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城市燃气管道的基本要求范文1
关键词:城镇燃气 ;管道设计; 管道防腐
Abstract: the design and anticorrosion problem of urban gas pipeline is an important guarantee for the lives of the residents, the first character of urban gas pipeline are analyzed, after anti-corrosion measures for town gas indoor, outdoor pipeline design and ideas and pipeline are discussed.
Keywords: urban gas pipeline; pipeline design;
中图分类号:TU996.7 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
随着我国城市化进程脚步的加快,人们对居住环境及生活条件改善的要求日益提高,这极大地推动了城市燃气的发展。城市燃气管道已经成为人们生活必不可少的设施之一,但是一旦发生燃气泄漏事故,将会引起爆炸和火灾等恶性事故的发生。因此,研究城镇燃气管道的设计和防腐问题是十分必要的。
城镇燃气管道的特点
与长输燃气管道相比,城镇燃气管网具有自己的特点,主要表现为:城市燃气管道为天然气管道的终端,压力低,径厚比大,容易变形;城市燃气管道纵横交错,由于用户的需要,接头和阀门较多,容易在这些地方出现泄漏事故;城市燃气管道一般为埋地管线,但由于安装方便往往埋地浅,有些就在城市主干道的附近,受地表车辆载荷、建筑物沉陷的影响大。随着城市居民生活水平的不断提高,越来越多的家庭开始注重居室的美观与实用性,不仅要求户型设计人性化,也要求配套设施简洁集中,易于装修。这就要求燃气设计人员在进行室内燃气设计时要充分考虑居民的装修需求和安全需求。
2. 城镇燃气管道的设计
2.1室外燃气管道设计
管道的设计首先应及时确定管道系统压力级制,这对燃气工程的投资建设、运行管理、供气安全等非常重要。综合考虑风险评估和经济因素,建议选择以区域中—低压集中调压为主、楼栋中—低压集中调压为辅的调压方式,谨慎采用户内中—低压分户调压的方式。只要住宅小区与调压站统一规划,例如将调压站周围的环境附以假山、建筑小品等园林艺术,既可确保调压站的安全距离,又利于使调压站外观与环境协调统一或隐蔽。一般燃气管布置在人行道或慢车道下,将其与给水管相邻,以充分利用《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)中给水管与燃气管的净距可为0.5m的规定,节省地下空间。虽然规范对地下燃气管道与建筑物、构筑物以及其它各种管道之间应保持的净距作出了规定,但随着科学技术的发展,管道材料、施工质量及运行管理水平的提高,安全距离可以适当缩小。
2.2室内燃气系统的布置
2.2.1 燃气立管的布置
由于燃气管道与其它管道分散布置,其立管若布置不当容易影响建筑物的整体立面效果,破坏建筑原有风格。因此,在进行室内燃气系统立管设计时,除必须遵守有关设计规范的要求以外,还应考虑其布置的最佳位置,做到既安全可靠,又不碍美观。现在也有许多高层、多层住宅建筑为燃气及其它管线预留有管道井。这样将燃气管道暗设于管道井中可很好的保证原建筑的外观。但暗设的燃气管道应符合《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)中10.2.31-10.2.33的有关要求。
2.2.2燃气挂表
室内燃气表挂表一直是建筑燃气系统设计中的难题。燃气表(IC卡)体积较大,一般规格为160*250*80mm,因燃气表不能被密封,若其不合理占据墙而,则燃气表与建筑的装修会极不协调。现在常用的居民住宅挂表方式主要有室外集中式挂表和室内分散式挂表等方式。室外集中式挂表是在住宅底层楼外靠近厨房的位置设置集中表箱。燃气引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连,各表后接用户支管形成管束引出表箱至各户所在楼层,并以适当高度进入厨房。集中表箱和配管往往影响建筑立面美观,而且对于冬季寒冷地区还需考虑表箱的保温,因为按《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)的要求,家用燃气表工作环境温度应高于0°C。室内分散式挂表是将燃气表装在各户的非封闭房间内,一般安装在厨房。这种挂表方式若不作掩饰处理,会破坏厨房内墙面的完整性,影响装修效果。针对挂表存在的问题,可做如下考虑,使其满足安全使用和建筑美观的要求。对室外集中式挂表可考虑在屋顶集中布置表箱,引入管直接去到屋顶入表箱,表后管由上而下分层铺设支管到户,各管道尽量铺设在墙槽、凹墙处、管井内,这样可减少对住宅建筑周围环境的破坏。
2.2.3室内燃气管线的布置
随着人们对家居环境要求的提高,室内各种管线的设计也需要适应变化。由于燃气的相对高危险性,使其安装要求较为严格,因此它是难以协调和影响室内装饰美观的管线之一。若布置不恰当往往使得其墙面距离过大,造成死角空间,影响家居装修。《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)中10.2.31-10.2.33允许燃气管道暗设,将室内管线作暗埋处理也是居室装修趋势。因此我们可以将室内管道尽量暗埋在墙面或地板内,或是将其暗设于吊顶或橱柜内,以减少明设管道的长度。管材应选用空调用铜管或燃气用铝塑复合管。
城镇燃气管道防腐
在城市燃气管网中,燃气管道一般采取地下敷设,这容易给金属管道包括钢管带来严重的腐蚀。而且与长输管道相比,城市燃气管道多为环状、枝状,管件密布,管道变径较普遍;随着城市建设的进展逐步形成并拓展,质量缺陷较多;周边环境复杂甚至突变,城市杂散电流干扰严重。这都要求做好钢管的防腐工作。对于城市燃气系统,由于地下管网密集,阴极保护的外加电源对其它管道干扰大,会造成自身受益、他家受害的局面。而采用比钢管电位负的金属材料与钢管相连的牺牲阳极保护法则不会出现此类情况,因此,城市燃气的输气干管应采用防腐涂层与牺牲阳极相结合的防腐方法。对于其他压力较低的非主干管道,则一般直接采用防腐涂层法。在牺牲阳极保护法中,一般采用镁合金作为牺牲阳极对管道进行保护。由于在输出电流过程中遭受破坏,镁合金牺牲阳极的设计使用年限最好与管道的使用年限相匹配,既不产生浪费也不多增加维护费用。但应注意的是,当土壤电阻率太高和被保护管道穿过水域时,不宜采用牺牲阳极保护。
在城市燃气领域,甚至整个燃气领域,钢管都发挥了不可替代的重要作用。但是,我们也必须看到由于我们在设计、施工和维护管理等方面的工作还存在一定问题,导致燃气管道寿命较短,实际输气能力与设计值相差较大,发生爆管、漏气等事故,浪费国家物资,妨碍社会稳定,影响城市正常建设和市民日常生活,甚至威胁人民生命和财产的安全。应该通过的合理设计、文明施工、细心维护、规范管理外,把燃气管道的腐蚀由被动变为主动变事后响应为事前检测预防,使管道始终处于受控状态,根据外腐蚀检测结果有计划、有针对性地采取维护措施,防止管道失效或事故发生,将管道大修费用投入到最需要的地方,避免部分管道可能发生过度维修或欠维修,从而最大限度地节约成本,保证管道运行始终可靠,从而使管道处于良好的运行状态,延长管道寿命。
结束语
燃气管道的设计和防腐问题是一个与城镇居民生活息息相关的重要内容。在城镇燃气管道的设计中应结合管道的运行环境,施工现场条件等多方面的因素综合考虑,既要有预见性又要符合现实情况,在满足城镇居民基本要求的前提下使我们的设计更为合理和人性化。
参考文献:
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城市燃气管道的基本要求范文2
关键词:燃气管网规划;管径选择;管材;安全
天然气供气设施是城市重要的市政基础设施,也是城市现代化的重要标志。搞好城市燃气管网的规划设计不仅是城市总体发展的要求,也是燃气市场发展的需求。近年来,随着国家政策方针的调整,天然气行业及其他能源行业竞争日趋激烈,过去稳固的垄断地位开始动摇。根据市场的发展需求,应该对城市燃气远近期管网规划作出新的调整。
一 城市燃气管网规划原则
1.1燃气规划原则
城市燃气规划符合城市社会经济发展总体战略方针,结合城市发展的实际情况,确定合理的规划方案,统筹规划、近远期结合、分期实施、逐步完善。
城市燃气规划符合国家能源生产和消费结构的合理化调整及优化,合理配置天然气资源,坚持可持续发展方针,促进低碳经济。贯彻城镇燃气为人民生活服务、为发展生产服务、为改善城市环境服务的方针,以市场经济原则为指导,确定合理的用气指标及供气比例,为远景发展留有余地。积极采用有效的新工艺、新技术、新材料和新设备,做到技术先进、经济合理;充分体现城镇燃气的安全可靠性、科学合理性、系统全面性和技术先进性。
1.2 气源引入原则
城市燃气管网规划应确定市域周围高压管网,与其合理衔接,规划城市天然气供应系统;近期的燃气规划确定天然气为城市的主要气源,维持其他能源的使用,加快天然气输配场站管网建设工作。中期远期以天然气为主,采用分区或道路逐步敷设燃气管网,行成统一燃气环网。对规划天然气管网覆盖不到的地区,可发展液化石油气供应或者CNG、LNG供应。
二 合理预测城市燃气用气量
2.1 城市燃气需求量影响因素
一个城市的年度用气量主要受国民经济发展情况、人口、产业结构等因素的影响,国内生产总值、第二产业产值、第三产业产值对能源消费总量在不同程度上影响着城市能源消费总量的变化。年用气量主要取决于用户的类型、数量及用气指标。按照用户的特点,城市燃气供气对象一般分为三个方面:居民生活用气,公共建筑用气,工业企业生产用气。
根据城市总体发展战略规划,城市人口达到一定程度,经济发展到一定规模,能源消费总量也趋于一定水平。一般城市能源消费总量将呈现3个增长阶段,先是缓慢增加,然后加速增加,最后逐渐趋于稳定。
2.2 城市燃气年用气量的预测
(1)居民生活年用气量
在计算居民生活年用气量时,需要预测用气人数。居民生活用气人数取决于城镇居民人口数和气化率。气化率是指城镇居民使用燃气的人口数占城镇总人口的百分数。
式中:为居民生活年用气量();
N为居民人口数;
k为气化率(%);
q为居民生活用气定额(kJ/人.a);
为燃气低热值(kJ/)。
(2)公共建筑年用气量
对于公共建筑,用气人口数取决于城市居民人口数和公共建筑设施标准。列入这种标准的有:1000居民中的入幼儿园人数,为1000居民设置的医院,旅馆床位等。
式中:为公共建筑年用气量();
N为居民人口数;
M为各类用气人数占总人口的比例数;
q为各类公共建筑的用气定额(kJ/人.a);
为燃气低热值(kJ/)。
(3)工业企业年用气量
工业企业年用气量与生产规模、班制和工艺特点有关,一般进行粗略计算。
有工业产品用气定额的可依据用气定额选取,无用气定额的可用企业其他燃料的年用量折算。
式中:为公共建筑年用气量();
为其他燃料年用气量(t/a);
为其他燃料的低发热值(kJ/kg);
为燃气低热值(kJ/);
为其他燃料设备热效率(%);
为燃气设备热效率(%)。
(4)燃气汽车
公交车按每百km耗天然气40m3计算;出租车平均日行程300km,按每百km耗天然气8m3计算;每辆民用小汽车每天耗气量约为3.5m3。
(5)建筑供暖年用气量和其他未预见量
建筑供暖用气量与建筑面积、耗热指标和供暖长短有关。未预见量一般按照总用量的5%计算。
三 科学设计管网管径、优化布线
3.1燃气管网管径的选择
(1)管段初始流量的确定
管段初始流量是在连枝流量一定的条件下,通过调用基本关联矩阵求解而得到的。所谓连枝,是针对环状管网而言的。如果把一个环状管网去掉某些管段后,该管网变成支状管网,那么去掉的这些管段为连枝。连枝流量采用按照管段长度比例分摊原则确定。
(2)管径的初选
根据管段计算流量和管段的单位压力降,可以燃气管网计算软件调用中的“初选管径”菜单进行管径的初选。单位压力降从气源点到零速点的允许压力降与管路长度的比值确定,零速点的确定按照燃气总是从气源点流向最远点的原则确定。
(3)经济管径的选择
根据初始的规格化管径和管段的计算流量求解管段的压力降,并由气源点的压力求各个节点的压力,调用修正各节点压力,计算得出经济压降。根据此压降和计算流量,调用燃气管网计算软件中的“管径优选”菜单进行管径优选。
3.2城市燃气管道布线原则
城市燃气管道均采用地下敷设,宜沿城市市政道路、行道两侧,或绿化带内敷设。
(1)高压管布线
高压管网的主要功能是引入气源,通过调压站向中压管网配气。
高压管道宜布置在城市边缘或市内有足够埋管安全距离的地带,并宜双气源或多气源供气,以提高压供气的可靠性。
(2)中压管布线
中压管网的主要功能是输气,通过调压站或调压柜向低压管网配气。
中压管道应布置在城市用气区,便于与低压管网链接的规划道路上,但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设,否则对管道施工和管理维护造成困难。中压管道应布置城环网,以提高输气配气的可靠性。
(3)低压管布线
低压管网主要功能是给用户配气,直接与用户相连。尽量布置在街区内,兼做庭院管道,节省投资。
四 严谨选材,加强耐久性,提高安全性
4.1管道及管件选材
用于输送燃气的管材、管件种类繁多,需根据燃气性质、压力等级、施工要求选择,并满足机械强度、抗腐蚀、抗震和气密性等基本要求。尽量选择成熟工艺和材料,如需要采用新工艺、新材料,要考虑材料是否满足目前制管条件,对新型材料的力学性能和工况环境的适用性需做大量的模拟实验和深入研究,需要专门的组织来审查和分析设计,以对其有正确定评价和定位。
4.2城市管道防腐和耐久性
钢制管道在周围介质的化学、电化学作用下,受到破坏,对于架空钢管,通常是外涂防腐漆,对于埋地管道可选择绝缘层防腐、电保护、牺牲阳极保护三种方法。非钢质管道要根据外部环境、管材性能、产品试验、相关规范确定保护及使用情况。防腐等级设计还是普遍采用加强级。定期对城市燃气管道耐久性进行耐久性评估与寿命预测,确定承载能力极限状态和正常使用极限状态。
4.3 提高管网设计的安全系数
提高安全系数根本目的是保证管网的平稳运行,避免事故和损失。城市燃气管网是一个系统工程,从输配管网到调压、调峰场站,燃气的易燃易爆和有毒性,决定了其风险无处不在。尽管规范中对安全系数有规定,但把握一个合理的安全系数并不容易。系数大投资增加大,系数小存在风险大。对于管道,增加壁厚来延缓防腐穿孔及减少外部伤害;对于场站,增加备用设备及良好维护保证其稳定运行。无论是管道还是场站天然气的泄露或爆炸,都对生命财产及环境污染具有重大危害。因此地处城市的燃气管网设计中应提高管道设计安全系数。
城市燃气管道的基本要求范文3
关键词:城市燃气管道;城市居民;燃气外泄;防腐蚀技术
【中图分类号】 TQ541【文献标识码】 B【文章编号】 1671-1297(2012)11-0331-02
城市燃气作为城市能源的重要组成部分,应与城市未来的总体规划同步进行,城市燃气供应管道化更是城市现代化的主要标志之一,在城市燃气管网建设中,如何选择合适的管材已是一个至关重要的问题,在此分别从管材的特性、管材的价格、使用年限、输送能力等几方面作以比较说明。
一腐蚀的原因
腐蚀是金属在周围物质的化学,电化学作用下所引起的一种破坏。金属腐蚀按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。输送燃气的钢管按其腐蚀部位的不同,分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。
1.内壁腐蚀。水在管道内壁生成一层亲水膜,形成了原电池腐蚀的条件,产生电化学腐蚀。由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其它腐蚀性化合物直接和金属起作用,引起化学腐蚀。内壁防腐的根本措施是将燃气净化,使其杂质含量达到允许值以下,还可以在管道内用合成树脂或环氧树脂等作内涂层,可防止管道内壁的腐蚀,并能降低管壁的粗糙度,相应地提高了管道的输气能力。
2.外壁腐蚀。架空或埋地钢管都会发生外壁腐蚀。埋地钢管的化学腐蚀是全面性的腐蚀,在化学腐蚀的作用下,管壁厚度的减薄是均匀的,所以从钢管受到穿孔破坏的观点看,化学腐蚀的危害性不大,而造成钢管表面出现凹穴,以至穿孔的主要原因来自电化学腐蚀,其次杂散电流。土壤中微生物细菌对钢管的腐蚀作用也是不可忽视的。
二防腐的方法
可从下述三方面途径来防止腐蚀的发生和降低腐蚀的程度:采用耐腐蚀的管材,如铸铁管。塑料管或其他非金属管道;增加埋地钢管和土壤之间的过度电阻,减小腐蚀电流,如采用防绝缘层使电阻增大,在局部段采用地沟敷设或非金属套管等方法,这些方法又称为消极防腐法;采用电保护法,这种方法又称为积极保护法。一般与绝缘层防腐法相结合,两种方法同时采用,以减小电流的消耗。
1.绝缘层防腐法。绝缘层防腐法是在埋地钢管上涂敷电绝缘性能良好的隔离层,可以避免管道金属与土壤直接接触,阻止电流流入管道和流出管道。因此,如果隔离层完整无缺损,并保护良好的电绝缘性能和防水性能,则土壤中的电解质不可能透过隔离层与管道金属接触,就可防止电化学腐蚀的发生。管道的绝缘层一般应满足下列基本要求:与钢管的粘结性好,保持连续完整;电绝缘性能好,对击喘电压有足够的耐压强度和有足够的电阻率;具有良好的防水性和化学稳定性; 能抗生物侵蚀,有足够的机械强度、任性及塑性; 材料来源充足,价格低廉,便于机械化施工。
埋地钢管所采用的防腐绝缘层种内很多,有沥青绝缘层,煤焦油沥青绝缘层,聚氯乙烯包扎带,塑料薄膜涂层,酚醛泡沫树脂等塑料绝缘层,搪瓷涂层和水泥砂浆涂层等。煤焦油沥青具有抗细菌腐蚀的优点,但有毒性。塑料绝缘层在强度、弹性、受撞击、粘结力、化学稳定性、防水性和电绝缘性等方面,均优于沥青绝缘体,是今后发展的方向。沥青是埋地钢管中应用最多和效果较好的防腐材料,当前在我国主要是采用沥青绝缘层。
沥青绝缘层的结构。这种绝缘层由沥青、玻璃布、塑料布所组成,沥青绝缘层所用各种材料性能要求如下:①沥青。沥青的电绝缘性能较好,吸水性小,化学稳定性好,材料来源之泛,成本低。在金属管道防腐方面,我国都采用石油建筑沥青30号甲,30号乙和10号,或专用沥青1号,2号和3号。②玻璃布。其厚度为0.1mm,经纬密度为8×8根/平方厘米,含碱量10%是在绝缘之间起加强作用的包扎材料,以增强绝缘层的强度,起骨架的作用。③聚氯乙烯塑料布。其耐寒性能要求在零下40度时不脆裂,耐热温度为70度时强度不会降低,厚度为0.15~0.20mm,用于外包扎层,即可防腐又可起保护沥青层的作用,使预制绝缘层的钢管在运输、入沟、安装和回填土时,其绝缘层免糟损坏。④底漆。以涂敷绝缘层所用沥青与无铅汽油调制成底漆,它的作用是增加沥青与钢管表面的粘结力,其重量配比为:沥青:汽油=1.2:(2.25~2.50)。⑤橡胶粉。为提高绝缘层粘结力和延伸度,可在沥青中加入3%~5%的橡胶粉。
沥青绝缘层的施工。沥青绝缘层的施工中应注意的事项主要有:①配制沥青底漆要用无铅汽油,底漆在使用前必须充分搅匀,用0.4×0.4mm的滤网过滤,测定比重应为0.8~0.82。底漆应储存在密闭容器中,对变稠了的底漆应加以稀释处理,符合要求后才能使用。②在熬制沥青是,应县将沥青打成3kg以下小块,放入干净的沥青锅中逐步升温,当温度升到180~200度时脱水,直到不产生气泡为止,然后逐步降温至160度以下,当需要时可加入3%~5%的橡胶粉,事先应对橡胶粉进行筛选处理,使其粒度不大于1mm,含水量不大于1.5%,磁选后的金属含 量不大于0.1%,纤维含量不大于5%,每锅沥青应取样化验合格后才能使用。③钢管要先除锈除漆,直到露出钢管本色,并完全干燥后才能涂刷底漆,底漆层厚度应均匀一致,厚0.1~0.15mm。④沥青层应涂在干燥清洁的底漆上,要求光滑、厚度均匀、无气泡无皱纹也无结瘤产生,用玻璃包扎时,每圈之间不能的间隙,允许有不大于5mm的搭边,当包扎第二层玻璃布时,其缠绕方向应于前一层相反。外包塑料布时每圈搭边宜在20~30mm之间。⑤管道绝缘防腐层在涂敷过程中和工作结束后,都应仔细进行外观检查,消除所有缺陷。此外,还应使用电火花检漏仪对全部防腐层进行检验,该仪器利用高压火花放电原理检查出燃气管道防腐绝缘层的微孔和损伤必须予以消除,否则,它们就可能是埋地钢管电化学腐蚀的阳极区,使钢管表面产生腐蚀,以至穿孔。
2.电保护法。电保护法有阴极保护法。牺牲阳极保护法和排流保护法。目前常用的是阴极保护法。根据点化学腐蚀的原理,在腐蚀电池中阳极受腐蚀而损坏,而阴极则保持完好,利用外加的直流电源,通常是阴极保护站产生的直流电源,使钢管对土壤造成负电位的 保护方法,称为阴极保护。阴极保护站直流电源的正极与接地阳极(常用的阳极材料为废旧钢材)连接,负极与被保护的管道连接,外加电流从电源正极通过导线流向接地阳极,直流电由接地阳极经土壤流入被保护的管道,再从管道经导线流回负极。这样使整个受到保护的管道成为阴极,而与接地阳极成为腐蚀电池,使接地阳极的废旧钢材不断受到腐蚀。
一个阴极保护站的保护半径约为15~20Km,两个保护站之间的保护距离约为40~60Km。当被保护的管道与其它地下金属管道或构筑物邻近时,必须考虑阴极保护站的杂散电流对它们的影响,当这种影响超过规定的标准时,就应考虑燃气管道与它们共同的电保护措施。由于城市的街道或街区庭院内地下金属管道和构筑物较多,为了避免相互影响,电保护法在城市燃气管网中极少应用,而只采用绝缘层防腐法,但在长输管线或城市郊区的燃气管道上,电保护法常与绝缘层防腐法同时采用,以达到取长补短的防腐效果。
参考文献
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城市燃气管道的基本要求范文4
【关键词】燃气管道;防腐层;施工方法
管道防腐方法可分为两大类:金属或非金属覆盖的防腐蚀法和电化学防腐蚀法。在金属表面覆盖一层电位低于管材本身的金属,叫做金属覆盖法;覆盖一层绝缘性强的非金属物质,加强管身与外管的绝缘性,叫做非金属覆盖法。大口径钢管的外防腐处理,一般在管外用绝缘材料做一层保护层,以隔绝钢管与其周围土壤中的电解质接触,使其形不成腐蚀电池现象,这样就可达到防止管道腐蚀的目的。
一、绝缘层防腐法
管道外包扎绝缘层可以将管道与作为电解质的土壤隔开,并增大管道与土壤间的电阻,从而减小腐蚀电流,达到防腐的目的。
对绝缘防腐层的基本要求如下:①应有良好的电绝缘性,耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。②应有良好的防水性和化学稳定性。③应有一定的机械强度。④绝缘防腐层与管道应有良好的黏结性,以保持连续完整。⑤材料来源丰富,价格低廉,便于机械化施工。⑥涂层应易于修补。
目前,国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多,可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘层等级,选用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末涂层等防腐绝缘材料。
二、石油沥青防腐层
石油沥青作为钢管外防腐材料,据悉已有近百年的历史,它具有耐电压性能好,价格便宜的特点,但是石油沥青的最大缺点是强度低,吸水率大,不耐植物根植穿透,不耐细菌,易老化。石油沥青防腐层通常选择“三油二布”的做法。在土壤腐蚀性强或管道穿越沟渠等重要的地方,则采用“四油三布”加强防腐。
三、环氧煤沥青防腐层
环氧煤沥青涂料由环氧树脂、煤焦油沥青、固化剂和填料等组成,适用于水下管道及金属构筑物。它耐矿物油及化学药品,漆膜不仅耐磨,而且对金属有很好的附着力。它的施工采用冷敷工艺,因而较石油沥青、煤焦油沥青更优越。但是环氧煤沥青的缺点是施工质量不易保证,除锈质量要求很高。
四、煤焦油磁漆防腐层
采用煤焦油磁漆作为一种管道涂料,在全世界范围内应用几十年长盛不衰,是因为这种材料防腐性能优良,防腐保护寿命长,且价格便宜,经济实用。煤焦油磁漆适用于各种地下管线防腐,在国外应用广泛,我国也在推广应用,靖边至西安天然气长输管道全部以及西安市天然气管道的局部均应用了煤焦油磁漆。但该材料毒性较大,有致癌物,在发达国家已禁止使用。
五、聚乙烯防腐层
聚乙烯防腐层技术是目前国内外埋地管道外防腐的主要技术之一。聚乙烯防腐层因其防腐性能好、吸水率低、机械强度高等性能,近20年来在国内埋地输水、输气、输油管道上获得了广泛应用。
六、电化学防腐蚀法
电化学防腐蚀法是排流法和阴极保护法的总称,其中尤以排流法更为经济有效。现分别介绍如下。
1.排流法
当金属管道遭受来自杂散电流的电化学腐蚀时,埋设的管道发生腐蚀处是阳极电位。如果在该处管道和电铁回归线(如变电站的负极或钢轨)之问,用低电阻导线(排流线)连接起来,使杂散电流不经过土壤而直接回到变电站去,就可以防止发生腐蚀,这就是排流法。
排流法防腐蚀的效率很高,费用较低,是普遍采用的方法。埋设金属管道和变电站负极连接起来进行排流时,若只有一个变电站电源,而且不可能从电源流入逆电流的情况下,两者可直接用排流线连接,这称为直接排流法。
2.阴极保护法
阴极保护法是从管道的外部给一定量的直流电流,由于输水管道上电流的作用,金属管道表面上的不均匀电位被消除,使其不能产生腐蚀电流,从而达到保护金属不受腐蚀的目的。阴极保护法又分为外加电流法和牺牲阳极法两种。新建的大口径埋地燃气管道必须采用防腐层辅以阴极保护(联合保护)的腐蚀控制系统,且管道运行期间阴极保护不应中断;在役埋地管道(仅有防腐层)应逐步追加阴极保护。
(1)加电流法
外加电流法是通过外部的直流电源装置把必要的防腐电流经埋在地下的电极(阳极)流入金属管道的一种方法。所用的直流电源,通常都是交流电源经整流后得到的,而所用的阳极必须是非溶性物质,如石墨、高硅铸铁等。将阳极埋在地下,周围填充焦炭或炭末等,以降低接地电阻,并扩散产生氧气。在电极更换较方便的地方,可以使用旧钢管、旧钢轨等较大尺寸的电极。这种方法所用的整流装置由硅整流器和活动电阻组成,也有用恒压稳流器方式的。后者的工况要好些,但价格较高。另外,使用非溶性阳极时,可作为永久性的防蚀措施,除电费外无其他费用。这种方法的缺点是对其他地下管道也会造成一定的影响,即可使其某个地方变为阳极,因此在市区管道相距较近的地区不宜使用。
(2)牺牲阳极法
牺牲阳极法是用比被保护金属管道电位低的金属材料做阳极,和被保护金属连接在一起,利用两种金属之间已有的电位差产生防蚀电流的一种防腐方法。阳极随着流出的电流而逐渐消耗,所以称之为牺牲阳极。这种阳极消耗较快,安设位置必须便于更换。低电位金属材料有镁、镁合金、纯锌、锌合金、铝合金等,一般采用镁合金较多。这种方法的优点是施工简易,设备费用低;缺点是电压低而不能调整,阳极必须定期更换。使用外加电流保护必须使用得当。如果电压相差太大,由于电流分解了土壤中的地下水,产生了氢气,可将管身保护层破坏,反起副作用。
七、结语
燃气易燃、易爆、有毒,其储存、输配、经营和使用过程的每一个环节都容易发生泄漏、爆炸、中毒事故。因此,确保燃气供应各环节的设施安全,十分重要。为加强燃气工程施工质量管理,从工程环节把好安全质量关。
参考文献
[1]蒋科峰.浅析燃气管道防腐技术及腐蚀评价[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(04).
[2]牛幼飞,王功.城市燃气管道防腐设计中的几大问题研究[J].科技传播,2012(10).
城市燃气管道的基本要求范文5
关键词:LNG气化站 安全设计 运行管理
中图分类号:S611文献标识码: A
LNG相比于石油的单位热值更高,燃烧产生的二氧化碳和氮化物更少,基本没有硫化物和颗粒物的排放,是一种非常清洁高效的能源。LNG气化站是接受LNG生产厂家后将其分配至用户的中间调节站。尽管LNG使用方面有众多优点,但是其安全事故频发,其中最严重的是1984年11 月19日,墨西哥圣胡安・伊克斯华特佩克发生的沸腾液体扩展蒸汽爆炸(BLEVE),造成542 人死亡、7000 多人严重烧伤和35 万人无家可归。因此,开展LNG气化站安全事故的风险分析,做好安全设计和运行管理具有重要的现实意义。
1 LNG气化站安全事故风险分析
1.1泄漏扩散
尽管LNG蒸汽本身无毒,但是吸进纯的LNG 蒸汽会迅速失去知觉,随着LNG比重增加,氧气比重降低,会慢慢的窒息,直到发现的时候为时已晚。泄漏出来的LNG 和气态天然气对人体也是有害的,外露的皮肤短暂地与LNG 接触,不会有什么伤害,但是持续的接触,可以导致严重的灼伤和组织损伤。液化天然气气化吸热,人体吸入大量冷空气,对内部器官有较大影响。此外,更严重的是燃气泄漏引起的火灾和爆炸会导致人员大量伤亡。
1.2沸腾液体扩展蒸汽爆炸(BLEVE)
沸腾液体扩展蒸汽爆炸(BLEVE)爆炸瞬间会产生剧烈燃烧的火球,往往造成重大的人员伤亡和财产损失。使LNG发生BLEVE的原因一般是储罐受到外来撞击、火焰烘烤等使储罐损坏,短时间产生的过热气化的物质瞬间释放到空中,遭遇火源发生剧烈的燃烧,产生巨大的火球。BLEVE是流体与结构相互作用的结果,其作用机理较复杂,不仅涉及高压液化气体在加热和突然降压过程中的力学规律,还与钢材在较高温度下的蠕变和断裂有关。
1.3急冷、水击、间歇泉和水锤
急冷是指低温密封面泄漏以及低温管线发生挠曲的现象。急冷是由于LNG 的低温,在管道的顶部和底部形成温度梯度,导致管道各部位温度不同产生挠曲变形,进而引发事故。水击是LNG流体发生突然变化引起的,阀门的快速关闭、开启或停泵时产生的瞬时流体压力都会致使流体的流速突然发生。由于LNG充装管线长,管线阀门产生的闪蒸气积聚上升至储罐液面,上升的闪蒸汽温度较高,与液体进行热交换,液体大量闪蒸,使储罐内压力快速升高,导致储罐安全阀“自动”开启。在管内液体被闪蒸汽推向储罐的同时,管内被排空的部分会被罐内液体迅速补充,又开始新一轮的闪蒸汽积聚过程,周而复始形成间歇泉间歇泉;管内液体被BOG 排空与重注则形成水锤。
1.4火灾和爆炸
LNG泄漏吸热气化,蒸发气体与空气混合,在较低浓度(体积比重5%~15%)下起火爆炸。LNG液化气体的液相流到地面并被引燃时发生的火焰则称为液池火焰。液池火焰不仅会对周围人员设备造成损害,给灭火带来不便,长时间热辐射容易造成周围设施比如储罐发生泄漏,造成储罐下面围堰区发生池火,产生的强烈的热辐射可能使得该罐体和周围的罐体发生破裂,甚至罐体发生爆炸,强烈的爆炸冲击波会使得周围的罐体、管道和建筑设施造成毁灭性的破坏。
2安全设计与运行分析
2.1气化系统安全设计与运行分析
储罐自动增压与LNG气化是在压差的推动下进行,罐内压力随着储罐内LNG的流出而不断降低,为了保证LNG汽化的正常进行,需要利用自动升压调节阀和储罐自增压气化器将储罐内压力保持在正常的工作范围内,进而实现LNG气化的持续进行。自动升压调节阀和储罐自增压气化器会在储罐压力低于自动升压调节阀的设定开启值时开启升压调节阀, LNG流入自增压气化器,在自增压气化器内液态LNG发生汽化,汽化后的天然气流入储罐,储罐压力升高,LNG在压差的作用下进入空温式汽化器,化后的天然气经过调压、计量、加臭处理后,输送至城市中压燃气管网。为防止天然气因为温度过低直接进入城市中压管网造成管道、阀门等设施发生脆裂,气化后的天然气需经水浴式加热器或电加热使其温度上升到l0℃左右,然后再经调压计量加臭输送至城市燃气管网。空温式气化器要设计两套,交替使用避免长时间使用而结霜降低气化效率。气化器布置应结合工艺管线布置,站区美观的情况下适当增大相邻气化器或周边建构筑物的距离,以便干气化器的对外换热。
2.2储罐安全设计和运行分析
真空罐采用增压器给储罐增压,内罐为耐低温的不锈钢,外罐为碳钢材料,内外层之间填充绝热材料,并抽真空。储罐总容量要根据为3~5天高峰月平均日用气量确定。在储罐上分别设置测满口与差压式液位计两套独立液位测量装置,防止储罐内LNG充装过量或运行中罐内LNG太少危及储罐和工艺系统安全。储罐自控系统还要设高限报警(充装量为罐容的85%)、紧急切断(充装量为罐容的95%)、低限报警(剩余LNG量为罐容的10%)。当达到充装上限时,LNG液体会从测满口溢出,提醒操作人员手动切断进料。
2.3消防水系统安全设计和运行分析
水在LNG站场不同于其它消防系统,在LNG气化站,水遇到LNG火灾时,对火灾没有任何积极作用,只会加速LNG的气化,进而加快其燃烧速度。水在LNG站场是用来冷却其它受到火灾热辐射的储罐或设备,防止其受到损害而发生泄漏,阻止火灾继续蔓延。在围堰处要设置泡沫发生器,防止发生LNG泄漏而快速蒸发。在LNG气化站要设置多个可燃气体报警探头,和储罐液相出口紧急切断阀联锁,一旦发现泄漏,紧急切断阀可立即关闭,防止LNG大量泄出;消灭初期火灾,控制较大火灾,防止火灾扩大蔓延,给消防队前来灭火争取时间。消防水系统可以采用室内消防水池和城市供水管网两个水源供水,厂区室外消火栓系统可以与室内消火栓系统合用,并与市政管网相连,水表井内应设置止回阀。
2.4工艺和材料的安全设计和运行分析
站内设置的氮气钢瓶为紧急切断气动阀门提供气源,也可采用压缩空气作为紧急切断阀的动力。在LNG储罐的进出液总管上设置连通管能防止LNG储罐间的倒罐,对LNG液相管进行冷循环,保持管道的低温状态。调压装置要根据LNG气化站的规模选择,通常设计两路调压,调压器选用带指挥器、超压切断的自力式调压器。加臭剂选用四氢噻吩,加臭以隔膜式计量泵为动力,根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。工艺系统阀门应满足输送LNG的压力和流量要求,同时必须具备耐-196℃的低温性能。站区LNG管道在常温下安装,在低温下运行,前后温差达180℃,存在较大的冷收缩量和温差应力,通常采用“门形”补偿装置来补偿工艺管道的冷收缩。总之,工艺专业设计要兼顾运行规范要求和操作方便,符合生产场所基本要求和地形特征,合理配置设备、工艺管线。
2.5监控系统设计和运行分析
以典型SCADA监控系统为例,该系统按结构可分为三层:最上层是完成接收站控侧传送的数据并进行数据管理的监管层;第二层是位于站内控制室里,控制现场设备的启动和停止、采集设备的故障状态、可燃气体报警状态及模拟信号的现场控制级设备;最底层是位于管道流程中的控制电磁阀、温度传感器和压力/压差传感器的现场设备。站控系统是保证SCADA系统正常运行的基础,站控系统可以独立完成数据采集和控制,并通过网络与调度中心时刻互联,保证站内数据的及时上传,同时接收调度中心下达的命令并执行。
3结语:
LNG气化站的安全设计是正常运行的前提,必须在熟悉LNG特性的前提下做好运行风险评估,为安全设计提供依据,进而为施工和运行提供可靠的指导。
4参考文献:
[1]何茂全. 液化天然气储运系统风险评价. 同济大学硕士论文. 2007:2~10
城市燃气管道的基本要求范文6
台上戴着高高的厨师帽掌勺烧菜的,不是什么星级酒店的御用大厨,而是普通老百姓若干;锅里烧的,也不是堪比米其林等级的专业菜式,只是略经雕琢的各地特色家常小菜;开火前主持人问的问题,更不是什么食材搭配什么调料更美更鲜,而是家里厨房燃气灶的台面应该高于还是低于燃气管,按照国家燃气具安全管理规程,使用天然气的热水器的使用年限为几年……
11月18日下午,长春。当来自西南、华东、华南、东北的12支代表队菜品的最后得分在浓浓的菜香中被宣布时,几百平米的大厅中气氛到达了巅峰。彼时,屋外冰天雪地,室内温暖如春。
这是坐在台下的闻有明最愿意看到的景象。身为港华燃气集团(以下简称“港华燃气”)高级副总裁的他,身后是香港中华煤气有限公司(以下简称“中华煤气”)这家已有147年历史的老牌企业。自从中华煤气的内地城市业务品牌――港华燃气2005年推出自有燃气具品牌“港华紫荆”以来,这已是第四届“港华紫荆”杯烹饪比赛。
香港入素来喜欢举办各种烹饪大赛。这个特点从大大小小的港剧和港片中可略见一斑:人们喜欢动不动就拿上锅碗瓢铲,在炉火灶台前一比身手,过个输赢。浓重的市民气息便在油盐酱醋间蒸腾而出。但对于闻有明和港华燃气来说,“港华紫荆”当然不仅仅是一场比赛。“一年一度的‘紫荆’盛会,旨在弘扬中华千年明火烹饪文化,体现港华燃气致力提升高品质燃气生活的理念。我们希望通过比赛,增加与客户的沟通与交流,传递家庭燃气安全知识及燃气具安全使用常识,向广大燃气用户传递‘安全厨房’的概念,并最终将其打造成为港华紫荆的一次客户会性质的活动。”闻有明这样告诉《新世纪周刊》。
所以,这无疑是一场特殊的营销方式。只不过,闻有明向记者强讽营销的最终目的,倒还不是“港华紫荆”燃气具系列的销售,而是――“安全”。
“安全是我们企业的生命,没有安全就没有企业,这是我们的理念。”说这句话的时候,香港人闻有明收起了脸上的微笑,神情严肃而职业。
“慢慢慢幔去改变”
从小在香港长大的闻有明的记忆里,香港每家每户用的燃气具,都是从燃气公司买来的。超市和家电卖场这些地方,卖燃气具的少之又少。因为在香港人惯常的思维当中,燃气具这种对安全性、专业性要求极高的物品,应该从专业的地方选购。
而最专业的地方,自然是燃气公司。
“香港客户对燃气安全是很关注的。他们知道燃气安全很重要,所以他们一定不会私自改动任何的燃气管道、燃气具,有什么事情他们会立刻通知煤气公司。”闻有明向记者介绍说,成立于1862年的中华煤气,是香港第一家公用事业机构,主要业务包括生产及输配燃气、销售燃气及燃气具、并提供全面的售后服务。目前,中华煤气在香港的管网已超过3200公里,覆盖全港85%的经济区,为160多万民用及工商客户供应燃气。
可以说,中华煤气在香港的燃气市场地位几近垄断,但这样并没有带来质量和服务的懈怠,100多年来,中华煤气一直奉行的是“以客为尊”的企业文化。这种文化具体化,就是“保证燃气质量,提供优质服务”。
“客户感受到服务好,对我们有信心,所以就过来买(燃气具),这是个良性循环。”闻有明说。
而这一点,恰是他来内地工作后发现内地燃气具市场与香港市场的最大不同。
在闻有明的观察中,内地客户购买燃气用具的地点一般是国美、苏宁这样的家电卖场或建材市场,而不是燃气公司。习惯从市场第一线了解资讯的他跑到许多地方去问,去了解,才知道了多年以前,内地的燃气公司也是销售燃气具的,但由于市场地位带来的自大和服务意识的缺乏,燃气具质量不能保证,没有服务。所以后来销售点慢慢撤销了。购买燃气具的客户也渐渐转向卖场中各式各样、良莠不齐的品牌。
“其实,从2002年起,国家就已经禁止销售使用不带熄火保护装置的嵌入式灶具。不过到目前你可以到任何地方去看,仍然还有这种燃气具在销售。”浸这个行业几十年的闻有明对记者直言,每每看到卖场或用户家中这种燃气具的存在,都“胆战心惊”。
于是,在中华煤气进入内地燃气市场11年后,终于在2005年9月15日正式推出了自己的燃气具品牌――港华紫荆。要把中华煤气100多年的安全文化和为客户提供优质服务的精神,移植到内地来,通过在燃气公司客户中心销售安全的燃气具,重新找回人们对燃气公司专业性和安全性的信心。
不过,这注定不是一个一蹴而就的过程,闻有明告诉记者,香港今天这种全民对专业性和安全性的追求,也是多年积累的效果。这其中,政府、燃气公司、市民,大家都付出了自己的一份努力。所以,在提高内地消费者薄弱的燃气安全意识方面,闻有明常说的一句话是“慢慢慢慢去改变”。
“客户的安全意识提高以后,任何事情都很容易办。”闻有明说。
专业的“最好服务”
曾有一项针对燃气具的调查显示:超过半数的用户存在三大事故隐患。一是所用气灶大部分没有保护装置,因为对此不懂或不够重视,很多人往往是花了高价把隐患买回家;二是不少用户私自改装管道,管道材料质量、安装质量都得不到保证,留下事故隐患;三是用户安全意识淡薄,缺乏安全知识,事故紧急救援和自我防护能力较差。
闻有明告诉《新世纪周刊》,燃气最重要的一点就是安全。“安全要分为很多个方面:第一是炉具的设计,第二是炉具的安装,第三是炉具的维修。”
在炉具设计方面,所有的“港华紫荆”产品都有熄火保护安全装置,不但有国家质检部门的质检保障,还有港华燃气集团于2005年6月1日在广州成立的燃气科技中心提供的“加强版”质检保障。而且,为了配合内地用户喜欢煮汤的习惯,“港华紫荆”特别设计了内炎火嵌入式灶具,这类灶具最大的特点是火焰内藏于灶内,火力稳定,热力集中不分散,能效达55%以上,比同类产品省气近10%。
除了燃气灶具,“港华紫荆”目前的产品线还包括燃气热水器、消毒碗柜、抽油烟机和采暖两用炉等系列。为了顺应节能减排的趋势,所有的“港华紫荆”热水器不设火种点火,符合环保标准,都以国标的二级能效为基本要求,节能省气。
安装方面,所有的“港华紫荆”产品全部部是港华燃气在各地的合资公司的专业人员上门安装,安装后还会定期为用户做安全检查,3年内为用户免费保修。闻有明相信,用过硬的产品质量令客户信任,用良好的售后服务令客户钟情,即便没有家电卖场、建材市场这些渠道,“港华紫荆”依然会走出自己的一片天地。
现在,内地已有50多个城市在销售“港华紫荆”,但所有的销售地点都是燃气公司的客户中心。“我们放弃卖场,就是要给客户传达一种意识,买燃气具,一定要去专业的地方,就是燃气公司”,闻有明说,这50多个城市的背后,是800多万用户。通过上门服务,
“燃气公司的人与客户接触的机会其实远比其他人高。这是我们特有的优势。”比如客户会到客户中心办理燃气手续,那里恰好就有“港华紫荆”产品展示…
到目前为止,“港华紫荆”燃气具已经售出35万多台的成绩,就是对这种策略最好的注脚。
闻有明向记者坦承,在以后的营销策略上,“入乡随俗”的“港华紫荆”也并不会排斥其他的销售形式。比如已经开始在深圳“试水”的“立体化渠道布局”:继续在燃气公司营业厅设立港华紫荆品牌展示点,为燃气用户提供专业燃气具安装咨询的同时进行销售,打造燃气专家形象;进驻苏宁、万家等传统家电卖场和连锁店,借助他们宣传港华紫荆的专业品牌形象;在国安居、乐安居、红星美凯龙等专业建材家具市场自建品牌专卖店,借助它们的系统渠道优势;覆盖小区推广及新楼盘的厨卫精装修工程;介入新兴网络营销模式,与深圳折扣网、搜房网、建材网等多家网站台作,开展网上直销和网购集采活动。
这种“广撒网”的结果是销售全面开花。今年前6个月,“港华紫荆”在深圳的销售额是去年全年的两三倍,通过各种渠道销售的产品,没有一件返修。而全国燃气具产品的平均返修率,是4%。“然而这种全新的销售模式并不是可以随意复制的,”闻有明说,脱离燃气公司进入卖场的“试水”,依然是在这个卖场或者说这座城市是在我们燃气公司售后服务能覆盖的范围内进行的。换句话说,如果这个城市没有我们的燃气公司,我们无法对消费者的售后服务需求提供保障,那么即使这里的卖场卖得再好,我们也不会进入。
闻有明向记者介绍,每一件“港华紫荆”产品从销售到安装,从安装到售后,整个环节都按照港华“以客为尊”的标准来执行,真正做到一站式服务:产品的安全和可靠程度、预约服务、服务态度有具体指标;通过客户服务关注小组、人工接听热线电话等方式,充分的了解和满足客户的需求;每年定期为客户提供室内燃气设施安全检查,并配合各种形式的安全知识推广。连续四年举办的烹饪比赛就是众多的知识推广形式之一。
什么是最好的服务?闻有明引用了中华煤气常务董事陈永坚的一句话:不需要服务的服务就是最好的服务。
“打个比方,晚上12点你要用煤气却发现没气了,只能打服务热线求助。但最快的上午服务也得到第二天早上,客户利益已经受到影响。如果公司能够完善服务,让客户永远没有问题找上门,才算是最好的服务。”
闻有明还向记者强调又强调,购买燃气具一定要到燃气公司的客户服务中心或正规的卖场,嵌入式燃气灶一定要选购带有熄火保护装置的灶具;一定不要私自改建燃气设施,如果需要改装、迁移或拆除燃气设施,应告知燃气公司技术人员,确定改造方案,并按设计图纸由专业人员施工,同时报燃气主管部门备案,避免留下安全隐患;加强了解和学习燃气相关知识,正确使用燃气,掌握必要的紧急救援知识,提高个人防护能力。
为产业布局服务
燃气灶具,是港华燃气在内地产业布局的一个微小却颇为重要的环节。闻有明告诉记者,处在消费末端的燃气灶具安全性的提高,进而会直接带动燃气公司中上游业务的发展。
自从1994年进入内地市场以来,中华煤气一直在多个城市积极发展城市管道燃气业务和若干中游项目。2002年,中华煤气在深圳成立港华投资有限公司,2007年3月,中华煤气并购百江燃气,5月正式更名为港华燃气有限公司。2009年10月27日,随着河南省新密市港华燃气公司的成立,港华燃气在内地的城市管道燃气项目达到75个,涉及16个省(市、自治区)。除此之外,中华煤气还于2005年开始进入内地城市水务项目,包括城市供水和污水处理等。
闻有明告诉记者,在未来的产业布局上,港华燃气不仅仅会选择一些经济良好、沿海的城市,一些符合国家节能减排政策的城市也会在目标日程表E出现。比如刚刚划入港华版图的新密市,是全国有名的耐火材料生产基地,全市有400多家耐火材料厂,经济非常发达,但环境污染日益严重。“空气非常脏,车放在外面一分钟就一层灰。”引进港华燃气后的新密,原来烧焦油、重煤的企业,现在有三四百家正在陆续改烧清洁能源――天然气。
清洁燃气,一直是港华燃气致力发展的目标。“未来我们的投资是配合国家政策,致力于环保,支持经济发展和城市建设。”闻有明说,除了现有的70多个下游燃气项目,港华燃气的投资正在逐渐往中上游扩展。