造船厂厂房燃气气体管网设计研究

造船厂厂房燃气气体管网设计研究

唐玉文

大连中远海运川崎船舶工程有限公司  辽宁大连  邮政编码116052

摘要：造船厂工业厂房属于跨度较大，且结构复杂的厂房在。厂房内部存在燃气气体管网，需要进行严格的设计及建设控制，确保安装阶段及后续厂房运行的安全稳定。在现场勘查、管道敷设、计量调压等多方面，深入探讨造船厂厂房中燃气管网设计及施工注意事项，针对管道质量及安全防控控制须采取的措施提出了建议，提高造船厂燃气气体管网设计水平，为企业降低成本，提高厂房气体管网可靠性，方便运行维护。

关键词：造船厂；工业厂房；厂房建设；气体管道

当前我国造船业发展迅速，对工业厂房建设等辅助工作也提出了新的要求。国家为确保降本增效和节能环保，出台了各项政策，支持工业发展。工业厂房建设中，燃气资源应用占据重要地位。燃气经济性较好，使用效率高，属于优质的环保清洁能源，在造船业中发挥巨大作用。造船业生产过程中的机加工、锻造、厂房调温等工作都需要运用到燃气。而造船厂厂房跨度大，功能复杂，燃气管道敷设须关注的关键点较多，需要根据厂房实际条件进行设计建造。

一、工业厂房管道设计安装条件勘查

造船厂厂房燃气气体管道的设计工作，是影响到未来工业生产安全稳定性进的重要步骤。进行燃气气体管道的设计，首先要尽可能搜集厂房相关资料，包括建筑设计、气源、设备参数、安装环境、未来生产建造环境等等。造船厂厂房多为单层建筑，建筑规格巨大。前期勘查资料包括厂房的建筑尺寸、结构布局、选用设备情况、承重墙体和薄墙体结构分布、燃气管线可能敷设位置等。如果系统存在埋地管线，管线敷设设计首先要了解厂区地下其他管线的情况，燃气管线要和其他管线留有合规安全的距离。架空管线则要考虑建筑墙体的承重，让管线布局流畅，不浪费，工艺简单容易安装维修，合理利用空间，确保管线敷设满足安全使用要求。

二、厂房燃气气体管网设计要点

（一）气体调压设备设计要点

燃气的气源在接入造船厂厂房中时，要根据工业厂房内要安装的设施设备的燃气使用需求来进行调压。调压的设施设备多采用独立的单体调压柜机，根据中压管网承受的气体压力、能源消耗设备总共额定电压、单位时间内厂房用气量等数据，来确定选择调压柜机。计算厂房的总燃气流量，可依照调压柜机负担的最大短时输气量的1.5倍为参考数值。也要考虑经济性要求，将燃气管道中的气体流速控制在5m/s左右较为科学，如果流速大于9m/s，则很容易产生气体管道震动，阀门受冲击等问题。调压柜进口的前100m内须设置阀门井，阀门井距离调压柜大于5m。由于造船厂的生产工艺要求较高，较为复杂，有一些用到燃气的设备要保持稳定运转不可停止。调压柜机如果只设计了一条调压通路，进行日常检修，就要停下设备，会造成停工经济损失，因此调压柜要进行冗余设置，安排两路调压另加一路旁通。

（二）架空管道设计要点

经过调压后的燃气管道，使用镀锌钢塑转接头进行出地转换，管道出地后敷设进入厂房内开始沿着墙体铺排。进入厂房后要采用规范尺寸的无缝钢管，加装可与钢管尺寸搭配的电磁阀和球阀，用以完成管线控制。为了方便安装和后续控制操作，球阀的中心线距离地面1m高。汇管分支后沿着厂房内的实体墙面的砖砌结构敷设。管道采用角钢和铜管柱固定。架空管道如果靠近高温热源，必须采取隔热措施保护管道。如果管道辐射在电力线附近，就要在管道附近设置防护网。

（三）计量设备

造船厂用户燃气用量大，部分邻近设备的管道压力增幅较快，要采用合理的计量设备完成计量工作。当前造船厂多采用罗茨计和涡轮计。根据两种流量计的适用范围，分别安装在管线重要阀门位置和设备前端。为了避免设备日常维护或者出现故障导致的停运损失，流量计也要采用冗余安装，准备一台工作流量计一台备用流量计。流量计安装高度以方便日常压力数据观测为准。

（四）其他附件

在燃烧器之前切断阀之间设置放散管。放散管可以根据具体条件设置在厂房外或者室内管线较为集中的位置，在厂房门窗位置设置的放散管要确保散发出去的气体消散在空气中，快速降低浓度，而不会被通风装置再吸回到厂房内部。放散管的管径要根据厂房内的吹扫管的气体流速来确定。

三、厂房燃气气体管网安装施工要点

（一）管道安装前准备

首先进行材料领用、清点。确认好要用的金属管、管件、阀门、支架、吊架等各类物品的型号、规则、材质、数量，与设计图纸符合，所有物料均要完好、清洁，无缩孔、夹渣、砂眼、超过误差值等问题。对于阀门的编号、合格证、实验报告等资料要求记录齐全，且零部件开关合格，指示准确。所有品类物料分类标识，摆放整齐，做好施工准备。

管道验收完成后，进行防腐处理。架空管道表面完成除锈刷防腐涂料和调和漆。其他附件也要使用聚乙烯防腐胶带完成加强级防腐。

施工人员备齐施工工具、绳索等，进场准备施工。技术员完成图纸会审、技术交底，与施工人员根据技术要求对管道和接头进行装配匹配，给支管开孔。测量厂房柱头中心线、基准标高等，进行放线定位校核。预组装吊架、支架，用临时支架对管道进行定位。

（二）管道安装

管道标高、弯曲度、垂直度都要符合设计要求，确保水平段的坡度、方向、大小符合规范，如果设计未明确要求，则根据管道坡度方向和建筑条件而定，便于输送气体。管线上要安装仪表插座等部件，不可使用气割方式开孔。

支架、吊架安装和管道安装同步进行。管道安装时，要注意两根管子之间留有一定间距，互相不可接触，留做管道膨胀和敷设管外保温材料。调节阀、止回阀的安装要考虑到系统冲洗清洁后再安装。所有风头焊接工作要放到最后完成，等待支管、电气仪表接口焊接完成后再进行。对于不同管子的链接，要尽量确保接口处的厚度、形状、内部一致，外壁缓慢过渡，避免应力集中。

（三）管道对口焊接

焊接机具可采用逆变焊机，运用手工电弧焊、钨极氩弧焊完成管口焊接。其他设备如角磨机，电摩等。焊接设备要符合施工需要，参数调节灵活，通用性能稳定可靠。焊工准备好焊工专用工具、劳保用品、警示用品、计量工具等。

焊接前环境最低温度为5℃，如果环境过低，可考虑采取加热措施。环境温度超过90%则不可开展焊接施工。焊接场所风力不大于4级，焊接位置应做好防风、防潮、防水设施。

对口间隙要符合设计要求，间隙过大过小必须进行修整才能完成焊接。不可强力对口，或者在间隙里塞填充物，也不可使用热胀冷缩法对口。

点焊工艺和正式施焊工艺一致。焊口固定完毕后要检查电焊位置，如果发现有缺陷要马上处理。依照焊接工艺完成焊接。注意接头和收弧的质量，收弧时要把熔池填满。焊接完成后清理焊口位置，对不符合规定的外观缺陷进行补焊、打磨等处理[1]。

（四）法兰安装

检查法兰密封面和垫片的外观，所有部件外观逛街，无毛刺气孔等降低密封性可靠性的缺陷。将法兰焊接到钢管上，法兰中心与钢管中心通信。法兰平面与钢管轴线垂直。平焊法兰内侧角，不可漏焊，焊接后要清除表面氧化物。组装水平管道的法兰，将下部螺丝先穿入螺孔，再放入密封垫片。再安装上部螺栓，不可依次安装，避免法兰歪斜。法兰除了特殊连接情况以外，要采用同样规格的螺栓，安装方向保持一致，紧固力保持一致。完成法兰连接，要进行紧固、密封性、压力试验，确保法兰安装稳固牢靠[2]。

四、质量验收

燃气管道的焊接工作对整个系统的质量影响较大，因此在管道接口焊接之前，要严格执行技术交底，根据焊接工艺指导书完成焊接，工艺评估和质量评估。工艺评估依照国家相关标准进行。燃气管道的接口位置焊接推荐使用惰性气体保护焊打基础，再使用手工电弧焊填充焊接结构并覆盖结构表面。完成焊接后，对焊缝进行检验。使用X射线无损探伤检验，检查数量为焊缝总数的40%。对于将管道固定在墙体结构或者其他结构处的焊口，则须进行全检。检验标准按照特种承压设备无损检验标准进行[3]。

五、安全防护措施

造船厂厂房燃气气体管道设计安装的安全防护措施包括燃气泄漏警报系统安全防护、燃气管网防雷防静电处理以及厂房防爆系统。

关于燃气泄漏报警系统的安全防护措施，燃气管道出地后进入厂房，在进入建筑的位置须安装自动切断阀。当厂房内燃气浓度超过预设安全线，燃气浓度检测警报器会发出警报，自动切断阀将输气管道控制气源切断，确保厂房内燃气浓度不再上升。报警器安装高度距离厂房棚顶0.5m，且不得安装在使用燃气的设备的正上方[4]。

燃气管网属于易燃易爆设备，要特别注意防雷、防静电处理。进入建筑物的燃气管道、设备、放散管，均须设置防静电接地设施、防雷设施。就近和防雷装置连接，独立接地装置的冲击电阻不可大于30Ω。燃气管道每隔60m设置静电极地装置。如果放散管安装了阻火器，则其冲击电阻不可超过12Ω。

为了满足厂房的防爆需求，要为厂房设计并安装新风系统。新风系统的主要作用是防爆泄压，配备有专用照明设备。为确保新风系统的使用，避免因停电停产等问题影响通风换气，新风系统须独立设置。泄压面积要求大于厂房占地面积的15%以上。厂房选用防爆型流风机。当可燃气体浓度达到报警级别时，风机和报警装置就要迅速启动[5]。

结语：造船厂厂房燃气气体管网设计及安装施工是后续厂房安全运行的重要环节，关系到厂房未来生产的顺利实施。当前，造船厂在燃气气体管道设计施工中不断探索进步，积极相应国家号召，追求降本增效和绿色环保，为国家造船事业带来更多的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]胡耿惠.大空间藏品库房IG541混合气体灭火系统设计要点探讨[J].低碳世界,2021,11(03):131-132.

[2]赵剑.雨水污水市政管网有害气体和燃爆治理系统与设计方法研究[J].城市地理,2016(22):112-113.

[3]唐宝奎,李玲,朱文玲,聂勇,王培忠,陈建平.小型环Ⅲ型浸出器的自由气体管网设置的探讨与改进[J].中国油脂,2007(09):167-168.