城镇燃气管网优化设计中存在的问题分析

卫晓夏

摘要：由于日益严峻的煤炭形式，枣矿集团各矿高度重视煤质管理工作，创新实施了“全员参与、全方位控制、全过程考核”的“三全”质量管理体系，在思想层面、制度层面、管理层面、执行层面、考核层面共五个层面上创新管理，有效提升了煤炭质量管理水平。

关键词：城镇燃气；管网；优化设计；问题分析

引言：天然气是一种比较清洁的能源，也是我国城市用气的主要气源。随着我国进口天然气量的不断增长以及西气东输工程的顺利进行，天然气在我国城镇居民日常生活及生产中的使用越来越普遍。

在我国能源发展的“十二五”规划中明确提出，到2015年天然气在一次能源消费中的比重将达到7.5%，天然气的使用人口将达到2.5亿以上。由此可知，城镇燃气事业在未来相当长的一段时间内有着良好的发展前景。城镇燃气管网设计的是否科学合理不仅直接影响到燃气管网的安全性以及经济性，而且会对整个城市功能的提升以及居民的生活质量有重要影响，因此必须重视城镇燃气管网的优化设计工作。

1、城镇燃气管网优化设计概述

随着社会经济的不断发展，人们对于天然气的使用需求日益增加，城镇燃气管网的输气量、输气距离等亦随之增长。为了满足不断扩大的用户需求，设计及施工者必须不断扩大管网建设规模、完善施工手段，与此同时，建设费用亦随之大幅增加。此外，由于燃气管网在实际投入使用后其运行质量容易受到多种因素的影响，一旦出现问题被迫改修，则会对城市建设造成十分不利的影响。因此，为了满足市场需求，降低建设成本，必须在现有的设计基础上对燃气管网进行不断的优化，尽快提升城镇燃气管网性能，优化管网设计及施工模式。而计算机技术、优化技术等的不断发展使得城镇燃气管网的优化设计成为了可能。深入分析燃气管网优化过程中存在的问题，积极把握先进的理论及技术思路并应用于城镇各工业园区、新建楼盘等的实际施工之中，对提升设计质量压缩施工周期降低项目成本等具有十分重要的意义。

2、城市燃气管网安全运行中存在的问题

2.1燃气公司工作人员安全意识不强，不能及时或没有发现问题及隐患所在。

2.2不能及时发现消除安全隐患；大多燃气公司的安全管理工作，一般是设一个安全技术部门，其它部门设有专职、兼职安全管理员，在本部门中另有其他工作和直接领导的安排，无法全面兼顾，发现问题也不能及时有效上报解决。

2.3管道腐蚀严重。

2.3.1土壤腐蚀。不同的土壤、电阻率不同，对管道的腐蚀情况也不同。一般在电阻率低的地区，易受杂散电流干扰，管道腐蚀速度加快，经过开挖证明，这些地区的土壤对燃气管线腐蚀性较强。

2.3.2微生物腐蚀。微生物腐蚀是由于土壤中繁殖的細菌造成的。最常见的是还原性硫酸盐细菌，在厌氧土壤中，还原性硫酸盐细菌能够生长并且能够在有欠缺的涂层附近改变其化学成分，从而产生腐蚀作用。

2.3.3应力腐蚀。管道本身由于结构方面不均匀性，低温变化，流通介质压力变化而产生应力形成应力腐蚀。在外界存在着电化学腐蚀因素时，应变作用加速了腐蚀。

2.4现有地下管网的施工单位多，必然带来施工质量管理混乱，野蛮施工较为普遍的现象。而且地下各类金属结构密集，不同材料，不同直径，不同形状的气管、水管、电缆相互穿插交错、构成复杂而巨大的地下网络。也给我们的管网安全运行带来极大的危害。

2.5施工质量。调查发现，在管材和土壤环境相同的情况下，施工质量好坏直接影响管道的防腐效果。在三通、焊口、法兰、盲板、接头等防腐施工困难部位易出现防腐质量问题。

2.6公众对燃气管道安全的重要性不了解，不重视；特别是在一些刚成立管道燃气公司的城市，公众很不了解管道燃气，对其安全知识所知道的等于是零，对一些危及管道燃气安全的时候不知道后果的严重性。

3、城镇燃气管网优化设计中的具体问题

3.1算法选择问题

在城镇燃气管网优化设计的过程中，算法的选择是十分重要的实用、科学的算法能够更为全面地顾及到燃气管网的各方面因素，从而使燃气管网的布局不断优化，提升设计的实效性及经济性。

目前，在进行城镇燃气管网优化时常见的两种备选算法为Prim算法以及受限最小生成树算法。通过一段时间的理论分析以及对数所工业园区开发区、新建楼盘等的用气设计实践发现，两种优化算法在实际应用之中尚存在一定差距。以某新建楼盘燃气管网优化设计为例，当初在设计中选择了可以考虑到管线长度因素的Prim算法，然而在后续使用之中发现，由于Prim算法单纯关注管线长度这一个因素，而未考虑节点的度，从而导致了节点的度较大，对管段的流量产生了限制为解决这一问题，施工过程中不得不采取扩大管径的方法，大大增加了项目费用。这也成为了Prim算法的一个明显的不足之处相比之下，受限最小生成树算法则使得该问题得到了较为理想的解决：在实现步骤之中，既考虑到了燃气管网的长度，同时又考虑到了节点的度这一因素，从而提升了算法的实用性。目前，最小生成树算法已逐步被应用到城镇燃气管网的优化设计实践之中。某地区曾有一餐饮业聚集的商区在商业燃气管网设计中普遍应用了该优化算法，在施工及实际使用之中取得了较为理想的效果。

3.2调压装置的选择问题

压力调节装置的选择是城镇燃气管网优化设计中又一十分重要的环节在目前的管网设计条件下，通常会优先选择具有主、副两套调压器、能够智能识别超压并自动切断管网供应等功能的调压设备。通过这一优化设计的过程，一方面可以使得调压装置位置更加明显，便于识别并进行压力调节；此外，还能够确保当主调压器出现故障时，副调压器仍能够正常工作，为燃气管网的安全运行提供保障；同时，智能的压力识别及自动切断设备为输气过程的正常运行、及时避免安全事故的发生提供了有力的保障。另外，在压力调节装置的选择过程中还应注意的是，设备的参数性能必须能够满足所在区域的燃气需求量。以某社区新建楼盘民用燃气管网的优化设计为例，考虑到楼盘住户达1200余户，大大超过了普通一台调压箱能够满足的燃气用量，故对多个调压柜进行了组合使用，从而满足了当地用户的实际需求。

3.3参数优化问题

在进行城镇燃气管网设计过程中，基本参数的科学设定也是实现设计优化的重要一步。通常而言，燃气管网设计的基本参数包括管网内径参数设定、节点所输出的流量大小及其压力差的参数设定，此外，还应包括管网所路经的主要城镇街区的参数设定以及燃气管段途泄区域的参数设定等。参数设定的过程须科学、合理，并充分考虑到工程的实际情况。例如在对管网途经的城镇街区进行参数设定时，必须至少包含街区的实际面积以及街区人口数量或人口密度等参数，参数的确定须真实、可靠，从而保证管网设计的科学合理在设计时需要对所选的各参数进行优化，既要保证燃气管道投产后运行的经济性，又要考虑到未来发展的需要。

结语：城镇燃气管网的设计及其优化过程关系到国家的城镇建设，关系到工业发展及人们生活水平的提升，在整个社会建设中发挥着十分重要的意义。作为一名城镇燃气管网设计工作者，应十分重视管网优化设计在实际工作中的应用。应从科学的视角出发，合理分析优化过程中存在的各种问题，并注重与施工实际相结合，尽量选取最优的计算方法、参数以及理想的管线布置方案，从而实现城镇燃气管网设的不断优化。

参考文献：

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