论文部分内容阅读
摘要：燃气管道的规划设计是城市建设中一个重要环节，也是一个十分重要又造福千家万户的大工程。我们在规划设计阶段必须结合管道的实际运行情况，施工现场条件等多方面的因素综合考虑。既要有预见性又要符合现场的客观情况，在满足要求的前提下，使我们的设计更具备合理性和人性化。本文对城市燃气管道规划设计，特别是燃气管道暗埋中存在的问题进行了相关的分析。
关键词：燃气工程 规划设计
Abstract:The planning and design of the gas pipeline is an important part of city construction, is also a very important and benefit thousands of households of large engineering. The practical operation we must combine the pipeline in the planning and design stage, considering the factors of the construction site conditions and so on. Have the foresight to accord with the objective conditions of the site, to meet the requirements of the premise, to make our design more rational and humane. In this paper, design and planning of city gas pipeline, especially analyses the existing problems in the gas pipe buried.
Keywords:Gas engineering; planning; design
中图分类号：B834.2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）08-0000-02
在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可或缺的基本能源供应手段。它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着至关重要的作用。目前，城市燃气管道暗埋的方式已逐渐成为房屋建设过程中的一种主要趋势，因此燃气管道规划设计的作用就尤为重要。尽管我国目前在室内的燃气管道设计方案中，还是以采取明敷埋设的方式为主，但就以这种埋设方式自身的特点来看，其外部构造对于室内的装饰效果必然会对美观及使用效果造成一定的影响。当然，诸如这样的问题还很多，那么笔者认为对于城市燃气管道重新规划设计工作将势在必行。
一、 现代城市燃气管道规划设计分析
城市燃气管道系统是整个城市公共设施的一个重要组成部分，同时也是城市发展建设现代化的标志之一，它与城市居民用户的日常生活息息相关。城市燃气管道规划设计中主要由以下几个部分组成，即：.高压、中压以及低压三个压力档次不同的燃气管网；城市燃气分配中转站或者是压送机站、调压计量站或者是区域调压室、储气站；与之配套的电讯和自动化设备以及电子计算中心等。
目前，我国在这一方面的设计主要还是根据管道的输气压力来进行分级，主要分级范围有：低于O．01 MPa的低压燃气管道；0．01 MPa至0．2Mpa范围之间的中压B燃气管道；0．2MPa至0．4Mpa范围之间的中压A燃气管道；0．4MPa至0．8Mpa范围之间的次高压B燃气管道；0．8MPa至1．6Mpa范围之间的次高压A燃气管道；1．6MPa至2．4Mpa范围之间的高压B燃气管道；1．6MPa至2．4Mpa范围之间的B燃气管道等。
随着目前城市燃气管道系统建设的迅猛发展，燃气管网的规划设计普遍由以往的低压系统逐步转化为中压管网与楼层调压相结合的系统模式，从而有效提高了燃气的供气质量及利用率。
就当前我国城市燃气管道的规划设计层面来讲，主要存在如下两个方面的问题，即规划设计和管网设计。其中管网设计问题主要是：如何能够达到燃气管网在投资方面节约省材的目的。管网的布设是燃气供气系统最为主要的投入，但目前我国针对管网规划设计普遍采取的人工选择管径与计算机计算相结合的方式，这样就造成在规划设计中不能够全面考虑到燃气供气管网的投资经济因素，因而很难保证最终的设计方案的最优化。与此同时，应该考虑到对于城市燃气管网规模逐步扩大，必将导致管网的投资也会越来越大。这就需要规划设计在现有的条件下，确保城市燃气用户的正常日常生活，并对城市燃气管网设计进行优化处理，从而降低城市燃气管网的建设投入、运行成本以及提高其安全可靠性，这些也是目前城市建设发展方面不可忽略的问题。
二、城市燃气管道规划设计的方法
对于我国城市燃气管道规划设计工作，国内许多的规划设计人员都付出了很多的辛苦与努力，来研究这些燃气管网、管道的优化设计问题，笔者根据实际工作经验，初步总结了几个可实现的方法。
1.将燃气管道的管径作为连续性的变量，通过求解某一管段的经济方程组，即可将燃气管道的管径参数上下靠档，运用此方法在最后破坏过程中了解到其最优性能；
2.利用求解的燃气管道管网最短路径数，可以将环状的管网型式进一步分解为枝状的管网形式，即：可根据某一管段内的流量确定管道对应的管径。此方法的应用会导致管网完整性的破坏，且在选择管径时也仅能够取近似值，此求解的终值只是一种满意值而并非最优值；
3.把所有可选择方案进行对比评价，选择各方面协调最好的方案作为最优方案。此方法应用于小规模的管网系统较为适宜，这主要是因为在每一个管段中存在八种可选择的情况，如果管网有十个管段时可选择的方案就无法进行有效统计，不具有足够的操作性。
以上三种方法，共同特点是：具有相对的局限性，规划设计人员在充分寻找更为先进的优化方法中，发现并总结了一套系统分析法，在解决城市燃气管道设计方面有着不错的效果。当前，遗传算法的突破已成为能够有效简化燃气管网规划设计的新型方法，其原理是能够通过遗传算法提高可以求解复杂系统优化问题的通用框架，不限于问题存在领域及特点，因而已被广泛应用于多种学科。
二、城市燃气管道规划设计常见问题及解决办法
1.引入管的设计选材方面
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）的标准规范执行。燃气管道系统中的关键部位是室内与室外燃气管道的引入管，它品质的好坏决定了城市燃气系统的安全可靠性。通常采用钢骨架聚乙烯塑料复合管，该管材的主要优点在于材质耐腐性能好，其主要的材料成分为聚乙烯复合塑料，因而受外界环境影响很小，其理论使用年限与建筑物寿命大体一致，在压力很大的情况下也不必过多的考虑管材腐蚀因素，延展性能也很好，能够承受一定范围的地质变形、建筑物沉降等相关影响，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。施工简单，通常只需按材质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，造作较为简单。按照规范规定允许弯曲半径为：公称直径小于150 mm 时为 80 倍公称直径，公称直径范围在200 ～ 300 mm 之间时为 100 倍公称直径，公称直径大于或等于 350 mm 时为 110 倍公称直径。
2.埋地燃气管道的水平净距离不足
在国家制定的相关规范中对于地下燃气管道与建筑物和其他相邻管道的水平净距有明确的规定，属强制性条文。但是，在实际的规划设计工作中常常会遇到因具体地形、实际条件限制，从而无法保证水平净距符合规定要求，这这就需要我们应据实际情况深加斟酌。
3.地下燃气管道的阴极保护---防腐措施
对于地下燃气管道阴极保护的规划设计选用时，调整标准符合下列几点要求：
（1）锌阳极不允许使用于土壤电阻率不小于200·m 的情况中；
（2）镁阳极则适宜使用于土壤电阻率不小于 100 Ω·m 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，选用阳极保护效果应符合下列要求：
第一，对地电位应达到-0.85V或更负；第二，通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；第三，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；第四，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，并且直埋设在潮湿的土壤中。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他任何金属构筑物。
三、结束语
综上所述，现代城市燃气管道优化设计是为了能够造福于民，在现有可能的前提下应该将设计工作做到更为全面、合理。本文分析了城市燃气管网的设计构成，并简略阐述关于设计中的常见问题所在，旨在能够更深入地了解我国在这一方面的设计工作内容，提升设计能力及水平。
参考文献：
[1] 舒安庆，刘小丽，吴开斌，魏化中；城市燃气管道设计方法比较；化工设备与管道；2009,46（01）：42 - 44.
[2] 王蓉;城镇超高压天然气管道设计探讨[J];福建建设科技;2011年01期
[3] 姚莉；城市天然氣管网规划设计[D]；西南石油学院；2003.
[4] 赵淑珍，周丁； 城市燃气管道设计施工中常见问题浅析；天然气与石油；2005，（05）.
关键词：燃气工程 规划设计
Abstract:The planning and design of the gas pipeline is an important part of city construction, is also a very important and benefit thousands of households of large engineering. The practical operation we must combine the pipeline in the planning and design stage, considering the factors of the construction site conditions and so on. Have the foresight to accord with the objective conditions of the site, to meet the requirements of the premise, to make our design more rational and humane. In this paper, design and planning of city gas pipeline, especially analyses the existing problems in the gas pipe buried.
Keywords:Gas engineering; planning; design
中图分类号：B834.2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）08-0000-02
在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可或缺的基本能源供应手段。它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着至关重要的作用。目前，城市燃气管道暗埋的方式已逐渐成为房屋建设过程中的一种主要趋势，因此燃气管道规划设计的作用就尤为重要。尽管我国目前在室内的燃气管道设计方案中，还是以采取明敷埋设的方式为主，但就以这种埋设方式自身的特点来看，其外部构造对于室内的装饰效果必然会对美观及使用效果造成一定的影响。当然，诸如这样的问题还很多，那么笔者认为对于城市燃气管道重新规划设计工作将势在必行。
一、 现代城市燃气管道规划设计分析
城市燃气管道系统是整个城市公共设施的一个重要组成部分，同时也是城市发展建设现代化的标志之一，它与城市居民用户的日常生活息息相关。城市燃气管道规划设计中主要由以下几个部分组成，即：.高压、中压以及低压三个压力档次不同的燃气管网；城市燃气分配中转站或者是压送机站、调压计量站或者是区域调压室、储气站；与之配套的电讯和自动化设备以及电子计算中心等。
目前，我国在这一方面的设计主要还是根据管道的输气压力来进行分级，主要分级范围有：低于O．01 MPa的低压燃气管道；0．01 MPa至0．2Mpa范围之间的中压B燃气管道；0．2MPa至0．4Mpa范围之间的中压A燃气管道；0．4MPa至0．8Mpa范围之间的次高压B燃气管道；0．8MPa至1．6Mpa范围之间的次高压A燃气管道；1．6MPa至2．4Mpa范围之间的高压B燃气管道；1．6MPa至2．4Mpa范围之间的B燃气管道等。
随着目前城市燃气管道系统建设的迅猛发展，燃气管网的规划设计普遍由以往的低压系统逐步转化为中压管网与楼层调压相结合的系统模式，从而有效提高了燃气的供气质量及利用率。
就当前我国城市燃气管道的规划设计层面来讲，主要存在如下两个方面的问题，即规划设计和管网设计。其中管网设计问题主要是：如何能够达到燃气管网在投资方面节约省材的目的。管网的布设是燃气供气系统最为主要的投入，但目前我国针对管网规划设计普遍采取的人工选择管径与计算机计算相结合的方式，这样就造成在规划设计中不能够全面考虑到燃气供气管网的投资经济因素，因而很难保证最终的设计方案的最优化。与此同时，应该考虑到对于城市燃气管网规模逐步扩大，必将导致管网的投资也会越来越大。这就需要规划设计在现有的条件下，确保城市燃气用户的正常日常生活，并对城市燃气管网设计进行优化处理，从而降低城市燃气管网的建设投入、运行成本以及提高其安全可靠性，这些也是目前城市建设发展方面不可忽略的问题。
二、城市燃气管道规划设计的方法
对于我国城市燃气管道规划设计工作，国内许多的规划设计人员都付出了很多的辛苦与努力，来研究这些燃气管网、管道的优化设计问题，笔者根据实际工作经验，初步总结了几个可实现的方法。
1.将燃气管道的管径作为连续性的变量，通过求解某一管段的经济方程组，即可将燃气管道的管径参数上下靠档，运用此方法在最后破坏过程中了解到其最优性能；
2.利用求解的燃气管道管网最短路径数，可以将环状的管网型式进一步分解为枝状的管网形式，即：可根据某一管段内的流量确定管道对应的管径。此方法的应用会导致管网完整性的破坏，且在选择管径时也仅能够取近似值，此求解的终值只是一种满意值而并非最优值；
3.把所有可选择方案进行对比评价，选择各方面协调最好的方案作为最优方案。此方法应用于小规模的管网系统较为适宜，这主要是因为在每一个管段中存在八种可选择的情况，如果管网有十个管段时可选择的方案就无法进行有效统计，不具有足够的操作性。
以上三种方法，共同特点是：具有相对的局限性，规划设计人员在充分寻找更为先进的优化方法中，发现并总结了一套系统分析法，在解决城市燃气管道设计方面有着不错的效果。当前，遗传算法的突破已成为能够有效简化燃气管网规划设计的新型方法，其原理是能够通过遗传算法提高可以求解复杂系统优化问题的通用框架，不限于问题存在领域及特点，因而已被广泛应用于多种学科。
二、城市燃气管道规划设计常见问题及解决办法
1.引入管的设计选材方面
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）的标准规范执行。燃气管道系统中的关键部位是室内与室外燃气管道的引入管，它品质的好坏决定了城市燃气系统的安全可靠性。通常采用钢骨架聚乙烯塑料复合管，该管材的主要优点在于材质耐腐性能好，其主要的材料成分为聚乙烯复合塑料，因而受外界环境影响很小，其理论使用年限与建筑物寿命大体一致，在压力很大的情况下也不必过多的考虑管材腐蚀因素，延展性能也很好，能够承受一定范围的地质变形、建筑物沉降等相关影响，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。施工简单，通常只需按材质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，造作较为简单。按照规范规定允许弯曲半径为：公称直径小于150 mm 时为 80 倍公称直径，公称直径范围在200 ～ 300 mm 之间时为 100 倍公称直径，公称直径大于或等于 350 mm 时为 110 倍公称直径。
2.埋地燃气管道的水平净距离不足
在国家制定的相关规范中对于地下燃气管道与建筑物和其他相邻管道的水平净距有明确的规定，属强制性条文。但是，在实际的规划设计工作中常常会遇到因具体地形、实际条件限制，从而无法保证水平净距符合规定要求，这这就需要我们应据实际情况深加斟酌。
3.地下燃气管道的阴极保护---防腐措施
对于地下燃气管道阴极保护的规划设计选用时，调整标准符合下列几点要求：
（1）锌阳极不允许使用于土壤电阻率不小于200·m 的情况中；
（2）镁阳极则适宜使用于土壤电阻率不小于 100 Ω·m 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，选用阳极保护效果应符合下列要求：
第一，对地电位应达到-0.85V或更负；第二，通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；第三，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；第四，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，并且直埋设在潮湿的土壤中。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他任何金属构筑物。
三、结束语
综上所述，现代城市燃气管道优化设计是为了能够造福于民，在现有可能的前提下应该将设计工作做到更为全面、合理。本文分析了城市燃气管网的设计构成，并简略阐述关于设计中的常见问题所在，旨在能够更深入地了解我国在这一方面的设计工作内容，提升设计能力及水平。
参考文献：
[1] 舒安庆，刘小丽，吴开斌，魏化中；城市燃气管道设计方法比较；化工设备与管道；2009,46（01）：42 - 44.
[2] 王蓉;城镇超高压天然气管道设计探讨[J];福建建设科技;2011年01期
[3] 姚莉；城市天然氣管网规划设计[D]；西南石油学院；2003.
[4] 赵淑珍，周丁； 城市燃气管道设计施工中常见问题浅析；天然气与石油；2005，（05）.