城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行方案優(yōu)化探討

代杰年

提綱：隨著我國(guó)建立多個(gè)國(guó)家中心城市和超大城市的規(guī)劃，城市燃?xì)夤艿赖姆笤O(shè)范圍也越來(lái)越大。城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行的難度也隨著城市的擴(kuò)大而增加。因此，對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行方案的設(shè)定需要進(jìn)行探討。本文從當(dāng)前輸配管網(wǎng)存在的主要問題進(jìn)行分析，繼而城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行方案及管網(wǎng)質(zhì)量采取控制措施，最后對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨斉?城鎮(zhèn);運(yùn)行方案;優(yōu)化

1引言

天然氣作為清潔能源，國(guó)家環(huán)境政策對(duì)天然氣持肯定態(tài)度，并提出相應(yīng)規(guī)劃目標(biāo)，因此我們可以肯定的是未來(lái)天然氣將成為城市燃?xì)庵饕獨(dú)夥N是不容質(zhì)疑的。國(guó)家的政策對(duì)天然氣整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條都提出響應(yīng)要求和指導(dǎo)性意見。我國(guó)城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，截至2015年，中國(guó)城市天然氣管網(wǎng)總長(zhǎng)度約47.80萬(wàn)公里，過去十年保持每年10%以上增速，大幅提升天然氣的有效供給量和區(qū)域。燃?xì)馄占奥蕪?005年82.10%上升到2015年末的95.35%，燃?xì)庖殉蔀槌鞘芯用裰饕娜剂?。隨著城市化的逐漸擴(kuò)張，軌道交通和地下交通的建設(shè)，都在影響城鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)。城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行應(yīng)充分考慮如何平衡，當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，如何保證居民的用氣量。本文旨在探討城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行方案優(yōu)化。

2當(dāng)前輸配管網(wǎng)管理存在的主要問題

2.1管理范圍逐漸擴(kuò)大

伴隨我國(guó)要發(fā)展“超大城市”和成立國(guó)家中心城市的規(guī)劃，超大城市擁有平均人口數(shù)量在2500萬(wàn)左右。城市的邊界被極大地?cái)U(kuò)大化，過去的農(nóng)村或郊縣地帶均被劃入城市范圍，這些地方將聚集越來(lái)越多的年輕人，也會(huì)建設(shè)越來(lái)越多的現(xiàn)代化住宅。天然氣管網(wǎng)的建設(shè)速度也需跟進(jìn)，逐漸擴(kuò)大管網(wǎng)的建設(shè)和管理范圍。

2.2管網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量快速增加

超大型城市因人口眾多，對(duì)天然氣的需求量將會(huì)猛增。并且，超大型城市同時(shí)配備了足夠的工業(yè)企業(yè)，工業(yè)企業(yè)對(duì)天然氣同樣由較大的需求量。為了保證向城市居民和工業(yè)企業(yè)供應(yīng)充足的氣量，管網(wǎng)的設(shè)備也需要逐漸增加。

2.3管理系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)落后

現(xiàn)在天然氣公司對(duì)于輸配管網(wǎng)管理，主要依靠技術(shù)人員使用傳統(tǒng)的人工記憶、畫圖管理和手工管理等方法進(jìn)行管理。過去管網(wǎng)范圍小，管網(wǎng)設(shè)備少，依靠傳統(tǒng)方法尚可以統(tǒng)籌管理，但如今管網(wǎng)范圍是過去的數(shù)倍，管網(wǎng)設(shè)備也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不適用。

3城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行方案及管網(wǎng)質(zhì)量控制措施

3.1城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行方案

3.1.1建成雙氣源供氣模式

城鎮(zhèn)供氣需要將氣源輸送到每個(gè)住宅聚集區(qū)，管網(wǎng)需要保證安全性、可靠性和覆蓋面廣。首先考慮將城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿澜ǔ森h(huán)網(wǎng)，形成雙向供氣。因此，在中壓或次高壓燃?xì)飧删W(wǎng)上，必須設(shè)置截?cái)嚅y門。當(dāng)管道被挖爆、被破壞等事件時(shí)可采取部分截?cái)嗔鞒蹋M量降低停氣的影響。截?cái)嚅y門盡量設(shè)置獨(dú)立的閥室，埋地敷設(shè)時(shí)需要采取防腐措施。甚至可考慮在環(huán)網(wǎng)的兩端分別介入不同的氣源，供氣多元化可提高供氣的可靠性。

3.1.2應(yīng)用自動(dòng)加臭

過去，常采取隔膜柱塞計(jì)量泵注入加臭劑（四氫噻吩）。注入量需要根據(jù)用氣的使用量進(jìn)行調(diào)整。過去的注入量?jī)H根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷和日常數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，非常不科學(xué)。進(jìn)口的四氫噻吩價(jià)格為8萬(wàn)元/噸，價(jià)格不僅不便宜，相當(dāng)還較高，如果過量地注入四氫噻吩必然會(huì)造成成本的增加，但如果過于少量地注入四氫噻吩，則對(duì)居民用氣造成安全隱患。因此，考慮進(jìn)行自動(dòng)加臭，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，加臭劑的注入量需要根據(jù)供氣量的多少實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3.1.3科學(xué)控制輸差

輸差是指在固定的時(shí)間段內(nèi)，流體介質(zhì)在輸送過程中出現(xiàn)的輸入貿(mào)易計(jì)量值與輸出貿(mào)易計(jì)量值的差值。由于計(jì)量?jī)x表相互之間的誤差、管道爆裂出現(xiàn)放空損失、異常計(jì)量損失等。計(jì)量?jī)x表之間的誤差則是造成輸差的最主要原因，特別是城鎮(zhèn)燃?xì)猓捎趨⑴c計(jì)量交接的表屬于對(duì)于數(shù)量記錄不夠精準(zhǔn)和智能，對(duì)于輸差的管理難度較大。作為供方企業(yè)，對(duì)于計(jì)量器具的選型、送檢和維護(hù)，需要特別注重。并且，充分重視實(shí)際輸量是否處于流量計(jì)合理計(jì)量量程范圍內(nèi)。

3.2管網(wǎng)質(zhì)量控制措施

3.2.1科學(xué)合理設(shè)計(jì)管網(wǎng)

城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)首要考慮滿足居民住宅用氣和工業(yè)用氣，其次考慮管網(wǎng)工程投資費(fèi)用達(dá)到最低，使管網(wǎng)運(yùn)行階段滿足經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、安全可靠。目前，管網(wǎng)規(guī)劃需要根據(jù)城市的形態(tài)和居民聚集的密度進(jìn)行。這可使用最新的大數(shù)據(jù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃。在城市化高速發(fā)展建設(shè)匯總，盡量選用較高壓力的供氣系統(tǒng)，或采用不同級(jí)別的壓力系統(tǒng)，盡量減少整個(gè)供氣網(wǎng)絡(luò)中低壓所占比例。

3.2.2科學(xué)布線

城市中的燃?xì)夤芫W(wǎng)通常選用地下敷設(shè)，一是考慮安全性，二是考慮城市的美觀性。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的布線主要指城市管網(wǎng)中各管段的地理位置。管網(wǎng)敷設(shè)首要考慮路面處于閑置或安靜狀態(tài)的道路，比如城市人行道、綠化帶。不同級(jí)別的管網(wǎng)輸氣壓力會(huì)因其功能的不同而不同，配套設(shè)施和防火安全等級(jí)要求也不同。因此不同管道壓力需要考慮不同情況的布線，比如高中壓管網(wǎng)平面布置、低壓管網(wǎng)的平面布置和管道的縱斷面布置。高壓管網(wǎng)一旦發(fā)生事故，將會(huì)引起巨大破壞力，從安全角度考慮，高壓管網(wǎng)不適宜安裝在城鎮(zhèn)內(nèi)，適宜繞城鎮(zhèn)邊緣敷設(shè)。中壓管網(wǎng)應(yīng)敷設(shè)在城市用氣集中的居民住宅區(qū)，與低壓環(huán)網(wǎng)連接的規(guī)劃道路上，盡量避免交通干線或車流量集中的大道。

3.2.3強(qiáng)化施工過程質(zhì)量控制

城市天然氣管網(wǎng)在不斷向城外郊區(qū)敷設(shè)，隨著管理范圍的不斷擴(kuò)大，事故發(fā)生的幾率也在提高。當(dāng)某地出現(xiàn)燃?xì)馐鹿蕰r(shí)，極大地危害當(dāng)?shù)鼐用竦纳踩拓?cái)產(chǎn)安全，燃?xì)馐鹿拾l(fā)生的原因可能因管網(wǎng)出現(xiàn)意外地老化和腐蝕，管網(wǎng)遭受重壓導(dǎo)致破裂等。為避免出現(xiàn)管網(wǎng)損壞等事件，應(yīng)該保證輸配管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，重視燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的施工質(zhì)量。注重管網(wǎng)材料的采購(gòu)，材料進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)，是否進(jìn)行了相應(yīng)的正規(guī)檢查和試驗(yàn)。材料的放置是否符合相應(yīng)的規(guī)定。在管網(wǎng)材料把控的基礎(chǔ)上，還應(yīng)把控施工人員、施工方案，從這三個(gè)方面確保施工質(zhì)量。

4城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)能源“十三五”規(guī)劃，我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行發(fā)展趨勢(shì)是，以保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、提升人民生活水平、改善生態(tài)環(huán)境為核心，抓住我國(guó)發(fā)展的重大機(jī)遇，優(yōu)化布局中重要燃?xì)鈭?chǎng)站和輸氣廊道，著力突破資源保障瓶頸;以構(gòu)建安全穩(wěn)定、高效智能、綠色低碳、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)的燃?xì)夤?yīng)保障體系。充分發(fā)揮天然氣在能源體系匯總的基礎(chǔ)支撐作用，全面提升燃?xì)饫煤驮O(shè)施建設(shè)水平，城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)繼續(xù)建設(shè)，保證城鎮(zhèn)居民用氣普及率逐步提高。

4.2關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）調(diào)峰與儲(chǔ)氣。重點(diǎn)研究城市高壓環(huán)狀管網(wǎng)、球灌、地下儲(chǔ)氣庫(kù)、采用LNG等多元化的儲(chǔ)氣方式。對(duì)調(diào)峰手段的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深度分析，針對(duì)不同的城市燃?xì)廨斉淝闆r，考慮最佳的輸氣方案。（2）以負(fù)荷與負(fù)荷特性的研究為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，建立管網(wǎng)計(jì)算的評(píng)價(jià)方法和管網(wǎng)運(yùn)行的模擬，不斷實(shí)踐檢驗(yàn)和修正流量計(jì)算公式。（3）進(jìn)一步研究和修正管道埋設(shè)的強(qiáng)度計(jì)算方法，將前沿技術(shù)應(yīng)用于管道施工中，保證管道的質(zhì)量。

5結(jié)語(yǔ)

本文從當(dāng)前輸配管網(wǎng)存在的主要問題進(jìn)行分析，比如范圍擴(kuò)大、管網(wǎng)設(shè)備增加、管理系統(tǒng)技術(shù)落后等，繼而城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉溥\(yùn)行方案及管網(wǎng)質(zhì)量采取控制措施，比如建成雙氣源供氣模式、應(yīng)用自動(dòng)加臭、合理控制輸差等。最后對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉錃膺\(yùn)行發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

（張掖中石油昆侖燃?xì)庥邢薰?甘肅省張掖市甘州區(qū) 734000）