論城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

樊沉坤

摘 要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程腳步的不斷加快，國(guó)民的生活水平也隨之提高。作為市政規(guī)劃中必不可少的組成部分，燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)對(duì)于城市的繁榮與發(fā)展起到了不容忽視的重要作用。對(duì)城市燃?xì)庖?guī)劃的重要性和燃?xì)獍l(fā)展原則進(jìn)行了介紹，并對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：城市；天然氣管網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計(jì)

引言

隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展觀的貫徹實(shí)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(lái)越多城市的主要能源。而使用天然氣不可避免地會(huì)面臨天然氣管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)，天然氣管道的鋪設(shè)投資相對(duì)較大，對(duì)周邊居民生活也有較大的影響，一旦規(guī)劃出現(xiàn)錯(cuò)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(huì)造成人力、財(cái)力、物力的巨大浪費(fèi)。可見(jiàn)，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(jì)天然氣管網(wǎng)。

1城市天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的組成

1.1調(diào)壓計(jì)量站

調(diào)壓計(jì)量站的主要功能是調(diào)節(jié)區(qū)域范圍內(nèi)管道的壓力，主要的工作設(shè)備是電壓調(diào)節(jié)器。不同水平的的天然氣用戶需求水平各不相同，因此天然氣管道建設(shè)水平也不一樣，要充分滿足各層次天然氣用戶的需求，必須在區(qū)域范圍內(nèi)建立調(diào)壓計(jì)量站。

1.2低壓、中壓、次高壓以及高壓的天然氣管網(wǎng)

天然氣管網(wǎng)是天然氣輸送渠道，天然氣從氣源運(yùn)輸?shù)讲煌潭刃枰挠脩艏彝サ墓芫W(wǎng)，主要是低壓、中壓、次高壓以及高壓的天然氣管網(wǎng)。

1.3儲(chǔ)氣庫(kù)及儲(chǔ)氣設(shè)施

因?yàn)椴煌竟?jié)對(duì)天然氣的消耗量也是不一樣的，冬天的時(shí)候天然氣的消耗量可能比較大，為了避免因?yàn)椴煌竟?jié)的不均勻用氣，天然氣管道路線設(shè)計(jì)中有儲(chǔ)氣設(shè)施和儲(chǔ)氣庫(kù)，與此同時(shí)還可以調(diào)整晝夜的不均衡用氣。

1.4配氣站

配氣站是建立在輸送支管或輸送干線的輸氣管的重點(diǎn)。配氣站在對(duì)已經(jīng)開(kāi)采出的原始天然氣進(jìn)行除塵過(guò)濾、調(diào)整氣體壓力和天然氣氣體的體積以及添加警告味道的氣體進(jìn)行計(jì)量，是天然氣提供客戶使用的最后一道工序。

2天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃原則

2.1天然氣管網(wǎng)規(guī)劃的整體性

天然氣地面建設(shè)的階段中，可以將數(shù)模軟件引進(jìn)應(yīng)用在天然氣的敷設(shè)中，也就是說(shuō)，可以將地面階段中管網(wǎng)水力的動(dòng)態(tài)與地殼中的水力動(dòng)態(tài)相結(jié)合，使其成為一個(gè)整體。這樣的做法，可以從整體上對(duì)天然氣管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效的了解以及把握，針對(duì)其特性對(duì)其進(jìn)行具體的分析研究，以便設(shè)計(jì)最優(yōu)的方案。

2.2 天然氣管網(wǎng)規(guī)劃的先進(jìn)性

一般情況下，對(duì)于天然氣輸氣管網(wǎng)來(lái)說(shuō)，如果只是依靠平時(shí)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)以及利用手工的計(jì)算方式來(lái)設(shè)計(jì)天然氣的輸送管網(wǎng)，是無(wú)法滿足天然氣管網(wǎng)的設(shè)計(jì)要求的。因此，將具有高度精確性的管網(wǎng)模擬軟件引入到設(shè)計(jì)中，可以依據(jù)模擬管網(wǎng)的綜合運(yùn)算分析來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的對(duì)比，進(jìn)而選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工改造。

3市政規(guī)劃中天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1天然氣規(guī)劃設(shè)計(jì)建議

目前我國(guó)現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作發(fā)展正處于初期階段，尤其是在市政規(guī)劃工作中，天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)擁有一定的特殊性，如果單純的從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行思考，那么能夠把市政建設(shè)中的供水管網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)統(tǒng)稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題。在進(jìn)行市政天然氣管網(wǎng)的布局規(guī)劃設(shè)計(jì)工作時(shí)，可以相對(duì)應(yīng)的借鑒供水管網(wǎng)絡(luò)的成功布局設(shè)計(jì)方案。天然氣管網(wǎng)在天然氣運(yùn)輸過(guò)程中運(yùn)輸距離比較遠(yuǎn)、運(yùn)輸壓力比較大，因此在進(jìn)行天然氣管網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，一定要重視這些特點(diǎn)，并針對(duì)性應(yīng)用優(yōu)化措施進(jìn)行解決。我國(guó)的供水管網(wǎng)布局規(guī)劃設(shè)計(jì)有很多設(shè)計(jì)技巧，可以給市政天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提供有效的工作參考和指導(dǎo)。需要注意的是，在應(yīng)用供水管網(wǎng)的布局設(shè)計(jì)時(shí)，不能忽視天然氣管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)輸情況，要結(jié)合天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行技術(shù)借鑒。據(jù)調(diào)查顯示，目前在城市化規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案擁有很廣闊的發(fā)展前景，因此應(yīng)該加強(qiáng)歸于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的研究工作，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)研發(fā)出精確地規(guī)劃軟件，提升我國(guó)市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化水平。在未來(lái)的市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，要充分的利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，科學(xué)合理的指導(dǎo)市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，提升天然氣在城市發(fā)展中的應(yīng)用效率，減少污染較大的能源消耗，并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)我國(guó)市政工程建設(shè)質(zhì)量的提升。

3.2從工藝方面優(yōu)化天然氣管道

優(yōu)化城市市政天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是優(yōu)化工藝參數(shù)和優(yōu)化布局。重要的是要在早期階段確定好天然氣管道的布局，因?yàn)槿绻M(jìn)行后期改造和擴(kuò)建，就不可能改變天然氣的布局?？紤]到天然氣施工技術(shù)和布局的相關(guān)性，為了獲得理想的優(yōu)化效果，通常在優(yōu)化天然氣布局的條件下，在一定程度上對(duì)某一級(jí)的管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化施工工藝或是逐級(jí)優(yōu)化。當(dāng)鋪設(shè)天然氣管道的時(shí)候，為了保證天然氣管道的質(zhì)量，必須處理好管道安埋和開(kāi)挖工作，很好的控制管道焊接質(zhì)量。它主要是為了控制槽的深度，管子在回填之前要經(jīng)過(guò)進(jìn)行電火花防腐測(cè)試，以確保管道的防腐絕緣層完好無(wú)損。天然氣管道鋪設(shè)完畢以后，應(yīng)該按照要求進(jìn)行路基處理，以避免產(chǎn)生不利影響。焊接時(shí)，應(yīng)選擇有相關(guān)專(zhuān)業(yè)資質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員進(jìn)行操作。城市天然氣管道進(jìn)行改造的時(shí)候，原來(lái)的管道徹底拆除重建往往是不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橐恍┕艿朗锹裨趬χ械?，這就需要采用新工藝、新技術(shù)和新材料來(lái)改建或是鋪設(shè)天然氣管道，對(duì)于城市中比較老舊的天然氣管道可用管道內(nèi)襯技術(shù)和PF技術(shù)等等，對(duì)于天然氣管道的安全隱患進(jìn)行合理的改造，所以原管道的基礎(chǔ)上就可以增加氣體的壓強(qiáng)，進(jìn)一步增加天然氣供應(yīng)量，也可以明顯的延長(zhǎng)天然氣管道的使用壽命，減少天然氣管道鋪設(shè)的成本。

3.3天然氣管網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展

在市政天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中存在多目標(biāo)規(guī)劃現(xiàn)象，這種多目標(biāo)規(guī)劃會(huì)讓天然氣管網(wǎng)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)工作變得非常復(fù)雜，想要優(yōu)化天然氣管網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化，一般情況下會(huì)針對(duì)各個(gè)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，如果產(chǎn)生矛盾則無(wú)法進(jìn)行有效的調(diào)和。天然氣管網(wǎng)多目標(biāo)的優(yōu)化要設(shè)置出具體的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，例如說(shuō)減少管網(wǎng)的投資或者是減少管網(wǎng)的能源消耗等，如果在規(guī)劃設(shè)計(jì)中選擇使用的天然氣管徑相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，那么在一定程度上會(huì)減少管道的工程成本消耗，但是這樣會(huì)不可避免的增加在液體傳送過(guò)程中遇到的阻力影響，勢(shì)必會(huì)增加在管網(wǎng)動(dòng)力的能源消耗。如果在規(guī)劃設(shè)計(jì)中選擇使用的管徑比較大，那么會(huì)減少液體的輸送阻力，同時(shí)有效的減少能源消耗，但是也相對(duì)應(yīng)的會(huì)增加管道的成本消耗。綜合研究來(lái)看，天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)有一定的沖突性，想要針對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效優(yōu)化，解決多目標(biāo)的規(guī)劃要求，最經(jīng)常見(jiàn)得使用方法就是價(jià)函數(shù)法、分層序列法還有增量系數(shù)法。優(yōu)化多目標(biāo)規(guī)劃能夠從不同的規(guī)劃方案當(dāng)中選擇最科學(xué)合理的施工方案，有效解決各種問(wèn)題，提升市政天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

與城市總體規(guī)劃的有機(jī)結(jié)合，是開(kāi)展城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。對(duì)于未來(lái)潛在的燃?xì)馐褂糜脩艉陀脷饬?，?yīng)能夠做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。促進(jìn)管網(wǎng)的建設(shè)，確保燃?xì)夤?yīng)的穩(wěn)定性和安全性，確定管網(wǎng)壓力等級(jí)。進(jìn)一步擴(kuò)大燃?xì)獾倪m用范圍，加強(qiáng)多氣源的燃?xì)夤?yīng)體系的建設(shè)。

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（作者單位：紹興天然氣投資有限公司）