城镇燃气输配管网的规划及管理

城镇燃气输配管网的规划及管理

刘婧

天津泰达滨海清洁能源集团有限公司 300450

摘要：本论文通过对城镇燃气输配管网的规划与管理的研究，旨提高输配效率，实现城市能源利用的最优化。分为规划、建设与技术应用、管理与维护、社会与环境影响分析等多个部分，综合考察了燃气输配管网领域的关键问题。

关键词：城镇燃气；输配管网；规划；管理；技术应用；安全；

引言：随着城市化进程的不断推进，城市能源需求日益增长，天然气作为一种清洁、高效的能源，输配管网的规划与管理显得尤为重要。本文旨在通过对规划、建设、管理、社会与环境影响等方面的深度研究，对管网规划与管理提出科学合理方案，为城市燃气安全高效提供更好的技术支持和管理经验。

一、燃气输配管网规划

（一）规划理论与重要性分析

燃气输配管网是城市市政建设的重要组成部分之一，涉及城镇居民、工商业用户燃气供应的安全、效率和成本控制。科学合理的管网规划可有效降低投资成本，提高管网输送效率，保障供气安全，维护城市健康可持续发展。

相比其他基础设施，燃气输配管网规划更具有其特殊性。燃气输配系统包括气源、输气管网、储气设施、调压设施、配气设施等，与电力、水资源等不同，燃气输配系统要求更为严格的安全性和可靠性。管网规划关系多学科知识，涉及工程管理、安全工程、需求预测、管网布局、供需平衡等多方面，通过科学的数据收集、水力计算、安全评估、经济分析、社会以及环境影响评估等，制定出符合地方发展实际的规划方案。

（二）城镇燃气需求与发展分析

能源利用逐步多元化发展，用能终端打破传统行业壁垒，绿色能源充分利用可再生能源和清洁能源技术，提高能源利用效率，引领未来能源政策方向，对城市燃气利用与发展的影响显著。

燃气需求的动态性与能源利用的复杂性增加了规划难度。能源需求动态发展，需要研究宏观经济方向、能源利用趋势，通过对城市人口增长、经济发展、居民生活水平等因素的影响分析，预测能源整体需求。随着太阳能、风能、生物质能等可再生能源的技术持续迭代发展，商业化成本逐步降低，为降低对单一能源的依赖，城镇燃气应响应能源发展趋势，运营商业模式将向多元化能源结构转变，包括太阳能、风能等可再生能源的利用。

（三）管网布局与设计

气源是管网规划的关键资源。结合气源供应协议、气源综合成本和可持续性，充分分析季节性能源需求与极端天气应对方案；科学合理编制气源供应方案。

管道网络的结构设计是燃气输配系统规划的核心。在考虑城市布局、人口密度、用气特点等多方面因素的基础上，合理设计管道网络结构，以最小化能源损耗、提高输送效率，并确保城市各区域的燃气供应充足。

输气站和配气站的布局对管网的整体运行效率和可靠性具有关键影响。通过对输气站和配气站的地理位置、技术设备等因素进行优化，可以降低输送成本、提高燃气供应的灵活性，从而更好地适应城市燃气需求的变化[1]。

同时可设计安装传感器和远程监控系统，实时监测管网的运行状态，快速响应可能的泄漏或故障，通过自动化控制显著提升安全管理水平。

二、 管网建设与技术应用

随着城市扩张与经济发展，管网建设与运营管理规模指数级增长，传统的管网建设和管理已难以满足安全运营管理要求，输配管网需要应对用气量激增、能源多元化、用气不均衡以及峰谷比奇高等焦点问题，同时，要解决管网老化、安全管理水平不足、运营管理效率低下等短板。

技术的应用成为了提升管网建设与管理的关键，从设计、施工到检测、维护的全过程，智能设计技术可选用GIS（地理信息系统）、BIM（建筑信息模型）以及智能仿真系统等工具，优化管道规划布局，降低施工难度和成本。

施工技术方面，非开挖技术减少对交通和环境的影响，自动化焊接技术提升管道连接质量与施工效率，先进的检监测技术提升工程质量，利用超声波、射线等无损检测技术，发现焊接部分的缺陷和损伤。在重要的场站及工艺设施部分，建立完善的应急预案和应急处理技术，增设自动切断阀、泄漏检测系统等，以确保在发生事故时能够迅速有效地控制损失。

三、管网管理与维护

（一）运营与维护体系建设

保障管网长期稳定运行的必要手段是定期的检修与维护。定期检修与维护计划可以对管网中的潜在问题及时发现和处理，防止小故障演变成大故障，从而延长整个管网的使用寿命。对于管网中的各类设备包括压力调整装置、阀门、计量设备等，确保其正常运行，建立定期检查和保养机制[2]。针对老旧管网，需要对管道进行全面评估，逐步修复隐患与替换老化管网，更新设备，以提升整体系统的安全性和稳定性。

（二）提升运营管理自动化应用

引入先进的监测技术，对系统运行状态实时监控，通过数据分析预测潜在问题，提前制定维护计划。尤其是大城市的管网，采用数据自动化监测系统，辅以人工巡检，以确保系统运行的高效性和可靠性。

1. 管网信息数字化

行业内GIS技术已普及多年，在管网的规划、设计、施工和维护各个阶段发挥着重要作用，实现了管网的数字化和可视化。BIM技术则能够在设计阶段模拟管网的构建过程，预测潜在的问题，优化设计方案。智能系统互补结合，将有效提升管网运营效率，提高工程质量。

2. 推进物联升级

城镇燃气陆续开展智能化改造，在场站与管网中加设智能传感装置，通过智能平台实时监测管网的运行状态，流量、压力、温度等参数数据远程传输至控制中心，实现输配系统的智能监控和管理，优化资源配置，降低安全运营风险。

3. 借力先进技术

燃气管网呈分布广，管网类型复杂等特点。狭小或危险的管道内部，以及人员无法进入的区域，激光检测设备、工程机器人与无人机技术为管网的检测和维护提供了新的解决方案。激光检测设备可实现远程泄露检测，管道机器人可在极端工况情况下巡检，无人机可在空中对进行大范围管网的监测。新技术应用显著提升了输配管网检测的效率和安全性。

4. 通过大数据进行智能分析

城镇燃气与管网运营数据每日积累海量数据，大数据分析和人工智能技术可以识别运营模式和发展趋势，预测未来的能源需求，识别出非正常状态以分析运营维护与应急抢险需求。持续优化智能管网运行策略，还可实现科学化、精细化以及定制化的管网管理。

（三）突发事件应对与应急预案

开展管道泄漏、设备故障、自然灾害等各种可能的风险因素进行突发事件风险评估，对潜在问题与风险制定科学的应对策略，制定科学合理的应急预案，提高应急演练的必要性意识，以确保预案的实施效果和人员应对能力的提升；快速、有效地应对将可能的损失最大化减少。

四、社会与环境影响分析

（一）社会影响评估

在城镇燃气输配系统的规划与管理中，至关重要的因素是市民的反馈和社会的接受度。通过调查和社会参与，收集市民的意见和建议，评估社会对管网建设的整体接受度。确保规划与管理方案符合公众利益，提高满意度。

（二）环境影响评价

燃气输配系统的建设和运营进行气体排放、废水排放等评估，通过采用环境友好的技术和管理手段，可以减少系统对环境的负面影响，实现燃气输配系统的可持续发展。燃气输配系统建设往往涉及土地利用和生态环境保护问题。

结论：通过对技术、社会、经济和环境等多方面的因素的考虑，提出了一系列综合性的管理策略和建设方案，为城镇燃气输配系统的规划与管理提供了深入的理论研究和实践指导。在技术创新、社会参与、环保措施等方面持续努力，以更好地满足城市燃气需求，促进城市能源的可持续发展

参考文献

[1]杨 凯.城市燃气输配管网耦合风险研究现状及展望[J].灾害学, 2016, 31(1):8.DOI:10.3969/j.issn.1000-811X.2016.01.031.

[2]林广利,尹贻林,陈伟珂,等.城市燃气输配管网系统危机管理的研究[J].城市燃气, 2009(8):5.DOI:10.3969/j.issn.1671-5152.2009.08.003.