南輸，國(guó)內(nèi)許多城市將由人工煤氣轉(zhuǎn)換為天然氣，這種由低熱值氣源向高熱值氣源的轉(zhuǎn)換的管網(wǎng)改造、舊管修復(fù)，由于允許管徑縮小，將為PE管穿插技術(shù)提供更大的應(yīng)用空間[5]。
參考文獻(xiàn)：
[1]? 王可仁．推進(jìn)非開挖技術(shù)應(yīng)用，加快天然氣發(fā)展步伐[J]城市燃?xì)猓?005，25(11)：8-10．
[2]? CJJ33—89，城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范[S]．
[3]? CJJ63—95，聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程[S]．
[4]? GB50028—93，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范(2002年版)[S]．
[5]? 張坤，呂淑華．PE管在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)改造的應(yīng)用[J]．煤氣與熱力，2005，25(7)：56-58．
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