【摘 要】近年來，隨著我國各方面的不斷發(fā)展，很多不可再生資源的開發(fā)已經(jīng)跟不上消耗的速度，加之環(huán)境問題受到越來越多的關(guān)注，尋找一種新型、環(huán)保的替代能源已刻不容緩。因此天然氣成為了城市居民和部分工業(yè)用氣的首選，為城市能源系統(tǒng)帶來了重大變革?；诖耍疚木蛯Τ鞘腥?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計要點(diǎn)結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】城市；燃?xì)夤芫W(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計；措施

1、優(yōu)化城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及施工的重要性

1.1、能夠全面的提升城市燃?xì)夤艿赖氖┕た茖W(xué)性

城市的燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)成為城市現(xiàn)代化建設(shè)中維護(hù)城市公共安全的關(guān)鍵，因?yàn)槌鞘兄腥細(xì)夤艿涝斐傻陌踩鹿瘦^多，大多數(shù)的情況就是在管道的設(shè)計施工中沒有做到對施工設(shè)計的全面性設(shè)計安排。所以在燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計施工中，最常見的問題一定要被重視，并進(jìn)行設(shè)計階段的全面規(guī)劃。城市燃?xì)夤艿赖墓芪唤ㄔO(shè)必須在相關(guān)的城市規(guī)劃部門同意的情況下進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，并且在具體的規(guī)劃圖規(guī)劃之下，進(jìn)行全面的施工和規(guī)劃。同時要求在設(shè)計施工圖進(jìn)行總體的規(guī)劃之后進(jìn)行審查，得到具體的燃?xì)夤艿拦芾聿块T的認(rèn)可后，才開展施工的勘測和施工。

1.2、促進(jìn)城市的燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)的更加的具有質(zhì)量保證

在城市的燃?xì)夤艿朗┕ぶ校€要注意對燃?xì)夤艿朗┕ぶ械脑O(shè)計壓力分級，城市的燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)從根本上來說，城市燃?xì)夤艿朗┕ひＷC基本的要求，管道質(zhì)量要保證不漏氣、耐腐蝕、冬季凝水不凍結(jié)。并且在實(shí)際的施工中，天然氣管道要注重對鑄鐵管道的連接方法，從承插式的接口，再到機(jī)械接口等方面，要求燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)和施工要具有全面的可保障性，進(jìn)而全面的維護(hù)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計和施工。城市的現(xiàn)代化建設(shè)要求燃?xì)夤艿赖氖┕ず驮O(shè)計會受到生產(chǎn)環(huán)境和施工條件等因素的影響，實(shí)施對城市燃?xì)夤艿朗┕栴}的重視，是保證城市燃?xì)夤艿朗褂冒踩?、促進(jìn)城市燃?xì)饽茉幢蝗胬玫年P(guān)鍵。在城市的燃?xì)夤艿乐兄匾暺涑Ｒ妴栴}才能被有效地解決，提升整個燃?xì)夤こ痰慕ㄔO(shè)質(zhì)量。

2、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計要點(diǎn)

2.1、算法選擇問題

目前，在進(jìn)行城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)優(yōu)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(shù)所工業(yè)園區(qū)開發(fā)區(qū)、新建樓盤等的用氣設(shè)計實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，兩種優(yōu)化算法在實(shí)際應(yīng)用之中尚存在一定差距。以某新建樓盤燃?xì)夤芫W(wǎng)優(yōu)化設(shè)計為例，當(dāng)初在設(shè)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(xù)使用之中發(fā)現(xiàn)，由于Prim算法單純關(guān)注管線長度這一個因素，而未考慮節(jié)點(diǎn)的度，從而導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)的度較大，對管段的流量產(chǎn)生了限制。為解決這一問題，施工過程中不得不采取擴(kuò)大管徑的方法，大大增加了項目費(fèi)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(shí)現(xiàn)步驟之中，既考慮到了燃?xì)夤芫W(wǎng)的長度，同時又考慮到了節(jié)點(diǎn)的度這一因素，從而提升了算法的實(shí)用性。

目前，最小生成樹算法已逐步被應(yīng)用到城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計實(shí)踐之中。某地區(qū)曾有一餐飲業(yè)聚集的商區(qū)在商業(yè)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計中普遍應(yīng)用了該優(yōu)化算法，在施工及實(shí)際使用之中取得了較為理想的效果。

2.2、參數(shù)優(yōu)化問題

在進(jìn)行城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計過程中，基本參數(shù)的科學(xué)設(shè)定也是實(shí)現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化的重要一步。通常而言，燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的基本參數(shù)包括管網(wǎng)內(nèi)徑參數(shù)設(shè)定、節(jié)點(diǎn)所輸出的流量大小及其壓力差的參數(shù)設(shè)定，此外，還應(yīng)包括管網(wǎng)所路經(jīng)的主要城鎮(zhèn)街區(qū)的參數(shù)設(shè)定以及燃?xì)夤芏瓮拘箙^(qū)域的參數(shù)設(shè)定等。參數(shù)設(shè)定的過程須科學(xué)、合理，并充分考慮到工程的實(shí)際情況。例如在對管網(wǎng)途經(jīng)的城鎮(zhèn)街區(qū)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定時，必須至少包含街區(qū)的實(shí)際面積以及街區(qū)人口數(shù)量或人口密度等參數(shù)，參數(shù)的確定須真實(shí)、可靠，從而保證管網(wǎng)設(shè)計的科學(xué)合理。在設(shè)計時需要對所選的各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，既要保證燃?xì)夤艿劳懂a(chǎn)后運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，又要考慮到未來發(fā)展的需要。

2.3、調(diào)壓裝置的選擇問題

壓力調(diào)節(jié)裝置的選擇是城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中又一十分重要的環(huán)節(jié)。在目前的管網(wǎng)設(shè)計條件下，通常會優(yōu)先選擇具有主、副兩套調(diào)壓器，能夠智能識別超壓并自動切斷管網(wǎng)供應(yīng)等功能的調(diào)壓設(shè)備。通過這一優(yōu)化設(shè)計的過程，一方面可以使得調(diào)壓裝置位置更加明顯，便于識別并進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。此外，還能夠確保當(dāng)主調(diào)壓器出現(xiàn)故障時，副調(diào)壓器仍能夠正常工作，為燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障。同時，智能的壓力識別及自動切斷設(shè)備為輸氣過程的正常運(yùn)行、及時避免安全事故的發(fā)生提供了有力的保障。另外，在壓力調(diào)節(jié)裝置的選擇過程中還應(yīng)注意的是，設(shè)備的參數(shù)性能必須能夠滿足所在區(qū)域的燃?xì)庑枨罅?。以某社區(qū)新建樓盤民用燃?xì)夤芫W(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計為例，考慮到樓盤住戶達(dá)1200余戶，大大超過了普通一臺調(diào)壓箱能夠滿足的燃?xì)庥昧?，故對多個調(diào)壓柜進(jìn)行了組合使用，從而滿足了當(dāng)?shù)赜脩舻膶?shí)際需求。

2.4、設(shè)置檢查樁和檢測頭

在進(jìn)行相關(guān)管道設(shè)計中，對于機(jī)制彎頭、熱煨彎管、冷彎彎管以及彈性敷設(shè)，都有一定的確定原則和適用范圍。相關(guān)的過鐵路、過河和躲避交叉等，還有管道轉(zhuǎn)角等問題都應(yīng)在燃?xì)夤艿涝O(shè)計中加以注意，特別是針對處理相應(yīng)的改變平面位置或縱向位置的過程中。合理節(jié)點(diǎn)位置的確定，對于處理敷設(shè)燃?xì)夤艿赖牡缆分械脑训馈h(huán)島等彎道過程具有重要意義。應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定和要求，進(jìn)行燃?xì)夤艿缽椥苑笤O(shè)的設(shè)計。

3、工程實(shí)例分析

3.1、工程概述

某市城區(qū)規(guī)劃面積48平方公里，建成面積21.9平方公里，城區(qū)人口19.4萬。過去較長時間里以煤、液化石油氣、電能源為主，為了提高城市居民生活質(zhì)量和城市品味，改善城市生態(tài)環(huán)境，提升城市整體綜合實(shí)力，擬引入天然氣。氣源選擇LNG氣源，項目包括2座LNG撬裝站、中壓管網(wǎng)及配套設(shè)施，供應(yīng)能力為15萬NM3/d，計劃發(fā)展天然氣居民用戶10萬戶。

3.2、基本參數(shù)確定

以居民用氣定額2000MJ/人年，戶均人口3.74人，公建用戶用氣量占居民用氣量30%計算，該市年用氣量為2730萬NM3。以月高峰系數(shù)1.20，日高峰系數(shù)1.25，小時高峰系數(shù)3.0計算，該市日高峰用氣量為11.18萬NM3，小時高峰用氣量為1.40萬NM3。綜合考慮不可預(yù)見量和未來城市發(fā)展需求，該市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃供氣規(guī)模為日供氣15萬NM3。

3.3、管網(wǎng)布置

根據(jù)中壓管網(wǎng)壓力限制，中壓管網(wǎng)布設(shè)應(yīng)盡量靠近大用氣量企業(yè)，以保證用較短線路長度實(shí)現(xiàn)同樣的供氣效果，考慮供氣安全和布局合理性，管網(wǎng)盡量減少穿跨越工程，采用支狀管網(wǎng)布設(shè)，以使新設(shè)管網(wǎng)與城市發(fā)展建設(shè)同步。管材選擇上，考慮地區(qū)特點(diǎn)采用聚乙烯管作為城鎮(zhèn)低壓管網(wǎng)管材，采用熱熔連接與電熔連接結(jié)合的方式。同時，建立物理模型，將供氣范圍分為若干區(qū)塊，對管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、路徑進(jìn)行優(yōu)化，在保障供氣安全、可靠性的基礎(chǔ)上，盡量降低管網(wǎng)建設(shè)成本。

總言之，管線設(shè)計是影響管線規(guī)劃和管理水平的一個重要因素。因此，在以后的工作中，我們要高度重視管線設(shè)計工作，切實(shí)提高設(shè)計人員的技術(shù)水平。由于設(shè)計人員的專業(yè)技術(shù)水平與管線設(shè)計的合理性有著密切關(guān)系，因此，在對管線進(jìn)行設(shè)計的時候，我們要選擇一些專業(yè)的設(shè)計公司或者人員進(jìn)行設(shè)計。同時我們要高度重視調(diào)查工作，具體包括對原有管線的調(diào)查，對管線施工現(xiàn)場的調(diào)查等。通過做好這些前期調(diào)查工作，為管線設(shè)計提供數(shù)據(jù)信息依據(jù)，提高管線設(shè)計的合理性。

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