劉慶宇

（華潤燃?xì)猓ㄠ嵵荩┦姓こ淘O(shè)計院有限公司，鄭州450000）

1 引言

城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計主要是合理配置燃?xì)赓Y源，在保證規(guī)劃設(shè)計科學(xué)合理的基礎(chǔ)上提升整體生產(chǎn)力，推進(jìn)城市與社會的可持續(xù)發(fā)展。而目前在城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中，管徑設(shè)計、輸配方案設(shè)計、防腐設(shè)計以及改造與利用能力等都存在一定不足，難以保障燃?xì)庀到y(tǒng)安全、可靠運行。為進(jìn)一步提升燃?xì)饫寐剩_保城市燃?xì)夤芫W(wǎng)安全穩(wěn)定運行，需要規(guī)劃設(shè)計人員在充分掌握城市燃?xì)庖?guī)劃重要意義的基礎(chǔ)上，采取有效措施重點解決燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中常見的各項問題。

2 城市燃?xì)庖?guī)劃的重要性

2.1 滿足現(xiàn)代城市建設(shè)需求

在我國城市化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)的過程中，我國國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，民眾對城市基礎(chǔ)設(shè)施提出更高的使用需求和質(zhì)量要求。城鎮(zhèn)居民日常生活中離不開燃?xì)?，城市燃?xì)庖?guī)劃會對人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生巨大影響，而目前很多城市所建立的燃?xì)庀到y(tǒng)并不完善，這主要是因為燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計缺乏合理性、科學(xué)性。在城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計環(huán)節(jié)，需要根據(jù)城市具體情況和未來發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行科學(xué)的燃?xì)夤こ淘O(shè)計工作，保證相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市發(fā)展同步，減少未來城市發(fā)展中出現(xiàn)所布設(shè)的燃?xì)夤芫W(wǎng)和城市要求不相符的情況，促進(jìn)燃?xì)庀到y(tǒng)安全、可靠地運行，滿足城市建設(shè)與發(fā)展需求[1]。

2.2 有利于推進(jìn)節(jié)約型社會建設(shè)

在我國工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展期間，煤炭、石油等能源使用量巨大，此類能源有效推進(jìn)著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展，也在一定程度上給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重破壞，如大氣污染等。所以，為實現(xiàn)節(jié)約型社會建設(shè)，就要加強節(jié)能技術(shù)和新能源的應(yīng)用，而天然氣在減少廢氣排放方面具有重要作用，提高燃?xì)饫寐剩兄跍p少污染，優(yōu)化城市環(huán)境，所以有力推進(jìn)城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計，有助于推進(jìn)節(jié)約型社會建設(shè)。

2.3 促進(jìn)城市現(xiàn)代化發(fā)展

燃?xì)庾鳛樾聲r期主要的生活燃料，提高燃?xì)馐褂寐?，不僅有助于提升居民生活質(zhì)量和水平，還能促進(jìn)城市現(xiàn)代化的發(fā)展。隨著我國城市化進(jìn)程進(jìn)一步推進(jìn)，城市規(guī)劃將發(fā)揮更加重要的積極作用，若不能對燃?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃，不僅會對燃?xì)夤赓|(zhì)量產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重情況下還容易引發(fā)安全事故，嚴(yán)重威脅人們的生命健康及財產(chǎn)安全，所以，城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計有助于調(diào)整和優(yōu)化能源使用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)城市現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展，實現(xiàn)人與環(huán)境的和諧共處。

3 城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中常見的問題

3.1 燃?xì)夤艿拦軓皆O(shè)計需完善

城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計過程中，要充分考慮管道直徑、材料等對管道整體安全性和效率的影響，要結(jié)合城市地下管道布局實際情況，優(yōu)選性能優(yōu)良、管徑合適的管道材料，以保證管道質(zhì)量符合運行要求。但在實際燃?xì)夤艿涝O(shè)計時，通常對管道直徑以及材料有所忽視，不能結(jié)合環(huán)境等因素進(jìn)行科學(xué)計算和設(shè)計，影響燃?xì)廨斉湫?，并且不利于后續(xù)維護(hù)。此外，導(dǎo)致燃?xì)夤艿拦軓皆O(shè)計不合理的另一個因素就是，前期未做好地質(zhì)勘測工作，收集到的數(shù)據(jù)和信息不足，對后續(xù)管徑設(shè)計造成影響，嚴(yán)重降低管道工程質(zhì)量，難以滿足居民生活和城市發(fā)展需求，同時也使燃?xì)夤艿烂媾R一定安全隱患[2]。

3.2 燃?xì)廨斉浞桨冈O(shè)計需改進(jìn)

在城市化進(jìn)程中，需要在燃?xì)忸I(lǐng)域合理引入競爭對手，以更高效、更充分地利用燃?xì)赓Y源，提高城市發(fā)展水平。但就目前情況來看，我國城市燃?xì)庵饕蓭准胰細(xì)馄髽I(yè)經(jīng)營，各燃?xì)馄髽I(yè)在運營期間各成系統(tǒng)，各自為政，面臨著較大的統(tǒng)一管理難題，使得后續(xù)的燃?xì)馍a(chǎn)與管理存在諸多不便，并影響燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的科學(xué)布局，在管網(wǎng)運行中容易出現(xiàn)多種問題和矛盾，難以合理配置燃?xì)赓Y源，引發(fā)資源浪費問題[3]。另外，城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)布局還存在諸多不足，尤其在部分化工企業(yè)、電廠等區(qū)域所埋設(shè)的燃?xì)夤艿涝谏疃鹊确矫婢贿_(dá)標(biāo)，對車流量大的復(fù)雜區(qū)域燃?xì)獾叵鹿芫W(wǎng)規(guī)劃不合理，整體輸配管網(wǎng)布局需要進(jìn)一步完善設(shè)計。

3.3 燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計需優(yōu)化

城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中，防腐層設(shè)計直接關(guān)系到管道防腐性能的高低，進(jìn)而影響燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運行的安全性、可靠性。一些城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的防腐層設(shè)計的技術(shù)可行性不足，盲目選擇加強級防腐技術(shù)，施工時不能達(dá)到設(shè)計及應(yīng)用要求，影響設(shè)計性能發(fā)揮。另外，在防腐層設(shè)計中，有的設(shè)計人員不能結(jié)合實際運行工況、施工和環(huán)境因素進(jìn)行設(shè)計，而是直接套用其他管道防腐層設(shè)計，容易出現(xiàn)和相應(yīng)管道不相匹配的問題。還有部分防腐層設(shè)計，為降低成本或技術(shù)難度，直接選擇普通級防腐層，難以達(dá)到防腐要求，容易使管道受到外部環(huán)境等的影響，在后續(xù)運行中容易發(fā)生管道受損情況。

3.4 燃?xì)飧脑炫c利用能力需提升

在城市發(fā)展過程中，城市改造和道路工程也在逐步開展，這就要求城市燃?xì)夤艿酪邆淞己玫母脑炫c利用能力，否則，可能使燃?xì)夤艿烂媾R一定安全隱患。比如，在道路施工期間，一些施工作業(yè)可能會導(dǎo)致城市燃?xì)夤艿榔茡p甚至斷裂，需要燃?xì)夤緦θ細(xì)夤艿兰皶r維護(hù)，如果缺乏完善的監(jiān)控和管理體系，就不能及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題并進(jìn)行改造和維護(hù)，進(jìn)而影響燃?xì)夤艿朗褂冒踩?。此外，由于受到技術(shù)、資金等限制，在部分燃?xì)夤芫W(wǎng)鋪設(shè)中會選用標(biāo)準(zhǔn)較低甚至質(zhì)量不合格的燃?xì)夤芫W(wǎng)，給后續(xù)燃?xì)夤芫W(wǎng)運行埋下安全隱患，如果不及時改造質(zhì)量不合格的燃?xì)夤芫W(wǎng)，就會影響燃?xì)夤芫W(wǎng)安全穩(wěn)定運行，并影響資源的整合和高效利用。

4 城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中常見問題優(yōu)化措施

4.1 完善燃?xì)夤艿拦軓竭x擇

在對城市燃?xì)夤艿拦軓竭M(jìn)行設(shè)計時，需要結(jié)合流速與流量進(jìn)行計算。首先應(yīng)明確調(diào)壓站主管屬于低壓還是中壓，一般對于中壓管路，其流速控制在12～20 m/s；對于低壓管路，其流速控制在約8 m/s[4]。具體計算公式為：

式中，D為抽采管徑，m；Q混為抽采管當(dāng)中的混合量，m3/min，混合量計算時，應(yīng)考慮將富裕系數(shù)保持在1.2～1.8，通常低負(fù)壓系統(tǒng)設(shè)為1.3，中負(fù)壓系統(tǒng)設(shè)為1.8；V為抽采管當(dāng)中混合流速，m/s。

在此基礎(chǔ)上合理預(yù)測燃?xì)庳?fù)荷，并結(jié)合不同規(guī)劃區(qū)域選擇差異化的負(fù)荷預(yù)測方法。首先，在城市具有一定燃?xì)饨ㄔO(shè)規(guī)模的情況下，燃?xì)庳?fù)荷預(yù)測可基于既有燃?xì)夂牧?，根?jù)燃?xì)夂牧亢透鳟a(chǎn)業(yè)或GDP正相關(guān)的原理進(jìn)行預(yù)測，還可結(jié)合能源耗量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP等因素，通過偏最小二乘法對燃?xì)夂牧?、GDP、能源耗量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行擬合，進(jìn)而預(yù)測規(guī)劃期末燃?xì)夂牧?。除此以外，還可采用傳統(tǒng)方法，先對居民燃?xì)夂牧窟M(jìn)行計算，之后通過比例法預(yù)測燃?xì)夂牧俊Ｆ浯?，對于新建工業(yè)園區(qū)等新建區(qū)域。由于產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀有較大差異，現(xiàn)狀一般不具備參考價值，主要結(jié)合產(chǎn)業(yè)布置，根據(jù)各產(chǎn)業(yè)的單位面積耗氣量對燃?xì)庳?fù)荷進(jìn)行預(yù)測，也可根據(jù)各產(chǎn)業(yè)具體燃料耗量對總耗能量進(jìn)行計算，之后折算出燃?xì)夂牧?。最后，因為預(yù)測有不確定性，針對重點區(qū)域或特殊區(qū)域，為避免預(yù)測失效，一般不能采用單一方法，可聯(lián)合多種預(yù)測方法，對比分析不同的預(yù)測結(jié)果，最終明確耗氣量。

在城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中，燃?xì)夤艿啦牧弦彩窃O(shè)計重點，PE管具有良好的耐刮傷性能和柔韌性，易穿插、彎曲和移動，即使遇到路面錯位、沉降也不易發(fā)生斷裂問題，具有突出的抗震性能，便于施工，使用壽命一般可超過50 a。所以，在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)首選PE管。由于城市燃?xì)夤艿来蟛糠址植荚诘叵驴臻g，容易受到電流、微生物、土壤酸堿度等的影響發(fā)生腐蝕，進(jìn)而引發(fā)氣體泄漏事故，所以，在城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計中若使用鋼制管道，應(yīng)選擇性能高、防腐性能優(yōu)良的材料，使管道具有更高防腐級別，在此基礎(chǔ)上延長使用壽命，降低管道更新與維護(hù)成本。

4.2 改進(jìn)燃?xì)廨敋夥桨冈O(shè)計

在優(yōu)化燃?xì)廨敋庠O(shè)計方案時，要對長期規(guī)劃和近期建設(shè)之間的關(guān)系進(jìn)行綜合考量，合理預(yù)估工業(yè)燃?xì)庥脩粲昧恳约俺鞘泄òl(fā)展速度，科學(xué)預(yù)測燃?xì)忮仩t、燃?xì)饪照{(diào)等燃?xì)鈶?yīng)用新領(lǐng)域設(shè)備，滿足各類用戶需求，促進(jìn)燃?xì)忸I(lǐng)域發(fā)展。在此基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)大燃?xì)夤芫W(wǎng)覆蓋面，逐漸減小燃?xì)夤芫W(wǎng)空白區(qū)域。在燃?xì)廨敋夥桨冈O(shè)計中，要詳細(xì)、全面地掌握所設(shè)計區(qū)域的用氣要求、用戶類型、氣源分布、規(guī)劃定位、維護(hù)管理情況、管網(wǎng)造價情況等，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇輸氣線路區(qū)間，應(yīng)規(guī)避地質(zhì)穩(wěn)定性差的區(qū)域，結(jié)合實際情況優(yōu)化管網(wǎng)形式，保證燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)具有更高合理性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性和連續(xù)拓展性[5]。為保證燃?xì)廨斔推椒€(wěn)與安全，同時確保各用戶保持正常、平衡的運行工況，燃?xì)廨敋夥桨冈O(shè)計中要注意環(huán)狀管網(wǎng)和多氣源布局，一旦發(fā)生沖突事件，能夠快速搶修，并可靈活地調(diào)配氣源，確保供氣穩(wěn)定、安全。

4.3 優(yōu)化燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計

無論哪種防腐層都不能適用所有環(huán)境條件，即便有一種防腐層能夠在某個環(huán)境或管道當(dāng)中具有良好的使用效果，只能代表其符合相應(yīng)的運行、施工、環(huán)境等條件要求，不能將其簡單的套用至其他管道中[6]。所以在防腐層設(shè)計中，要結(jié)合不同防腐層的適用范圍、特點等因地制宜地設(shè)計。燃?xì)饴竦毓艿郎婕安煌倪\行參數(shù)、施工要求、地質(zhì)單元情況，要分段選擇差異化的防腐層，在對城市燃?xì)夤艿肋M(jìn)行大開挖施工時，要選擇適當(dāng)?shù)?PE防腐鋼管，針對定向鉆穿越施工，其對耐劃傷性能提出更高要求，可選擇帕羅特防腐材料。結(jié)合相關(guān)規(guī)程，在城市燃?xì)獾蛪轰摴芸趶叫∮?00 mm且無雜散電流的情況下，可使用普通級防腐層，除此以外都建議使用加強級防腐層。

4.4 提升燃?xì)飧脑旒袄媚芰?/h3>

在進(jìn)行城市燃?xì)飧脑鞎r，首先要保證所選燃?xì)夤芫W(wǎng)符合城市發(fā)展的實際要求，以此設(shè)計并規(guī)劃城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，將不合格、劣質(zhì)燃?xì)夤芫W(wǎng)淘汰，對資源進(jìn)行整合，實現(xiàn)資源的最大利用。在此過程中，要統(tǒng)籌城市燃?xì)夤┙o企業(yè)，營造良性競爭環(huán)境，促使燃?xì)赓Y源使用效率不斷提升，同時要結(jié)合實際情況對用戶燃?xì)庠O(shè)施進(jìn)行合理改造和高效利用。在燃?xì)獾氖褂眠^程中，燃?xì)獬煞忠坏┏霈F(xiàn)變化，勢必會造成燃?xì)饷芏劝l(fā)生改變，所以，燃?xì)饣Q期間要充分考慮互換性問題，以防發(fā)生安全事故，并對城市燃?xì)夤こ贪l(fā)展造成不良影響。

5 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行城市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計時，要詳細(xì)分析燃?xì)馐袌鲂枨?，結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃和燃?xì)夤芫W(wǎng)布局設(shè)計方案，確保燃?xì)饽茉垂?yīng)和城市發(fā)展步伐一致。要關(guān)注多氣源互補，優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)部署。同時，燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計要和環(huán)境建設(shè)、城市規(guī)劃等相結(jié)合，為城市生產(chǎn)與居民生活提供高效、穩(wěn)定的燃?xì)饽茉矗ㄟ^提高清潔能源利用率，優(yōu)化城市環(huán)境，促進(jìn)城市現(xiàn)代化發(fā)展。