城鎮燃氣管網優化設計中存在的問題分析

衛曉夏

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

關鍵詞：城鎮燃氣；管網；優化設計；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，天然氣在我國城鎮居民日常生活及生產中的使用越來越普遍。

在我國能源發展的“十二五”規劃中明確提出，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，城鎮燃氣事業在未來相當長的一段時間內有著良好的發展前景。城鎮燃氣管網設計的是否科學合理不僅直接影響到燃氣管網的安全性以及經濟性，而且會對整個城市功能的提升以及居民的生活質量有重要影響，因此必須重視城鎮燃氣管網的優化設計工作。

1、城鎮燃氣管網優化設計概述

隨著社會經濟的不斷發展，人們對于天然氣的使用需求日益增加，城鎮燃氣管網的輸氣量、輸氣距離等亦隨之增長。為了滿足不斷擴大的用戶需求，設計及施工者必須不斷擴大管網建設規模、完善施工手段，與此同時，建設費用亦隨之大幅增加。此外，由于燃氣管網在實際投入使用后其運行質量容易受到多種因素的影響，一旦出現問題被迫改修，則會對城市建設造成十分不利的影響。因此，為了滿足市場需求，降低建設成本，必須在現有的設計基礎上對燃氣管網進行不斷的優化，盡快提升城鎮燃氣管網性能，優化管網設計及施工模式。而計算機技術、優化技術等的不斷發展使得城鎮燃氣管網的優化設計成為了可能。深入分析燃氣管網優化過程中存在的問題，積極把握先進的理論及技術思路并應用于城鎮各工業園區、新建樓盤等的實際施工之中，對提升設計質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，不能及時或沒有發現問題及隱患所在。

2.2不能及時發現消除安全隱患；大多燃氣公司的安全管理工作，一般是設一個安全技術部門，其它部門設有專職、兼職安全管理員，在本部門中另有其他工作和直接領導的安排，無法全面兼顧，發現問題也不能及時有效上報解決。

2.3管道腐蝕嚴重。

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，易受雜散電流干擾，管道腐蝕速度加快，經過開挖證明，這些地區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成分，從而產生腐蝕作用。

2.3.3應力腐蝕。管道本身由于結構方面不均勻性，低溫變化，流通介質壓力變化而產生應力形成應力腐蝕。在外界存在著電化學腐蝕因素時，應變作用加速了腐蝕。

2.4現有地下管網的施工單位多，必然帶來施工質量管理混亂，野蠻施工較為普遍的現象。而且地下各類金屬結構密集，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、構成復雜而巨大的地下網絡。也給我們的管網安全運行帶來極大的危害。

2.5施工質量。調查發現，在管材和土壤環境相同的情況下，施工質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防腐質量問題。

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重性。

3、城鎮燃氣管網優化設計中的具體問題

3.1算法選擇問題

在城鎮燃氣管網優化設計的過程中，算法的選擇是十分重要的實用、科學的算法能夠更為全面地顧及到燃氣管網的各方面因素，從而使燃氣管網的布局不斷優化，提升設計的實效性及經濟性。

目前，在進行城鎮燃氣管網優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所工業園區開發區、新建樓盤等的用氣設計實踐發現，兩種優化算法在實際應用之中尚存在一定差距。以某新建樓盤燃氣管網優化設計為例，當初在設計中選擇了可以考慮到管線長度因素的Prim算法，然而在后續使用之中發現，由于Prim算法單純關注管線長度這一個因素，而未考慮節點的度，從而導致了節點的度較大，對管段的流量產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：在實現步驟之中，既考慮到了燃氣管網的長度，同時又考慮到了節點的度這一因素，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用到城鎮燃氣管網的優化設計實踐之中。某地區曾有一餐飲業聚集的商區在商業燃氣管網設計中普遍應用了該優化算法，在施工及實際使用之中取得了較為理想的效果。

3.2調壓裝置的選擇問題

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

3.3參數優化問題

在進行城鎮燃氣管網設計過程中，基本參數的科學設定也是實現設計優化的重要一步。通常而言，燃氣管網設計的基本參數包括管網內徑參數設定、節點所輸出的流量大小及其壓力差的參數設定，此外，還應包括管網所路經的主要城鎮街區的參數設定以及燃氣管段途泄區域的參數設定等。參數設定的過程須科學、合理，并充分考慮到工程的實際情況。例如在對管網途經的城鎮街區進行參數設定時，必須至少包含街區的實際面積以及街區人口數量或人口密度等參數，參數的確定須真實、可靠，從而保證管網設計的科學合理在設計時需要對所選的各參數進行優化，既要保證燃氣管道投產后運行的經濟性，又要考慮到未來發展的需要。

結語：城鎮燃氣管網的設計及其優化過程關系到國家的城鎮建設，關系到工業發展及人們生活水平的提升，在整個社會建設中發揮著十分重要的意義。作為一名城鎮燃氣管網設計工作者，應十分重視管網優化設計在實際工作中的應用。應從科學的視角出發，合理分析優化過程中存在的各種問題，并注重與施工實際相結合，盡量選取最優的計算方法、參數以及理想的管線布置方案，從而實現城鎮燃氣管網設的不斷優化。

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