现代城市燃气管道优化设计探析

李强

（衡水宏瑞建筑工程有限公司，河北 衡水 053000）

【摘 要】现如今城市燃气管道的设计已然成为了当今住房建设的一项重要部分，在国家方面也尤其重视对城镇天燃气管道的优化设计和管理。随着经济的不断发展，人们的生活水平不断的提升。现代城市燃气管道优化设计的高质量、高要求越来越凸显出来。本文就针对现代城市燃气管道优化设计进行简单的分析。

【关键词】现代城市；建设产业；燃气管道；优化设计

天然气作为一种环保、清洁、高效的能源，它是我国大中城市主要的能源之一，这是我国能源发展的趋势所在，城市燃气管道是城市燃气正常运转的一个重要保障，对城市经济建设具有十分重要的意义。城市燃气管网工程的建设需要相关部门的总体规划，在满足消费者的同时，还需要保障燃气管道的安全性，较低的工程投资和成本运行，这就需要采用科学的方法对燃气管道管网进行优化设计。

随着城市规模的不大扩大，城市基础设施建设需要不断完善，当前我国城镇需要新建或者改建的燃气管道项目非常多，燃气管道不合理设计导致新建或者扩建困难重重，特别是一些老城区燃气管道的改造尤其麻烦，传统的燃气管道设计无论是在经验还是在设计思路上不能适应当前城市发展需求。

一、城市燃气管道的优化设计

城市燃气管道是一个城市公共设施的重要组成部分，这也是一个城市发展水平的标志，对城市居民的生活有着很大的影响，关系到城市人们生活的质量，一个完整的城市燃气管道主要由以下几个部分组成，这几部分主要由高、中、低压三个不同档次的燃气管道网络组成；燃气分配中转站、区域调压室和调压计量站；储气站；电讯与自动化设备及电子计算中心等几部分组成。

随着我国科技的发展，特别是燃气管道技术的发展，在燃气管道设计模式上已经发生了一些改变，由传统的低压系统正在转变为中压设计，同时在楼层调压相结合的系统模式，在燃气供给的效率及质量方面有了很大的提高，但是在城市燃气管道设计方面还存在一些问题，这主要表现在规划设计计算与管网优化设计方面，在管网优化设计方面何如能够更好地让燃气管道在投资方面实现既能节省投资又可以获得较好的工程质量，燃气管道的投入主要集中在管网布设上，对管网规划和选择上，当前很多城市还是采取人工和计算机相结合的方式，这就给管道选择上带来一定的困难，不能更好地考虑经济因素，这就会出现质量能保障，但是投资比较大，经济效益不高，很难找到最佳的设计方案。在考虑到经济及质量因素方面，还要多考虑城市规模的扩大，能够确保在城市不断扩大的时候，能够最大限度满足城市扩大对管网的需求，更好地满足城市发展的需求，降低城市燃气管网的建设投入，提高管网的安全运行，这是城市建设发展方面应该重点考虑的问题。

针对当前我国城市燃气管道设计优化工作，国内很多学者对其进行了研究，并付出了很大的努力，研究这些问题对城市建设燃气管网建设具有极大的促进作用，通过以下优化可以实现燃气管道设计优化的目标。

（1）在设计管道的时候，应该把燃气管道的管径作为一个连续性的变量，通过求解管径的方程组，通过这个方程组让管径参数能够上下靠档，这种方法在实际应用中能够实现实际方案的优化；

（2）对各种设计方案进行对比评价，然后对这些方案进行更为全面的方案，这种方法仅仅局限在比较小的管网设计上，这主要是因为对于每一个管段中如果出现六种可选择的情况，那么就会出现十个管段可选择方案比较多，很难对其进行优化方案选择，这种可操作性不强。

针对上面两种优化方法，每种方法都有其局限性，相关人员在寻找更为优化的设计中，总结发现了一种应用系统分析法，尤其是在解决城市燃气管道设计方面的效果不错。当前情况下，在遗传算法中能够更好地设计管网方法，其方法能够更好地提高一种可以求解复杂系统优化问题的通用框架，不限于问题存在的领域及特点，因此被广泛应用于许多的学科。

二、现代城市燃气管道设计中常见的几点问题

首先是，引入管的设计选材。燃气管道系统中的引入管是室内与室外燃气管道连接的关键部位，其品质的好与坏将决定城市燃气系统的安全可靠性。一般均可采用钢骨架聚乙烯塑料复合管，在设计中应严格执行《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管》（CJ/T 125—2000）的标准规范。此种管材的主要优点在于材质耐腐性能好，同时由于其主要的材料为聚乙烯复合塑料，受到周围环境影響很小，并且理论使用的年限与建筑物寿命基本一致，在大压力使用的情况下亦可不必考虑人工煤气对管材腐蚀问题，延展性能好，能够承受一定范围的地质变形、建筑物沉降等影响，在一定范围内能有效地防止燃气引入管连接件因上述原因而产生断裂，施工操作简单，一般只需按技术特性规定的弯曲半径，结合现场实际角度需求，对管材进行人工弯制处理，劳动强度低，现场质量控制要求相对简单。规范规定允许弯曲半径为：公称直径 不大于150 mm 时为 80 倍公称直径，公称直径为 200 ～ 300 mm 之间时为 100 倍公称直径，公称直径不小于 350 mm 时为 110 倍公称直径。

其次是，埋地燃气管道的水平净距不足。地下燃气管道与建（构）筑物和其他相邻管道的水平净距在国家制定相关规范中有明确的规定，属强制性条文。然而，在实际的设计工作中常常会遇到因现场地形、实际条件限制，无法保证水平净距符合规定要求的情况，这一情况应据实际情况深加斟酌。

第三为，地下燃气管道阴极保护（防腐措施）。地下燃气管道阴极保护的设计措施是在在选用时调整标准符合以下几点要求：

（1）锌阳极不允许使用于土壤电阻率不小于200m的情况中；

（2）镁阳极则不宜使用于土壤电阻率不小于100Ωm的情况中；

（3）外加电流阴极保护法在选用时不会受到土壤电阻率的制约与影响。

（4）采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：

采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：

（1）对地电位应达到-0.85V或更负；

（2）通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；

（3）当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负；

（4）牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。

三、结束语

通过本文章的研究，我们可以发现，燃气管道的优化设计对于人民而言有着十分重要的意义。那么在现有的情况下，如何做好设计工作，使得城市燃气网络更加优化，是我国目前燃气管道设计的一项重要工作。

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