城鎮燃氣輸配氣運行方案優化探討

代杰年

提綱：隨著我國建立多個國家中心城市和超大城市的規劃，城市燃氣管道的敷設范圍也越來越大。城鎮燃氣輸配運行的難度也隨著城市的擴大而增加。因此，對于城鎮燃氣輸配氣運行方案的設定需要進行探討。本文從當前輸配管網存在的主要問題進行分析，繼而城鎮燃氣輸配運行方案及管網質量采取控制措施，最后對城鎮燃氣輸配氣運行發展趨勢及關鍵技術進行分析。

關鍵詞：燃氣輸配;城鎮;運行方案;優化

1引言

天然氣作為清潔能源，國家環境政策對天然氣持肯定態度，并提出相應規劃目標，因此我們可以肯定的是未來天然氣將成為城市燃氣主要氣種是不容質疑的。國家的政策對天然氣整個產業鏈條都提出響應要求和指導性意見。我國城市天然氣管網建設持續推進，截至2015年，中國城市天然氣管網總長度約47.80萬公里，過去十年保持每年10%以上增速，大幅提升天然氣的有效供給量和區域。燃氣普及率從2005年82.10%上升到2015年末的95.35%，燃氣已成為城市居民主要的燃料。隨著城市化的逐漸擴張，軌道交通和地下交通的建設，都在影響城鎮天然氣管網。城鎮燃氣輸配運行應充分考慮如何平衡，當發生緊急情況時，如何保證居民的用氣量。本文旨在探討城鎮燃氣輸配氣運行方案優化。

2當前輸配管網管理存在的主要問題

2.1管理范圍逐漸擴大

伴隨我國要發展“超大城市”和成立國家中心城市的規劃，超大城市擁有平均人口數量在2500萬左右。城市的邊界被極大地擴大化，過去的農村或郊縣地帶均被劃入城市范圍，這些地方將聚集越來越多的年輕人，也會建設越來越多的現代化住宅。天然氣管網的建設速度也需跟進，逐漸擴大管網的建設和管理范圍。

2.2管網設備的數量快速增加

超大型城市因人口眾多，對天然氣的需求量將會猛增。并且，超大型城市同時配備了足夠的工業企業，工業企業對天然氣同樣由較大的需求量。為了保證向城市居民和工業企業供應充足的氣量，管網的設備也需要逐漸增加。

2.3管理系統技術相對落后

現在天然氣公司對于輸配管網管理，主要依靠技術人員使用傳統的人工記憶、畫圖管理和手工管理等方法進行管理。過去管網范圍小，管網設備少，依靠傳統方法尚可以統籌管理，但如今管網范圍是過去的數倍，管網設備也越來越多，傳統的方法已經不適用。

3城鎮燃氣輸配運行方案及管網質量控制措施

3.1城鎮燃氣輸配運行方案

3.1.1建成雙氣源供氣模式

城鎮供氣需要將氣源輸送到每個住宅聚集區，管網需要保證安全性、可靠性和覆蓋面廣。首先考慮將城鎮燃氣管道建成環網，形成雙向供氣。因此，在中壓或次高壓燃氣干網上，必須設置截斷閥門。當管道被挖爆、被破壞等事件時可采取部分截斷流程，盡量降低停氣的影響。截斷閥門盡量設置獨立的閥室，埋地敷設時需要采取防腐措施。甚至可考慮在環網的兩端分別介入不同的氣源，供氣多元化可提高供氣的可靠性。

3.1.2應用自動加臭

過去，常采取隔膜柱塞計量泵注入加臭劑（四氫噻吩）。注入量需要根據用氣的使用量進行調整。過去的注入量僅根據經驗判斷和日常數據進行設置，非常不科學。進口的四氫噻吩價格為8萬元/噸，價格不僅不便宜，相當還較高，如果過量地注入四氫噻吩必然會造成成本的增加，但如果過于少量地注入四氫噻吩，則對居民用氣造成安全隱患。因此，考慮進行自動加臭，設置相關的參數，加臭劑的注入量需要根據供氣量的多少實時自動調節。

3.1.3科學控制輸差

輸差是指在固定的時間段內，流體介質在輸送過程中出現的輸入貿易計量值與輸出貿易計量值的差值。由于計量儀表相互之間的誤差、管道爆裂出現放空損失、異常計量損失等。計量儀表之間的誤差則是造成輸差的最主要原因，特別是城鎮燃氣，由于參與計量交接的表屬于對于數量記錄不夠精準和智能，對于輸差的管理難度較大。作為供方企業，對于計量器具的選型、送檢和維護，需要特別注重。并且，充分重視實際輸量是否處于流量計合理計量量程范圍內。

3.2管網質量控制措施

3.2.1科學合理設計管網

城市燃氣規劃設計應首要考慮滿足居民住宅用氣和工業用氣，其次考慮管網工程投資費用達到最低，使管網運行階段滿足經濟、穩定、安全可靠。目前，管網規劃需要根據城市的形態和居民聚集的密度進行。這可使用最新的大數據和人工神經網絡為基礎進行規劃。在城市化高速發展建設匯總，盡量選用較高壓力的供氣系統，或采用不同級別的壓力系統，盡量減少整個供氣網絡中低壓所占比例。

3.2.2科學布線

城市中的燃氣管網通常選用地下敷設，一是考慮安全性，二是考慮城市的美觀性。城市燃氣管網的布線主要指城市管網中各管段的地理位置。管網敷設首要考慮路面處于閑置或安靜狀態的道路，比如城市人行道、綠化帶。不同級別的管網輸氣壓力會因其功能的不同而不同，配套設施和防火安全等級要求也不同。因此不同管道壓力需要考慮不同情況的布線，比如高中壓管網平面布置、低壓管網的平面布置和管道的縱斷面布置。高壓管網一旦發生事故，將會引起巨大破壞力，從安全角度考慮，高壓管網不適宜安裝在城鎮內，適宜繞城鎮邊緣敷設。中壓管網應敷設在城市用氣集中的居民住宅區，與低壓環網連接的規劃道路上，盡量避免交通干線或車流量集中的大道。

3.2.3強化施工過程質量控制

城市天然氣管網在不斷向城外郊區敷設，隨著管理范圍的不斷擴大，事故發生的幾率也在提高。當某地出現燃氣事故時，極大地危害當地居民的生命安全和財產安全，燃氣事故發生的原因可能因管網出現意外地老化和腐蝕，管網遭受重壓導致破裂等。為避免出現管網損壞等事件，應該保證輸配管網的安全穩定運行，重視燃氣管網建設的施工質量。注重管網材料的采購，材料進場施工時，是否進行了相應的正規檢查和試驗。材料的放置是否符合相應的規定。在管網材料把控的基礎上，還應把控施工人員、施工方案，從這三個方面確保施工質量。

4城鎮燃氣輸配氣運行發展趨勢及關鍵技術分析

4.1發展趨勢

根據能源“十三五”規劃，我國城鎮燃氣輸配氣運行發展趨勢是，以保障經濟社會發展、提升人民生活水平、改善生態環境為核心，抓住我國發展的重大機遇，優化布局中重要燃氣場站和輸氣廊道，著力突破資源保障瓶頸;以構建安全穩定、高效智能、綠色低碳、城鄉協調的燃氣供應保障體系。充分發揮天然氣在能源體系匯總的基礎支撐作用，全面提升燃氣利用和設施建設水平，城鎮燃氣輸配管網繼續建設，保證城鎮居民用氣普及率逐步提高。

4.2關鍵技術分析

（1）調峰與儲氣。重點研究城市高壓環狀管網、球灌、地下儲氣庫、采用LNG等多元化的儲氣方式。對調峰手段的技術經濟性進行深度分析，針對不同的城市燃氣輸配情況，考慮最佳的輸氣方案。（2）以負荷與負荷特性的研究為基礎建立數據庫，建立管網計算的評價方法和管網運行的模擬，不斷實踐檢驗和修正流量計算公式。（3）進一步研究和修正管道埋設的強度計算方法，將前沿技術應用于管道施工中，保證管道的質量。

5結語

本文從當前輸配管網存在的主要問題進行分析，比如范圍擴大、管網設備增加、管理系統技術落后等，繼而城鎮燃氣輸配運行方案及管網質量采取控制措施，比如建成雙氣源供氣模式、應用自動加臭、合理控制輸差等。最后對城鎮燃氣輸配氣運行發展趨勢及關鍵技術進行分析。

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