整治城市地铁杂散电流干扰实践
来源:《管道保护》2023年第3期 作者:吴超燕 时间:2023-6-9 阅读:
吴超燕
国家管网集团东部储运公司福州输油分公司
摘要:杂散电流引起的金属腐蚀有影响范围广、腐蚀速度快、强度大,且集中于局部位置等特点。整治地铁杂散电流工作具有一定难度,管道企业应在地铁建设初期提前介入,与地铁部门建立沟通协调机制,主动争取政府部门支持,使干扰源尽量远离管道,并实施减轻干扰的技术措施。实践证明加强各方合作尤为重要。
关键词:管道保护;地铁;杂散电流;干扰防治
城市地铁直流牵引方式产生的杂散电流对地铁主体结构钢筋和埋地金属管线的腐蚀危害很大。由于埋地管线施加了阴极保护系统(恒电位仪),当受到直流杂散电流干扰后,管地电位的剧烈波动造成恒电位仪系统无法工作,管道处于腐蚀过程中,发生泄漏事故只是时间问题[1,2]。
福建是能源大省,建有福建联合石化、福建石化等炼化企业和西气东输、LNG管道、福建成品油管道、航油输送管线等长输高压管道。自厦门轨道交通1号线、2号线和3号线线投运后,厦门地区多条管道出现了强烈的杂散电流干扰。同时厦门地铁4号线和6号线正在建设,5条地铁线与西气东输分公司、东部原油储运有限公司等3家长输油气管道存在14处交叉和1处并行。本文介绍了厦门地区开展城市地铁直流干扰防护工作的一些具体做法。
1 防护对策
从杂散电流防护来讲,对杂散电流应以“堵”为主,以“排”为辅。根据《石油天然气管道保护法》第四十四条规定:后开工的建设工程,应当符合已建成的建设工程的安全防护要求。依据 GB/T 21448―2008《埋地钢质管道阴极保护技术标准》,可以把杂散电流的防护分为三种方式。
(1)地铁建设在先。 管道设计时应考虑地铁对管道造成的杂散电流影响。依据SY/T 0017―2006《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》,管道路由尽可能避免与地铁交叉或并行,若无法避免时,应考虑在管道侧施加电流屏蔽网,收集可能会流向管道侧的杂散电流,这样就可以大大降低地铁杂散电流对管道的影响。
(2)管道建设在先。地铁项目设计应该考虑在运行时产生的杂散电流会影响周边地下构筑物的安全。根据 CJJ49―1992《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》,在具体设计时尽可能避开管道或远离管道,特殊地段若无法避免靠近管道或与管道交叉,就应使用低电阻钢轨和设计合理的地铁电流收集网,并采取地铁回归电流屏蔽措施,尽可能地降低电流向大地中流出[3]。
(3)地铁和管道同时运行。对有条件的管道可以采用在管道侧施加电流屏蔽层的防护措施防止杂散电流流入管道,并采取“排”的辅助防护措施。由于运行中的管道不一定具备施加电流屏蔽层的条件,只能通过“排”的方式进行防护。
2 各方合作实践
(1)政府重视支持管道保护工作。2018年6月,针对厦门地区地铁杂散电流干扰问题,几家管道企业向福建省经信委反映要求协调处理。省经信委立即通知厦门市要求做好轨道集团在油气输送管道保护范围内施工作业的监管和执法。并组织地铁部门和管道企业到广州、苏州等地考察调研地铁杂散电流对管道影响及治理情况。市经信局将考察情况上报市政府,并建议借鉴苏州模式,由地铁公司和管道企业签订框架协议,委托权威机构检测评估,若确实存在明显影响,由轨道集团承担评估费和治理费用,否则由管道企业自行承担。
(2)管道和地铁双方加强沟通合作。地铁和管道企业应立足于共同安全,建立畅通的联系机制,积极有效化解矛盾、解决问题。无论地铁设计在先还是管道设计在先,都需要双方加强沟通,建立定期会商制度,协商制定应对措施,把杂散电流影响降到最低限度。同时双方要严密监控杂散电流情况,为日常维护提供科学依据。
(3)双方共同开展评估及论证。2020—2021年,管道企业委托权威机构开展杂散电流检测评估工作,轨道交通集团组织专家论证。专家组一致认为,油气管道腐蚀干扰来源为地铁运营产生的杂散电流,应充分考虑各线路运营的直流杂散电流的叠加影响,建议尽早制定防护方案并实施。
(4)双方合作开展治理与防护。轨道交通集团与管道企业签订《杂散电流综合治理框架协议》,由管道企业编制综合治理防护方案并负责实施,轨道交通集团对综合治理防护方案进行把关。治理完成后由管道企业负责相应杂散电流干扰防护设施的后续运行及维护保养,轨道交通集团不再另行支付治理工程包干价外其他相关费用。明确新建线路将参照上述做法,在初步设计阶段充分考虑杂散电流综合治理,并将相关费用纳入项目概算。
3 结语
通过开展地铁杂散电流干扰整治实践,形成以下几点认识和建议。
(1)要坚持从源头上防范化解重大安全风险,真正把问题解决在萌芽状态。应时刻关注辖区内的地铁规划建设,及时掌握信息,主动与政府相关部门、地铁公司沟通,引起对方重视和支持。应积极开展协调,使干扰源尽量远离管道,同时采取减轻干扰的措施。要加强干扰检测并汇总分析,按照轻重缓急程度进行排流和整改。
(2)地铁管理和建设方要严格按照国家标准进行设计和施工,控制杂散电流泄漏。把好工程建设验收关,杂散电流相关工程质量没有达到国家标准的,应主动进行整改。地铁处于计划建设期或者建设期时,可通过模拟仿真对可能产生较大干扰的管段进行预评估,先实施一部分预排流(一期排流),对存在排流效果不达标的管段,要进行二期排流并继续进行排流效果检测及评价。
(3)排流时应遵循边排流边检测的原则,每施工完一处(或是区域内)排流后,检测排流效果和复测其他位置直流干扰,再进行下一步排流,具体排流数量应根据现场多次复测结果决定。
(4)建议安装阴极保护在线监控系统,便于实现对管道阴极保护状况的实时监测[4],提升管理效率。
参考文献:
[1]夏慧芳.刘根胜.地铁直流杂散电流干扰埋地金属管道的防护与研究[J].石油库与加油站,2016,25(1):9-11.
[2]路春莲,李锋.地铁杂散电流腐蚀防护系统相关问题探讨[J].都市快轨交通,2013,26(1):64-67.
[3]孟丹.地铁杂散电流的产生、危害及防护[J].机电工程技术,2013(1):213-215.
[4]许斌.地下铁道杂散电流监测系统[J].铁道建筑技术,2009(1):92-96.
作者简介:吴超燕,1976年生,工程硕士,高级工程师,现从事长输成品油管道管理工作。联系方式:18558617363,1623304209@qq.com。
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