城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中存在的問題分析

衛(wèi)曉夏

摘要：由于日益嚴(yán)峻的煤炭形式，棗礦集團各礦高度重視煤質(zhì)管理工作，創(chuàng)新實施了“全員參與、全方位控制、全過程考核”的“三全”質(zhì)量管理體系，在思想層面、制度層面、管理層面、執(zhí)行層面、考核層面共五個層面上創(chuàng)新管理，有效提升了煤炭質(zhì)量管理水平。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)燃氣；管網(wǎng)；優(yōu)化設(shè)計；問題分析

引言：天然氣是一種比較清潔的能源，也是我國城市用氣的主要氣源。隨著我國進口天然氣量的不斷增長以及西氣東輸工程的順利進行，天然氣在我國城鎮(zhèn)居民日常生活及生產(chǎn)中的使用越來越普遍。

在我國能源發(fā)展的“十二五”規(guī)劃中明確提出，到2015年天然氣在一次能源消費中的比重將達到7.5%，天然氣的使用人口將達到2.5億以上。由此可知，城鎮(zhèn)燃氣事業(yè)在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)有著良好的發(fā)展前景。城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)設(shè)計的是否科學(xué)合理不僅直接影響到燃氣管網(wǎng)的安全性以及經(jīng)濟性，而且會對整個城市功能的提升以及居民的生活質(zhì)量有重要影響，因此必須重視城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計工作。

1、城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計概述

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對于天然氣的使用需求日益增加，城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的輸氣量、輸氣距離等亦隨之增長。為了滿足不斷擴大的用戶需求，設(shè)計及施工者必須不斷擴大管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模、完善施工手段，與此同時，建設(shè)費用亦隨之大幅增加。此外，由于燃氣管網(wǎng)在實際投入使用后其運行質(zhì)量容易受到多種因素的影響，一旦出現(xiàn)問題被迫改修，則會對城市建設(shè)造成十分不利的影響。因此，為了滿足市場需求，降低建設(shè)成本，必須在現(xiàn)有的設(shè)計基礎(chǔ)上對燃氣管網(wǎng)進行不斷的優(yōu)化，盡快提升城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)性能，優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計及施工模式。而計算機技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等的不斷發(fā)展使得城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計成為了可能。深入分析燃氣管網(wǎng)優(yōu)化過程中存在的問題，積極把握先進的理論及技術(shù)思路并應(yīng)用于城鎮(zhèn)各工業(yè)園區(qū)、新建樓盤等的實際施工之中，對提升設(shè)計質(zhì)量壓縮施工周期降低項目成本等具有十分重要的意義。

2、城市燃氣管網(wǎng)安全運行中存在的問題

2.1燃氣公司工作人員安全意識不強，不能及時或沒有發(fā)現(xiàn)問題及隱患所在。

2.2不能及時發(fā)現(xiàn)消除安全隱患；大多燃氣公司的安全管理工作，一般是設(shè)一個安全技術(shù)部門，其它部門設(shè)有專職、兼職安全管理員，在本部門中另有其他工作和直接領(lǐng)導(dǎo)的安排，無法全面兼顧，發(fā)現(xiàn)問題也不能及時有效上報解決。

2.3管道腐蝕嚴(yán)重。

2.3.1土壤腐蝕。不同的土壤、電阻率不同，對管道的腐蝕情況也不同。一般在電阻率低的地區(qū)，易受雜散電流干擾，管道腐蝕速度加快，經(jīng)過開挖證明，這些地區(qū)的土壤對燃氣管線腐蝕性較強。

2.3.2微生物腐蝕。微生物腐蝕是由于土壤中繁殖的細菌造成的。最常見的是還原性硫酸鹽細菌，在厭氧土壤中，還原性硫酸鹽細菌能夠生長并且能夠在有欠缺的涂層附近改變其化學(xué)成分，從而產(chǎn)生腐蝕作用。

2.3.3應(yīng)力腐蝕。管道本身由于結(jié)構(gòu)方面不均勻性，低溫變化，流通介質(zhì)壓力變化而產(chǎn)生應(yīng)力形成應(yīng)力腐蝕。在外界存在著電化學(xué)腐蝕因素時，應(yīng)變作用加速了腐蝕。

2.4現(xiàn)有地下管網(wǎng)的施工單位多，必然帶來施工質(zhì)量管理混亂，野蠻施工較為普遍的現(xiàn)象。而且地下各類金屬結(jié)構(gòu)密集，不同材料，不同直徑，不同形狀的氣管、水管、電纜相互穿插交錯、構(gòu)成復(fù)雜而巨大的地下網(wǎng)絡(luò)。也給我們的管網(wǎng)安全運行帶來極大的危害。

2.5施工質(zhì)量。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在管材和土壤環(huán)境相同的情況下，施工質(zhì)量好壞直接影響管道的防腐效果。在三通、焊口、法蘭、盲板、接頭等防腐施工困難部位易出現(xiàn)防腐質(zhì)量問題。

2.6公眾對燃氣管道安全的重要性不了解，不重視；特別是在一些剛成立管道燃氣公司的城市，公眾很不了解管道燃氣，對其安全知識所知道的等于是零，對一些危及管道燃氣安全的時候不知道后果的嚴(yán)重性。

3、城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中的具體問題

3.1算法選擇問題

在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的過程中，算法的選擇是十分重要的實用、科學(xué)的算法能夠更為全面地顧及到燃氣管網(wǎng)的各方面因素，從而使燃氣管網(wǎng)的布局不斷優(yōu)化，提升設(shè)計的實效性及經(jīng)濟性。

目前，在進行城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化時常見的兩種備選算法為Prim算法以及受限最小生成樹算法。通過一段時間的理論分析以及對數(shù)所工業(yè)園區(qū)開發(fā)區(qū)、新建樓盤等的用氣設(shè)計實踐發(fā)現(xiàn)，兩種優(yōu)化算法在實際應(yīng)用之中尚存在一定差距。以某新建樓盤燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計為例，當(dāng)初在設(shè)計中選擇了可以考慮到管線長度因素的Prim算法，然而在后續(xù)使用之中發(fā)現(xiàn)，由于Prim算法單純關(guān)注管線長度這一個因素，而未考慮節(jié)點的度，從而導(dǎo)致了節(jié)點的度較大，對管段的流量產(chǎn)生了限制為解決這一問題，施工過程中不得不采取擴大管徑的方法，大大增加了項目費用。這也成為了Prim算法的一個明顯的不足之處相比之下，受限最小生成樹算法則使得該問題得到了較為理想的解決：在實現(xiàn)步驟之中，既考慮到了燃氣管網(wǎng)的長度，同時又考慮到了節(jié)點的度這一因素，從而提升了算法的實用性。目前，最小生成樹算法已逐步被應(yīng)用到城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計實踐之中。某地區(qū)曾有一餐飲業(yè)聚集的商區(qū)在商業(yè)燃氣管網(wǎng)設(shè)計中普遍應(yīng)用了該優(yōu)化算法，在施工及實際使用之中取得了較為理想的效果。

3.2調(diào)壓裝置的選擇問題

壓力調(diào)節(jié)裝置的選擇是城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中又一十分重要的環(huán)節(jié)在目前的管網(wǎng)設(shè)計條件下，通常會優(yōu)先選擇具有主、副兩套調(diào)壓器、能夠智能識別超壓并自動切斷管網(wǎng)供應(yīng)等功能的調(diào)壓設(shè)備。通過這一優(yōu)化設(shè)計的過程，一方面可以使得調(diào)壓裝置位置更加明顯，便于識別并進行壓力調(diào)節(jié)；此外，還能夠確保當(dāng)主調(diào)壓器出現(xiàn)故障時，副調(diào)壓器仍能夠正常工作，為燃氣管網(wǎng)的安全運行提供保障；同時，智能的壓力識別及自動切斷設(shè)備為輸氣過程的正常運行、及時避免安全事故的發(fā)生提供了有力的保障。另外，在壓力調(diào)節(jié)裝置的選擇過程中還應(yīng)注意的是，設(shè)備的參數(shù)性能必須能夠滿足所在區(qū)域的燃氣需求量。以某社區(qū)新建樓盤民用燃氣管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計為例，考慮到樓盤住戶達1200余戶，大大超過了普通一臺調(diào)壓箱能夠滿足的燃氣用量，故對多個調(diào)壓柜進行了組合使用，從而滿足了當(dāng)?shù)赜脩舻膶嶋H需求。

3.3參數(shù)優(yōu)化問題

在進行城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)設(shè)計過程中，基本參數(shù)的科學(xué)設(shè)定也是實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化的重要一步。通常而言，燃氣管網(wǎng)設(shè)計的基本參數(shù)包括管網(wǎng)內(nèi)徑參數(shù)設(shè)定、節(jié)點所輸出的流量大小及其壓力差的參數(shù)設(shè)定，此外，還應(yīng)包括管網(wǎng)所路經(jīng)的主要城鎮(zhèn)街區(qū)的參數(shù)設(shè)定以及燃氣管段途泄區(qū)域的參數(shù)設(shè)定等。參數(shù)設(shè)定的過程須科學(xué)、合理，并充分考慮到工程的實際情況。例如在對管網(wǎng)途經(jīng)的城鎮(zhèn)街區(qū)進行參數(shù)設(shè)定時，必須至少包含街區(qū)的實際面積以及街區(qū)人口數(shù)量或人口密度等參數(shù)，參數(shù)的確定須真實、可靠，從而保證管網(wǎng)設(shè)計的科學(xué)合理在設(shè)計時需要對所選的各參數(shù)進行優(yōu)化，既要保證燃氣管道投產(chǎn)后運行的經(jīng)濟性，又要考慮到未來發(fā)展的需要。

結(jié)語：城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的設(shè)計及其優(yōu)化過程關(guān)系到國家的城鎮(zhèn)建設(shè)，關(guān)系到工業(yè)發(fā)展及人們生活水平的提升，在整個社會建設(shè)中發(fā)揮著十分重要的意義。作為一名城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)設(shè)計工作者，應(yīng)十分重視管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計在實際工作中的應(yīng)用。應(yīng)從科學(xué)的視角出發(fā)，合理分析優(yōu)化過程中存在的各種問題，并注重與施工實際相結(jié)合，盡量選取最優(yōu)的計算方法、參數(shù)以及理想的管線布置方案，從而實現(xiàn)城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)設(shè)的不斷優(yōu)化。

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