浅谈城镇燃气管网优化设计

【摘 要】城镇燃气管网的建设关系到我国的社会发展和人民生活质量的提高，在国家实施城镇化建设的进程中具有重要的作用。文章将重点介绍城镇燃气管网优化设计，以供同行参考。

【关键词】城镇；燃气管网；优化设计

1 前言

近年来，随着城市化的建设发展，天然气的需求量急剧增加，燃气管网系统也将趋于庞大而复杂，威胁燃气管道设施的因素越来越多，城镇燃气管网的规划和设计是否科学合理、经济实用，将直接影响到燃气输配管网运行的安全性和可靠性。

2 城镇燃气管网优化设计应考虑的因素

2.1 合理选择压力调节装置

城镇燃气管网优化设计与实现的关键环节之一是合理选择压力调节装置，主要是选用调压柜之类的带有主副调压器和超压切断器的压力调节装置。调压的特点如下：（1）通过压力调节箱，可以找到压力调节装置的准确安全地点，这样即便出现了较为紧急的安全事故，也能够在最短时间内调节压力。（2）压力调节装置要满足大型企业用户和工业锅炉用气量的需要，燃气流量的压力标准应当在调压器和压力调节装置的承受范围之内，供气标准为：一台压力调节箱应能满足400户居民的日常燃气使用量，如果是住户较多的大型居民社区，可以组合使用多台调压柜。（3）使用主副调压器的最大好处在于，如果主调压器出现故障，副调压器就可以自动投入到供气的运行中，不会影响用户的使用。（4）压力调节箱的合理使用可以大大节约工程建设费用和调压站的占地面积，不需要像原来那样以楼栋为单位进行压力调节，这就大幅度降低了调压设备管理的费用和日常维护费用的支出，也使得调压箱的数量大大减少。（5）采用超压紧急切断阀后，即使是调压器管道出现压力不稳或调节器出现故障，紧急切断阀会自动关闭，这样既能保障燃气供应，又可保障供气安全。

2.2 城镇燃气管网的优化

随着城镇燃气管网优化设计深入开展，对于管网的布置优化也在不断进步。城镇燃气管网的管径大小一定要满足市场需要，同时还要保证材料成本和敷设费用达到最佳的性价比。可以将管网优化转化为抽象的数值进行规划，以城镇燃气管网的架设费用为目标函数，以气源节点压力值、管段压差方程、节点流量方程为条件进行数值演算。选择管材的不再根据以往的施工实践经验进行判定，而应当按照优化设计方案的需求进行考虑。

2.3 城镇燃气管网的管材选择

城镇燃气管网传统设计大都采用钢管，由于这些燃气管道长年埋设在地下，钢管很容易发生腐蚀，为避免或延缓腐蚀对管道的影响，必然要对管道进行有效的防腐蚀处理，处理难度大，费用较高。由于PE管具有使用寿命长、易于维修、安装简单、成本低等优点，在城镇燃气管网中开始被大量应用，特别是在中压管道中。

3 燃气管网的建设

3.1 系统规划，构建科学的燃气管网

城镇燃气管网的建设，应当综合考虑城市规模、气源、建筑特点、居住区分布、地下设施以及地下管线等多方因素，从而量身制定出合理的设计方案。通常而言，低压供气系统不适宜城镇燃气管网，管网应当由高压、中压和低压管道分级组成。使用这种分级建设，既经济合理，又符合科学规范。具体实施过程中，应当积极推广低压入户、中压入院、高压入干的分压制供气模式，从而提高燃气管网的科学性、经济型以及合理性。按照国家所规定的燃气设计标准，高压管网应当布置在城市的边缘或者是城区的主干道；中压管网应当布置于城镇用气区规划道路，要避免在闹市区进行敷设，减少维护和管理工作的难度；低压管线应当尽可能的布置在庭院内距离用气设施近的范围之内。城镇燃气管网在建设中必须对近期建设与长期规划进行综合考虑，避免发生管网建成之后不久便需要增大管径、改线等工作，应当合理的规划燃气管网的工作年限，降低管道的运行成本。

3.2 严格把控，规范燃气管网的施工

建设城镇燃气管网需要能够满足城镇的整体发展，和街道、住宅区、公路的规划与建设同时进行，应当尽可能的避免破坏道路挖街，降低成本；和城镇环形管线建设匹配，提前预留接口。不仅能够减免复杂的手续，还能够节省审批所需的费用，从而降低投入资金的总量。城镇燃气管网在施工的过程中，必须进行规范的设计和施工，通过严谨的管理手段保证工程质量。施工的过程中要把握焊接、回填、试压吹扫等各工序的质量关，进行跟踪监督。对于燃气设备的采购、使用应当严格控制，避免购买价高质次的设备，防止由于操作不当引起设备故障、损坏，防止由于不规范安装导致的返工。发现质量问题和隐患之后，必须及时安排技术人员到达现场进行处理，将质量隐患及早消除，保证城镇燃气管网能够安全的运行。建设完成的管网能够和在用管网进行连接的，应当抓紧施工，使新建的管网能够更好的发挥作用。在短期内无法进行连接的，应当在环形管线或者是主干线上安置检查井，利于今后连接管道的施工作业。主干线、环形管线以及沿路顺街所铺设的管线，如果遇到没有修建完毕的街道、道路和其余的支线，应当预留管道并且安装阀门，减少重复改造的工作，尽可能保证已建好的燃气管网完整。设备设施在分支点和埋设管道正上方地面处根据管道走向设置标识砖（桩），为后期管理提供便利。燃气管网在施工的过程中如果遇到障碍物，开挖不易的建筑物（河流、铁路等），或是由于原有的公益设施是市政管理部门所保护的，应当使用非开挖工程技术。目前，此项技术在我国已经逐渐成熟，并且有多次的实践，施工的效果非常不错。此项技术能够保证施工顺利进行，同时还可以保护公益设施，能够取得事半功倍的效果。

3.3 加强城镇燃气管网的维护

3.3.1 加强燃气管网的防腐处理

大多数的埋设于地下的钢制燃气管道，很容易就会受到土壤酸碱性、电流以及微生物的多重影响，非常容易出现腐蚀破损，导致出现漏气的事故，这是燃气管网安全运行的一个重要的隐患。在工程的建设中，要采取阴极保护技术、牺牲阳极保护技术等先进的防腐技术，从初建施工中提升防腐的级别，以延长燃气管网的寿命，不仅能够节约维护的费用与更新管道的成本，更加有利于提高企业的效益。而在实际操作中，阴极保护技术与牺牲阳极保护技术的执行较为困难，所以在防腐措施中建议使用3PE防腐技术。

3.3.2 管道的漏气点需及时修复

经过多年运营的燃气管网一定会出现漏气点，这在无形之中所浪费的燃气也是宝贵的财产。所以，在日常的维护之中，要定义针对漏气点进行地毯式的排查。对于漏气点存在较多的区域要进行及时更新和改造，使用新的材料和技术修补分散漏气点，保证输供气能够安全进行，同时在运行的过程中把供气的损耗降低至最小。

3.3.3 安排专职人员进行保护

经营燃气的企业应当针对巡线护管设立专门的岗位，由专职人员系统的负责巡检工作，并且认真记录维修情况，将安全隐患尽可能消灭于萌芽阶段。不断探索新技术（如：计算机）来进行管理，对城镇燃气管网存在的危险状况予以评估，需要进行考虑的因素包括了交通、材质、使用年限、压力、人口的等因素，评定风险等级。针对高风险区域进行重点监控，提高安全管理水平

4 结语

每一名城镇燃气管网的设计者，在具体的城镇燃气管网优化设计中，应因地制宜，结合各地的实际情况，通过慎重严密的科学论证，对输配系统功能和输配系统的参数进行合理选择和确定，对具体方案的设计从技术和经济的多重角度进行分析比较，综合考虑整个城镇燃气管网系统的建设工程造价、日常运行、维护维修等费用，选择最优的城镇燃气管网设计方案。

参考文献：

[1]李悦敏，李兴泉，赵自军等. 遗传算法在燃气管网优化的应用进展[J].煤气与热力，2008（6）.

[2]王，段常贵. 改进遗传算法在燃气管网布局优化中的应用[J].哈尔滨工业大学学报，2006（1）.