試析城市天然氣管網規劃設計

董志剛

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試析城市天然氣管網規劃設計

董志剛

太原煤炭氣化（集團）晉中燃氣有限公司

摘 要：隨著可持續發展觀的貫徹實施，天然氣已經成為了取代燃煤等傳統能源的最佳替代品，成為了越來越多城市的主要能源。

關鍵詞：天然氣；管網；規劃設計

前言

當前，在使用天然氣時不可避免地會面臨天然氣管道的規劃設計，天然氣管道的鋪設投資相對較大，對周邊居民生活也有較大的影響，一旦規劃出現錯誤，在工程建成之后想要完成擴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。可見，為了保障城市市政建設的質量，必須科學和規范地規劃設計天然氣管網。

1天然氣管網規劃設計概述

隨著城市規模的不大擴大，城市基礎設施建設需要不斷完善，當前我國城鎮需要新建或者改建的天然氣管道項目非常多，天然氣管道不合理設計導致新建或者擴建困難重重，特別是一些老城區燃氣管道的改造尤其麻煩，傳統的天然氣管道設計無論是在經驗還是在設計思路上不能適應當前城市發展需求。

2天然氣管網系統的組成

城市天然氣管網系統的組成主要包括調壓計量站、高壓、次高壓、中壓以及低壓的天然氣管網、各類型的儲氣庫、相應的儲氣設備以及配氣站等。

2.1調壓計量站

調壓計量站的主要作用是在區域范圍內調整管道內的壓力，主要工作設備是調壓器。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，必須在區域范圍內建立調壓計量站，如圖1 所示。

圖1 調壓計量站

2.2 高壓、次高壓、中壓以及低壓的天然氣管網

管網是天然氣運輸的通道，天然氣從氣源運輸到用戶家中需要經過不同等級的管網，主要是高壓、次高壓、中壓以及低壓天然氣管網。

2.3儲氣庫及儲氣設施

由于不同季節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，為了避免不同季節用氣的不均衡，天然氣管道線路中還會設計有儲氣庫以及儲氣設施，當然也可以調節白天與夜晚的用氣不均衡。

2.4 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。配氣站是對開采出來的原始天然氣進行過濾除塵、添加有警示味道的氣體、調整天然氣的壓力以及對天然氣的體積進行計量的地方，是天然氣供給用戶使用的最后一道工序。

3市政規劃中天然氣管網規劃原則

在市政天然氣管網規劃過程當中，需要嚴格遵循以下幾個基本原則：①對于站場和管線布置，應當切實符合當地以及整個區域的城市規劃要求、天然氣管網規劃的要求；② 對于站場與管線的布置，需要具有適宜的地形條件、良好的工程地質條件等；③站場需要結合區域長輸管線的具體位置予以確定；④對于站場、天然氣管線與站外建（ 構）筑物的防火間距，需要與現行的國家標準及相關規定相符。

4 市政規劃中天然氣管網的規劃設計

4.1借助先進的技術手段進行規劃設計

進行城市天然氣管網規劃設計的主要目的就在于降低施工成本，這一點是要建立在滿足用戶的需求、當今施工工藝、管網的安全性和穩定性的基礎之上的。天然氣工程自身就具有龐大性和復雜性的特點，加上城市中復雜的地質環境，在進行市政規劃時天然氣管道的規劃設計不能單純依靠手工進行，必須借助先進的計算機技術來克服傳統方法計算精度低、效率低下的缺點。

4.2 從工藝方面優化天然氣管道

市政天然氣管網規劃設計中的優化主要是優化布局以及優化工藝參數。前期確定好天然氣管網的布局是非常重要的，因為后期如果存在改建和擴建，是無法改變天然氣的布局的。考慮到天然氣布局與施工工藝的關聯性，為了獲得最理想的優化效果，一般是在優化了天然氣布局的情況下對某一級管網進行施工工藝的優化或者逐級予以優化。

①在鋪設天然氣管道時，為了保障天然氣管道的質量，必須處理好管道的開挖和安埋工作，控制好管道焊接的質量。

② 在改造城市天然氣管道時，對原有的管道進行徹底的拆除重建往往不現實，因為有的管道是埋設在墻壁之中的，這就需要采用新技術、新工藝以及新材料來鋪設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 技術或者管道內襯技術等，對有安全隱患的天然氣管道進行合理改造，這樣在原有管道的基礎上就可以增大天然氣的壓力，進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成本。

4.3 從施工材料方面優化天然氣管道

天然氣管道的建設事關重大，管道的安全性更是重中之重。在城市天然氣管道規劃時一定要注意對施工材料質量的掌控，有的管道需要承受高壓，如果施工材料達不到設計的要求，在正常使用的過程中就容易導致重大安全事故，帶來重大經濟損失和人員傷亡。

5天然氣管網規劃發展趨勢

我國大多數城市都在現代化的道路上穩步前進，但是對于天然氣管道的規劃設計正處于探索階段，受到天然氣管道特殊性的影響，在對天然氣管道進行規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也有相同之處，可以選擇性地借鑒供水管道的規劃技巧來進行供氣管道的布局規劃。天然氣管網具有距離較長、輸送壓力較高以及口徑較大的特點，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劃為天然氣管道的規劃提供一定的參考，但是也要立足于天然氣管網輸氣的實際特點，結合實際情況進行天然氣管網的市政規劃。

從大量的實踐規劃事例來看，以神經網絡為基礎的天然氣管網規劃是目前最優的選擇，為了提高市政規劃中天然氣管網的規劃和設計效率，可以對其進行深入的研究，開發以神經網絡為基礎的規劃設計軟件，從而充分地化科學技術為生產力，提高管網的綜合利用效率。當然在此基礎上還應該注意城市天然氣管網與城市整體環境的適應性，美觀性和實用性都是人們追求的目標，如果能夠在美觀性和實用性之間取得良好的平衡，對于展現城市的風貌是非常有利的。

6結束語

總而言之，當前天然氣已經成為人們生產生活不可分割的一部分，天然氣管網的規劃設計作為市政規劃中較為重要的一項內容，前期投資巨大，建成后也不容易進行改建或者擴建，因此在前期建設的過程中務必做到一步到位，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的進程，也可以防止人力、物力、財力的巨大浪費。

參考文獻：

［1］范君來，王敏，胡濤.城鎮燃氣管網優化設計中的幾個問題［J］.石油和化工設備，2013（2）：69-70.

［2］陳世峰，徐欣.城市燃氣管網規劃設計研究［J］.化工管理.2014（30）：15-197.