試析城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計

董志剛

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試析城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計

董志剛

太原煤炭氣化（集團(tuán)）晉中燃?xì)庥邢薰?/p>

摘 要：隨著可持續(xù)發(fā)展觀的貫徹實施，天然氣已經(jīng)成為了取代燃煤等傳統(tǒng)能源的最佳替代品，成為了越來越多城市的主要能源。

關(guān)鍵詞：天然氣；管網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計

前言

當(dāng)前，在使用天然氣時不可避免地會面臨天然氣管道的規(guī)劃設(shè)計，天然氣管道的鋪設(shè)投資相對較大，對周邊居民生活也有較大的影響，一旦規(guī)劃出現(xiàn)錯誤，在工程建成之后想要完成擴(kuò)建和改建難度就非常大，并且也會造成人力、財力、物力的巨大浪費?？梢?，為了保障城市市政建設(shè)的質(zhì)量，必須科學(xué)和規(guī)范地規(guī)劃設(shè)計天然氣管網(wǎng)。

1天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計概述

隨著城市規(guī)模的不大擴(kuò)大，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要不斷完善，當(dāng)前我國城鎮(zhèn)需要新建或者改建的天然氣管道項目非常多，天然氣管道不合理設(shè)計導(dǎo)致新建或者擴(kuò)建困難重重，特別是一些老城區(qū)燃?xì)夤艿赖母脑煊绕渎闊?，傳統(tǒng)的天然氣管道設(shè)計無論是在經(jīng)驗還是在設(shè)計思路上不能適應(yīng)當(dāng)前城市發(fā)展需求。

2天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的組成

城市天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的組成主要包括調(diào)壓計量站、高壓、次高壓、中壓以及低壓的天然氣管網(wǎng)、各類型的儲氣庫、相應(yīng)的儲氣設(shè)備以及配氣站等。

2.1調(diào)壓計量站

調(diào)壓計量站的主要作用是在區(qū)域范圍內(nèi)調(diào)整管道內(nèi)的壓力，主要工作設(shè)備是調(diào)壓器。不同等級的用戶對于天然氣的需求是不同的，由此建設(shè)的天然氣管道的等級也是不同的，為了充分滿足各級用戶對天然氣的要求，必須在區(qū)域范圍內(nèi)建立調(diào)壓計量站，如圖1 所示。

圖1 調(diào)壓計量站

2.2 高壓、次高壓、中壓以及低壓的天然氣管網(wǎng)

管網(wǎng)是天然氣運輸?shù)耐ǖ?，天然氣從氣源運輸?shù)接脩艏抑行枰?jīng)過不同等級的管網(wǎng)，主要是高壓、次高壓、中壓以及低壓天然氣管網(wǎng)。

2.3儲氣庫及儲氣設(shè)施

由于不同季節(jié)對于天然氣的消耗量是不同的，可能冬季消耗天然氣的量更大一些，為了避免不同季節(jié)用氣的不均衡，天然氣管道線路中還會設(shè)計有儲氣庫以及儲氣設(shè)施，當(dāng)然也可以調(diào)節(jié)白天與夜晚的用氣不均衡。

2.4 配氣站

配氣站是建立在輸送干線的輸氣管或者是輸送支管的重點。配氣站是對開采出來的原始天然氣進(jìn)行過濾除塵、添加有警示味道的氣體、調(diào)整天然氣的壓力以及對天然氣的體積進(jìn)行計量的地方，是天然氣供給用戶使用的最后一道工序。

3市政規(guī)劃中天然氣管網(wǎng)規(guī)劃原則

在市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃過程當(dāng)中，需要嚴(yán)格遵循以下幾個基本原則：①對于站場和管線布置，應(yīng)當(dāng)切實符合當(dāng)?shù)匾约罢麄€區(qū)域的城市規(guī)劃要求、天然氣管網(wǎng)規(guī)劃的要求；② 對于站場與管線的布置，需要具有適宜的地形條件、良好的工程地質(zhì)條件等；③站場需要結(jié)合區(qū)域長輸管線的具體位置予以確定；④對于站場、天然氣管線與站外建（ 構(gòu)）筑物的防火間距，需要與現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定相符。

4 市政規(guī)劃中天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計

4.1借助先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計

進(jìn)行城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的主要目的就在于降低施工成本，這一點是要建立在滿足用戶的需求、當(dāng)今施工工藝、管網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上的。天然氣工程自身就具有龐大性和復(fù)雜性的特點，加上城市中復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，在進(jìn)行市政規(guī)劃時天然氣管道的規(guī)劃設(shè)計不能單純依靠手工進(jìn)行，必須借助先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)來克服傳統(tǒng)方法計算精度低、效率低下的缺點。

4.2 從工藝方面優(yōu)化天然氣管道

市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計中的優(yōu)化主要是優(yōu)化布局以及優(yōu)化工藝參數(shù)。前期確定好天然氣管網(wǎng)的布局是非常重要的，因為后期如果存在改建和擴(kuò)建，是無法改變天然氣的布局的?？紤]到天然氣布局與施工工藝的關(guān)聯(lián)性，為了獲得最理想的優(yōu)化效果，一般是在優(yōu)化了天然氣布局的情況下對某一級管網(wǎng)進(jìn)行施工工藝的優(yōu)化或者逐級予以優(yōu)化。

①在鋪設(shè)天然氣管道時，為了保障天然氣管道的質(zhì)量，必須處理好管道的開挖和安埋工作，控制好管道焊接的質(zhì)量。

② 在改造城市天然氣管道時，對原有的管道進(jìn)行徹底的拆除重建往往不現(xiàn)實，因為有的管道是埋設(shè)在墻壁之中的，這就需要采用新技術(shù)、新工藝以及新材料來鋪設(shè)或者改建天然氣管道，對于城市中老舊的天然氣管道可以采用穿PF 技術(shù)或者管道內(nèi)襯技術(shù)等，對有安全隱患的天然氣管道進(jìn)行合理改造，這樣在原有管道的基礎(chǔ)上就可以增大天然氣的壓力，進(jìn)一步增加了天然氣的供氣量，也可以顯著延長天然氣管道的使用壽命，降低天然氣管道的鋪設(shè)成本。

4.3 從施工材料方面優(yōu)化天然氣管道

天然氣管道的建設(shè)事關(guān)重大，管道的安全性更是重中之重。在城市天然氣管道規(guī)劃時一定要注意對施工材料質(zhì)量的掌控，有的管道需要承受高壓，如果施工材料達(dá)不到設(shè)計的要求，在正常使用的過程中就容易導(dǎo)致重大安全事故，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

5天然氣管網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展趨勢

我國大多數(shù)城市都在現(xiàn)代化的道路上穩(wěn)步前進(jìn)，但是對于天然氣管道的規(guī)劃設(shè)計正處于探索階段，受到天然氣管道特殊性的影響，在對天然氣管道進(jìn)行規(guī)劃時需要考慮更多的問題。但另一方面，天然氣管道與供水管網(wǎng)也有相同之處，可以選擇性地借鑒供水管道的規(guī)劃技巧來進(jìn)行供氣管道的布局規(guī)劃。天然氣管網(wǎng)具有距離較長、輸送壓力較高以及口徑較大的特點，這些是供水管道所不具備的，因此雖然能夠借鑒供水管道的布局規(guī)劃為天然氣管道的規(guī)劃提供一定的參考，但是也要立足于天然氣管網(wǎng)輸氣的實際特點，結(jié)合實際情況進(jìn)行天然氣管網(wǎng)的市政規(guī)劃。

從大量的實踐規(guī)劃事例來看，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的天然氣管網(wǎng)規(guī)劃是目前最優(yōu)的選擇，為了提高市政規(guī)劃中天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計效率，可以對其進(jìn)行深入的研究，開發(fā)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的規(guī)劃設(shè)計軟件，從而充分地化科學(xué)技術(shù)為生產(chǎn)力，提高管網(wǎng)的綜合利用效率。當(dāng)然在此基礎(chǔ)上還應(yīng)該注意城市天然氣管網(wǎng)與城市整體環(huán)境的適應(yīng)性，美觀性和實用性都是人們追求的目標(biāo)，如果能夠在美觀性和實用性之間取得良好的平衡，對于展現(xiàn)城市的風(fēng)貌是非常有利的。

6結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前天然氣已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活不可分割的一部分，天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計作為市政規(guī)劃中較為重要的一項內(nèi)容，前期投資巨大，建成后也不容易進(jìn)行改建或者擴(kuò)建，因此在前期建設(shè)的過程中務(wù)必做到一步到位，這樣才能避免因后期改建而影響城市居民的生活及城市建設(shè)的進(jìn)程，也可以防止人力、物力、財力的巨大浪費。

參考文獻(xiàn)：

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