市政天然气管网的规划设计探究

市政天然气管网的规划设计探究

徐金萌

天津中德工程设计有限公司 天津 300170

摘 要：中国一直在使用和开发天然气资源，目前天然气已经取代了许多污染性能源，成为许多城市的主要能源之一。为了有效提高市政建设质量，发挥其在优化市政建设质量中的作用，有必要科学合理地对天然气管网规划进行优化。城市燃气系统工程量大，特别是项目建设后，不方便进行改扩建，改扩建将耗费大量的人力、物力和财力。因此，在市政规划设计中，需要对天然气管网进行科学合理的规划，以提高市政规划的技术水平。

关键词：天然气管网设计；市政规划；设计原则

1 市政天然气管网规划设计概述

随着城市规模的逐渐扩大，城市基础设施建设需要不断完善。目前，我国城镇有大量管线工程，需要新建或改扩建。输气管道设计不合理，新建或改扩建困难，特别是一些老旧管道的改造。传统的输气管道设计在经验和设计思路上已经不能满足当前城市发展的需要。天然气管网系统优化包括管网规划、设计、运行、管理和后续改造的优化。因此，天然气管网系统的优化是一项复杂的系统工程。管网优化设计一般通过管网布局规划，即管网水力计算，在确定相关技术参数的前提下，解决管径组合优化问题，优化设计，管网优化设计是尽量减少管网（包括输油管道）的投资和建设成本。建设管道时，要具有承受最大操作压力的强度，进出站的燃气压力必须满足保证管道内燃气正常流动的条件。为了避免管道的径向不稳定，必须考虑管道的稳定性。此外，必须满足设计变量的边界条件形成的物理关系。因此，天然气管网的优化设计基本上可以概括为以管网建设成本最低为目标函数，根据一组约束条件和约束条件确定最优管径组合和技术参数。

2 天然气管网的规划设计要点

2.1 天然气管网规划的前瞻性

随着经济的发展，每个城市都会有自己的发展空间，天然气的供应网络和压力自然会随着城市的增长而增加。因此，天然气管网的规划设计应具有前瞻性，预留一定的扩容空间和供气定额。为保证天然气管网在现有条件下能够满足高峰时段的需求，并预留一定的扩能余量，积极利用计算机规划设计软件对天然气管网进行模拟计算，确保天然气管网在现有条件下无法得到充分利用。

2.2 天然气管网规划的全面性

作为一个大国，我国占地960多万平方公里，跨越高原、山地、丘陵和平原，包括沙漠、戈壁、苔原、喀斯特地貌等特殊地形。此外，还有各种基础、桥梁基础、地铁等复杂地下基础设施的地下建筑以及各种地下管线的铺设。因此，天然气管道铺设环境极其复杂。在天然气管道设计中，需要考虑各种复杂的自然地形条件，仔细检查天然气管道沿线的建筑物和管道。重点要加强天然气管网规划设计的全面性，避免因调查不充分造成天然气管网设计缺陷。

2.3 天然气管网规划的整体性

天然气管网规划应是一个相互联系、密切相关的封闭整体，确保宏观层面采用的路径为最短路径，并注重设计方案的整体效率、整体安全性和稳定性。此外，通过提高规划的完整性，可以增强天然气管网建设的规模效应，从而进一步降低天然气管网建设成本，提高建设速度和效率。

3 市政天然气管网类型及规划原则

根据输送压力，城市天然气管道分为四种类型：压力为1.6-4兆帕的高压燃气管道、压力为0.4-1.6兆帕的次高压燃气管道、压力为0.01-0.4兆帕的中压燃气管道和压力低于0.01兆帕的低压燃气管道。根据管网的敷设方式，管道可分为地下燃气管道和高空燃气管道，根据管网的用途可分为长距离输送管道、城市燃气管道和工业燃气管道。

天然气管网建设与城市可持续发展密切相关，燃气管网布线必须严格按照规划原则进行。在建设燃气管网之前，需要充分了解规划区内的发展现状和道路情况，做好充分的准备和调查，使天然气管网能够科学合理地布线。此外，城市燃气管网的规划必须具有前瞻性和可预测性，对城市人口规模的变化和发展具有前瞻性和可预测性。天然气管网规划应尽可能充分考虑城市街道、跨河、铁路等工程的铺装条件，降低铺设成本。铺设管网时，应充分调整输气压力，尽可能满足用户要求。

4 市政规划中天然气管网的规划设计

4.1 借助先进的技术手段进行规划设计

城市天然气管网的规划设计可以在满足用户需求、现有施工技术、安全稳定的基础上降低建设成本。天然气管道的规划设计不能完全由人工完成，需要借助先进的计算机技术，能够克服传统方法计算精度低、效率低、规模大、复杂、实施困难等缺点。

因此，充分利用计算机技术加强天然气管网事故的预防和管理，主要是充分了解地理信息和管网信息，快速准确地查看周边指标，规划和维护管网维护。利用管网信息，可以及时发现问题，快速响应。

4.2 从工艺方面优化天然气管道

天然气管网的规划设计主要是优化管网的布局和工艺参数。天然气管网规划前期工作非常重要，后期改扩建过程中不能改变天然气管网布局。总的来说，考虑到天然气配置与施工工艺的相关性，在优化天然气配置的前提下，对一定级别管网的施工工艺进行优化或逐步优化，以达到优化效果。

1）铺设天然气管道时，为了保证管道质量，必须做好开挖和安装工作，以控制管道的焊接质量。主要目的是控制沟渠的深度。回填前应对管道进行电火花防腐试验，确保管道的绝缘和防腐完好。为避免不良影响，铺设天然气管道后应对路基进行处理。招聘具有相关专业资格的有经验的员工。

2）城市天然气管道改造时，可能需要全部或部分拆除原管线。部分管线埋设在墙内，需采用新技术、新工艺、新材料铺设或天然气管道改造。对于存在安全隐患的天然气管道，可采用 PF工艺或内衬工艺，对存在安全隐患的天然气管道进行合理改造。采用这种方法，可以在原有管道的基础上增加天然气压力，从而进一步提高供气能力，延长天然气管道的使用寿命，降低天然气管道的铺设成本。

结束语

天然气管网的规划与设计是我国市政工程规划和建设的重要内容。通过满足居民对天然气的需求，可以提高生活质量，减少对城市环境的污染。因此，应加强城市燃气管网的规划设计研究，采用科学合理的规划设计规划，更好地开展城市燃气管网规划设计工作，提高我国现有天然气管网规划设计的科学性和效率。

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