論城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計

李建榮

（山西省勘察設(shè)計研究院規(guī)劃所，山西太原　030013）

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論城市天然氣管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計

李建榮

（山西省勘察設(shè)計研究院規(guī)劃所，山西太原030013）

摘要：結(jié)合城市天然氣管網(wǎng)的系統(tǒng)組成，分析了市政規(guī)劃中天然氣管道的規(guī)劃原則，并從技術(shù)手段、施工工藝、施工材料等方面，闡述了天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計方法，最后預(yù)測了天然氣管網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：天然氣，管網(wǎng)，規(guī)劃設(shè)計

隨著可持續(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，成為了越來越多城市的主要能源。而使用天然氣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(fèi)。可見，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　城市天然氣管網(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。

1.1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

圖2　配氣站

1.2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(yùn)輸?shù)耐ǖ?，天然氣從氣源運(yùn)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)。

1.3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。

1.4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(diǎn)。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，如圖2所示。

2　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(shí)符合當(dāng)?shù)匾约罢麄€區(qū)域的城市規(guī)劃要求、燃?xì)夤芫W(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、燃?xì)夤芫€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。

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

3.1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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)。

除上述之外，還可以充分利用計算機(jī)技術(shù)來加強(qiáng)對于天然氣管道的事故防范管理，主要是綜合掌握地理信息以及管網(wǎng)信息，通過地理信息系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地對周圍一切形勢指標(biāo)進(jìn)行檢閱，繼而科學(xué)地制定管網(wǎng)維護(hù)計劃以及大修更新計劃，降低安全事故發(fā)生的幾率。利用管網(wǎng)信息來及時甄別管網(wǎng)是否出現(xiàn)了問題，以達(dá)到迅速反應(yīng)的目的。

3.2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?yàn)楹笃谌绻嬖诟慕ê蛿U(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。主要是控制溝槽的深度，管道在回填之前要進(jìn)行電火花防腐檢測，確保管道的絕緣防腐層完好無損。天然氣管道鋪設(shè)完成之后要按照要求處理路基，避免造成不良影響。焊接時要選擇經(jīng)驗(yàn)豐富，有相關(guān)專業(yè)資質(zhì)的人員進(jìn)行操作。

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(shí)，因?yàn)橛械墓艿朗锹裨O(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。

3.3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。

4　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(diǎn)，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(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行天然氣管網(wǎng)的市政規(guī)劃。

從大量的實(shí)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(shí)用性都是人們追求的目標(biāo)，如果能夠在美觀性和實(shí)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。

5　結(jié)語

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(xiàng)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(fèi)。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需深入探究天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化措施，以計算機(jī)技術(shù)作為輔助，控制天然氣管道的施工工藝及施工材料，從而達(dá)到最優(yōu)的城市規(guī)劃效果。

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On planning design for urban natural gas pipe network

Li Jianrong
（Planning Department，Shanxi Survey and Design Institute，Taiyuan 030013，China）

Abstract：Combining with the systematic composition of the urban natural gas pipe network，the paper analyzes the planning principle for the natural gas pipeline in the municipal planning，illustrates the planning design of the pipe network from the technical means，construction craft，and construction materials，and forecasts the tendency for the planning and development for the natural gas pipe network.

Key words：natural gas，pipe network，planning design

中圖分類號：TU996

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0030-02

收稿日期：2016-01-17

作者簡介：李建榮（1986-），女，助理工程師