淺析城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)現(xiàn)狀及優(yōu)化研究

張勤

摘要：天然氣是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚那鍧嵞茉粗?，近年來的使用比重日漸升高，幾乎與煤炭、石油等比肩。我國(guó)也正在提高天然氣進(jìn)口程度，擴(kuò)大其在城市中的使用比例。隨著天然氣普及程度的提升，環(huán)保問題也逐漸浮現(xiàn)，針對(duì)燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜。輸配管網(wǎng)設(shè)施投資金額巨大，涉及多種因素，及時(shí)優(yōu)化燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)能夠推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，減少環(huán)境污染。本文對(duì)城市的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析并對(duì)其優(yōu)化措施進(jìn)行了深入研究。

關(guān)鍵詞：城市燃?xì)?輸配管網(wǎng);優(yōu)化研究

Abstract： Natural gas is one of the indispensable clean energy sources in people's daily life. In recent years， the proportion of its use has been increasing day by day， almost on par with coal and petroleum. China is also increasing the degree of natural gas imports and expanding its proportion of use in cities. With the increase in the popularity of natural gas， environmental protection problems have gradually emerged， and the design of gas transmission and distribution pipeline networks has become more and more complicated. The amount of investment in transmission and distribution pipeline facilities is huge and involves many factors. Optimizing gas transmission and distribution pipeline networks in a timely manner can promote economic development and reduce environmental pollution. This article analyzes the current status of the city's gas transmission and distribution network and conducts in-depth research on its optimization measures.

Key words： city gas;transmission and distribution pipeline network;optimization research

0? 引言

在全球科技不斷進(jìn)步的同時(shí)，空氣中二氧化硫與二氧化碳等可造成溫室效應(yīng)的氣體與日俱增，對(duì)全球環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的影響，在這種情況下，人們開始對(duì)綠色環(huán)保低碳的生活重視起來。人們?nèi)粘Ｉ钭顬槌Ｓ玫臍怏w便是天然氣，城市內(nèi)部燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)也變得更加大型、復(fù)雜。重視輸配管網(wǎng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃，不斷對(duì)其優(yōu)化，才能大幅提升燃?xì)饫寐?，增?qiáng)燃?xì)廨斔托?，降低環(huán)境污染，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

1? 城市燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)現(xiàn)狀

天然氣作為一種清潔能源已經(jīng)貫穿到人類的日常生活中，在運(yùn)輸交通、燃?xì)廨斔鸵约肮I(yè)工程等行業(yè)中都被廣泛應(yīng)用。而輸配管網(wǎng)作為燃?xì)膺\(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?，是一個(gè)極度漫長(zhǎng)的工程，前期建設(shè)資金投入巨大，投資回報(bào)率低，回報(bào)周期長(zhǎng)。因此，燃?xì)庑袠I(yè)希望可以最大化優(yōu)化輸配管網(wǎng)，以最小的資金投入獲取最大回報(bào)率。輸配管網(wǎng)在建設(shè)過程中具備極大的可塑性，通過對(duì)輸配管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部中調(diào)壓站以及儲(chǔ)備站的放置位置與數(shù)量的調(diào)節(jié)，可以有效優(yōu)化燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)，提升其質(zhì)量與輸送效率。城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)具備調(diào)壓設(shè)備以及輸配管網(wǎng)兩個(gè)重要組成要素，輸配管網(wǎng)可分為低壓、中壓、次高壓以及高壓等四種管網(wǎng)。對(duì)城市燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃時(shí)，要對(duì)內(nèi)部用戶的分類進(jìn)行明確的劃分，對(duì)燃?xì)獾挠昧窟M(jìn)行大致預(yù)測(cè)，對(duì)輸配管網(wǎng)末端壓力值進(jìn)行測(cè)試，這是決定中壓、高壓管網(wǎng)的重要因素。低壓管網(wǎng)口徑的大小受到燃?xì)馐褂闷骶摺⒄{(diào)壓站具體的布置情況以及使用燃?xì)饬髁康纫蛩氐挠绊?。而城市燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)優(yōu)化是指在保證使用燃?xì)庠谡毫Ψ秶那闆r下，對(duì)現(xiàn)存的輸配管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)壓站的放置數(shù)量與位置以及管網(wǎng)分布情況進(jìn)行合理分配以及具體分析，來達(dá)到降低初期投資，提升回報(bào)率，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

但近年來，城市面積隨著舊城的改造計(jì)劃而不斷擴(kuò)展，為燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的建設(shè)提供了十分便利的地理?xiàng)l件，加快了城市現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程[1]。但每個(gè)城市之間都有各自的管理范圍，無法對(duì)地下輸配管網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，建設(shè)單位在施工建設(shè)時(shí)未進(jìn)行綜合考慮，不按規(guī)章制度進(jìn)行施工，再加上一些人民未具備足夠的安全意識(shí)，這些現(xiàn)象都為輸配管網(wǎng)的建設(shè)帶來了阻礙作用，并且部分問題的出現(xiàn)可能會(huì)對(duì)整個(gè)工程帶來不良影響，延緩整個(gè)工程的建設(shè)進(jìn)度。

在輸配管網(wǎng)建設(shè)時(shí)，一是部分施工單位用于鋪設(shè)的設(shè)備以及線路都違反了規(guī)定要求，會(huì)造成許多不良影響。少數(shù)人甚至對(duì)規(guī)定熟視無睹，將閥門置于遮擋處，將設(shè)施設(shè)置在管線上，對(duì)后期管網(wǎng)維護(hù)帶來阻礙，管線與設(shè)施位置放置不合理，也會(huì)在后期帶來一定負(fù)面影響。造成負(fù)面影響的原因是多種多樣的，比如在城市建設(shè)的過程中規(guī)劃設(shè)計(jì)失誤，沒有將管線納入到城建的考慮中，缺少相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，比如與此相關(guān)的深遠(yuǎn)影響內(nèi)容。二是在經(jīng)濟(jì)方面存在問題，一部分機(jī)構(gòu)只注重經(jīng)濟(jì)利益，在未辦理相關(guān)審批手續(xù)之前，便肆意開展管網(wǎng)鋪設(shè)工作，或者因?yàn)橄胍獢U(kuò)大自身占據(jù)的土地資源，非法占領(lǐng)空地，建設(shè)過程中亂建亂鋪，并且許多建筑物都是非法進(jìn)行居住或者運(yùn)營(yíng)的。如果不良現(xiàn)象暴露出來，燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)發(fā)生燃?xì)庑孤?，?huì)造成無法挽救的嚴(yán)重后果。

隨著城市建設(shè)腳步的加快，舊城改建活動(dòng)以及城市道路建設(shè)也愈發(fā)頻繁，城市修筑以及路面建設(shè)等活動(dòng)都會(huì)對(duì)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)進(jìn)行一定程度的破壞，使燃?xì)獍l(fā)生泄漏，為居民日常生活以及城市建設(shè)帶來極為嚴(yán)重的影響。與此同時(shí)，城市電網(wǎng)的改造優(yōu)化建設(shè)對(duì)燃?xì)廨斉涔苈返娜粘９ぷ鬟\(yùn)行帶來阻礙，甚至對(duì)其造成損害。部分的鋪設(shè)機(jī)構(gòu)由于未遵守法規(guī)要求進(jìn)行建設(shè)，對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行損害時(shí)，往往因?yàn)榕卤惶幜P而選擇隱瞞，不向上級(jí)進(jìn)行主動(dòng)匯報(bào)并不及時(shí)進(jìn)行修理，可想而知會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果[2]。如果輸送管線的安裝不到位將會(huì)導(dǎo)致工程不合格，在運(yùn)用過程中將會(huì)面臨諸多問題，例如輸送管道進(jìn)行安裝時(shí)，施工單位現(xiàn)場(chǎng)高級(jí)人員、監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)師以及施工單位的質(zhì)量監(jiān)控員存在自身疏忽，或之間沒有進(jìn)行深入溝通或輸配管網(wǎng)在鋪設(shè)的過程中沒有進(jìn)行防腐處理等。部分燃?xì)夤苈返姆栏雷o(hù)層已經(jīng)開始被破壞，如果未經(jīng)修建、完善就被施工到地下，管線與土壤進(jìn)行直接碰觸，南方土壤的濕度較大，會(huì)較大程度地提升管道的腐蝕率與腐蝕速度。燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的正常使用壽命在三十年左右，但如果管線的防腐層遭到損害而生銹，就會(huì)出現(xiàn)燃?xì)庑孤┑默F(xiàn)象，將極大減少燃?xì)廨斉涔芫€的壽命，只能保持其正常使用期限的一半或更少時(shí)間，導(dǎo)致投入成本增加，影響城市居民燃?xì)獾恼Ｊ褂谩?/p>

2? 城市燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)優(yōu)化研究

2.1 對(duì)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)應(yīng)該在滿足城市用戶的基本使用需求的前提下，將前期資金投入降到最低，使輸配管網(wǎng)同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)上、正常使用上的要求。輸配管線的規(guī)劃設(shè)計(jì)有著不同的施工方案，通過多種研究可以發(fā)現(xiàn)，利用智能信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)方案進(jìn)行制定規(guī)劃將是日后的主要發(fā)展趨勢(shì)。伴隨著城市進(jìn)程的腳步，應(yīng)該盡可能提升在供氣系統(tǒng)內(nèi)部的壓力，或應(yīng)按照使用情況對(duì)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)系統(tǒng)分級(jí)，最大化減少低壓的使用。

2.2 輸配管網(wǎng)線路的合理布置

城市的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)通常都建設(shè)在地下，需要確定城市內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的建立原則，合理確立各個(gè)管線的具體位置，也就是所謂的管線鋪設(shè)的布線。城市的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)一般情況下都是沿著綠化帶、城市道路或人行道進(jìn)行鋪設(shè)。由于管網(wǎng)級(jí)別的不同，輸氣管道的壓力以及與此配套的設(shè)施都有所不同，與此對(duì)應(yīng)的安全防火等級(jí)與相應(yīng)功能也不盡相同。

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)線路不僅僅要考慮到儲(chǔ)配站與燃?xì)忾T站以及調(diào)壓站的位置與數(shù)量，另外，還應(yīng)該按照不同壓力等級(jí)的管道進(jìn)行合理化布線，制定與此相符的布線設(shè)計(jì)與規(guī)劃。比如，輸配管網(wǎng)線路的縱斷面合理布置，低壓、中壓、高壓管網(wǎng)的平面布置。中壓輸配管網(wǎng)應(yīng)該鋪設(shè)在城市內(nèi)部使用燃?xì)獾膮^(qū)域，距離低壓管網(wǎng)較近距離處，同時(shí)極大程度的避開車流量或城市中心的鬧市區(qū)域，因?yàn)檫@些區(qū)域并不利于平時(shí)輸配管網(wǎng)的日常修理與維護(hù)。高壓輸配管線應(yīng)該鋪設(shè)在遠(yuǎn)離城市的四級(jí)區(qū)域，在城市邊緣進(jìn)行線路鋪設(shè)，在城市內(nèi)部進(jìn)行管線鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)該留出足夠的埋管安全距離，并將鋪設(shè)路徑設(shè)計(jì)為環(huán)形，保證城市用氣高峰時(shí)期燃?xì)夤苈返恼＿\(yùn)行，保障持續(xù)供氣[3]。

2.3 輸配管網(wǎng)線路工程質(zhì)量

在城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)使用過程中，燃?xì)庑孤?、爆炸等事故十分常見，?duì)附近居民造成人身傷害的同時(shí)，給城市經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失。產(chǎn)生燃?xì)庑孤冬F(xiàn)象的主要原因便是輸配管網(wǎng)線路設(shè)計(jì)不合理，材料以及施工方式不符合規(guī)定，或者管路受到自然老化、外界腐蝕以及重物砸壓導(dǎo)致的損壞。

為了保證城市燃?xì)庠谳斔瓦^程中的安全穩(wěn)定性，建立科學(xué)合理的工程控制體系，保障施工技術(shù)水平，就必須要求燃?xì)饨ㄔO(shè)工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能疏忽大意，包括對(duì)施工材料的選擇、施工管理方案的設(shè)立、工程質(zhì)量的監(jiān)督以及部門人員之間的配合等方面，努力提升城市燃?xì)饨ㄔO(shè)工程質(zhì)量與管線使用壽命。

2.4 輸配管網(wǎng)線路的調(diào)度與分配

在城市燃?xì)饩€路的運(yùn)行過程中，調(diào)度與分配部門負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)城市居民用戶用氣的需求，為輸配管網(wǎng)的分配提供數(shù)據(jù)參考，是燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)不可或缺的一部分。由于城市燃?xì)獾氖褂昧吭谠?、周、日等時(shí)間段內(nèi)是不均勻分布的，如燃?xì)夤芫W(wǎng)的間歇負(fù)荷過載，就會(huì)阻礙其安全平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)，對(duì)燃?xì)獾墓?yīng)穩(wěn)定性帶來影響[4]。

可以利用目前城市現(xiàn)存的不同級(jí)別的管網(wǎng)進(jìn)行解決，對(duì)低壓管線的用氣、中壓管線的送氣、高壓管線的儲(chǔ)氣進(jìn)行分配，或者人工管理控制不同城市區(qū)域的用氣高峰期，相互避開用氣高峰時(shí)間，減輕高峰期燃?xì)廨斉涔芫€的壓力。

與此同時(shí)，還可以運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)立燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)線路的調(diào)度與分配系統(tǒng)，比如最終決策系統(tǒng)，可以幫助管理人員進(jìn)行科學(xué)合理的決策;信息采集與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)燃?xì)獾妮斉涔芫W(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息數(shù)據(jù)采集。這種現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)逐步在企業(yè)內(nèi)得到應(yīng)用，可以提升企業(yè)對(duì)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的效率與技術(shù)水平。

3? 結(jié)束語

燃?xì)庾鳛榍鍧嵞茉?，具備排放低、使用方便、資源利用率高的特點(diǎn)，在國(guó)家發(fā)展以及綠色環(huán)保中具備重要作用，可以從根本上解決人們對(duì)于能源的需求。但通過分析城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)線路現(xiàn)狀可知，影響燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)正常運(yùn)用的因素有很多，必須要結(jié)合建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建立與之對(duì)應(yīng)的優(yōu)化方案。保障居民日常生活的進(jìn)行，避免居民人身安全以及財(cái)產(chǎn)造成損傷，推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。

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