燃?xì)夤芫W(wǎng)中設(shè)計和施工的問題分析

尤玉先 裴樹仙

新地能源工程技術(shù)有限公司 河北廊坊 065001

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)不僅有利于城市的發(fā)展，而且對人們的日常生活有著重要的影響。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)屬于一個運(yùn)行系統(tǒng)，具有一定的復(fù)雜性。只有完善合理的設(shè)計方案才能保證城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的效果。那么在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計中，要綜合考慮，采用合理有效的設(shè)計方法，進(jìn)行各種設(shè)計作業(yè)，，從而保證城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的效果，保證后期建設(shè)的有效實施。

1 城市規(guī)劃中市政燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的目的及原則

1.1 市政燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的目的和意義

隨著天然氣等新能源的不斷發(fā)展，天然氣已成為大中型城市建設(shè)中使用的主要能源之一，部分城市使用的液化石油氣正逐步向天然氣轉(zhuǎn)化。在城市利用天然氣進(jìn)行總體規(guī)劃時，城市天然氣管網(wǎng)設(shè)計已成為城市建設(shè)的重要組成部分和重要內(nèi)容之一。燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)的指導(dǎo)作用是城市總體規(guī)劃設(shè)計所進(jìn)行的燃?xì)鈱ｍ椏傮w規(guī)劃，其中天然氣管網(wǎng)設(shè)計是一項重要內(nèi)容。由于市政燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)是一項龐大的工程，不適合重復(fù)改建或擴(kuò)建，否則會影響城市居民的正常生活。此外，還會造成人力、物力和財力的巨大浪費(fèi)。因此，為了保證城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的有效進(jìn)行，有必要對燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，使其科學(xué)合理。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計目標(biāo)不僅要滿足用戶和工藝設(shè)計的要求，還要盡可能降低費(fèi)用和工程成本，確保城市燃?xì)夤芫W(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全、靈活、可靠運(yùn)行。由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在諸多限制，僅依靠傳統(tǒng)的手工設(shè)計很難達(dá)到效果，實現(xiàn)科學(xué)、合理、有效的設(shè)計。

1.2 市政燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的原則

1.2.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)該具有先進(jìn)性

對于小規(guī)模、復(fù)雜的燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計，僅靠手工設(shè)計和運(yùn)行規(guī)劃很難達(dá)到效果，不能滿足社會和用戶的需求。因此，對于市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)，在管網(wǎng)調(diào)度中，必須采用更準(zhǔn)確的方法和管網(wǎng)模擬技術(shù)軟件，對各種方案進(jìn)行分析計算，以選擇最佳的改擴(kuò)建方案，還應(yīng)使用實時控制軟件進(jìn)行在線模擬分析，以最大限度地提高燃?xì)夤芫W(wǎng)的使用效率，降低其運(yùn)行成本。

1.2.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)的工作設(shè)計應(yīng)一體化

天然氣開發(fā)規(guī)劃由許多部分組成。因此，在選擇最有效的天然氣管網(wǎng)設(shè)計方案時，應(yīng)充分考慮其總體規(guī)劃和天然氣地面建設(shè)工程規(guī)劃對其的影響，這就改變了傳統(tǒng)的優(yōu)化天然氣藏工程規(guī)劃的傳統(tǒng)做法。然后根據(jù)方案制定優(yōu)化方案。

2 市政天然氣管網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵

建設(shè)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的關(guān)鍵可以從以下幾個方面來探討。一是在籌備階段，建設(shè)部門在充分了解建設(shè)環(huán)境、建設(shè)條件和建設(shè)要求，落實藍(lán)圖方案的前提下，與市規(guī)劃部門等相關(guān)部門進(jìn)行聯(lián)系協(xié)商。只有在計劃的藍(lán)圖獲得批準(zhǔn)后才會執(zhí)行。此外，為保證城市燃?xì)夤艿啦季值暮侠硇裕谡绞┕で靶枰M(jìn)行地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，避免特殊地形。

二是城市燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)具有波動性和隱蔽性。因此，為保證燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量，在實際建設(shè)中需要考慮到這種情況。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)大多分散在地下，不易發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)受外界因素破壞，給燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)帶來很大困難。

畢竟，在條件允許的情況下，可以借助外部條件建設(shè)穿越河流的城市天然氣管道。例如，如果河流有一座橋，管道可以架設(shè)在橋下，與橋一起鋪設(shè)。另外，在施工過程中要注意市政燃?xì)夤芫W(wǎng)與其他管道的安全距離。城市地下管線非常密集，因此保持安全距離非常重要。

3 優(yōu)化城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)途徑

3.1 保障施工材料的質(zhì)量

建筑材料是市政管網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。其中，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計的質(zhì)量與全市建筑材料的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。建筑材料的質(zhì)量保證也是整個管網(wǎng)的關(guān)鍵工作之一。在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)中，燃?xì)夤艿朗亲铌P(guān)鍵的施工時間。整個城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的質(zhì)量與管道質(zhì)量有著直接的關(guān)系。從輸氣管道的細(xì)部來看，建設(shè)輸氣管網(wǎng)所需的管道材料不僅要保證其耐高壓性，還要保證其耐高溫、耐強(qiáng)腐蝕性，采用長壽命管道，保證管網(wǎng)建設(shè)的使用壽命，降低整個市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的維護(hù)成本和更新成本。此外，天然氣管道的質(zhì)量和安全也直接相關(guān)。市政燃?xì)夤艿蕾|(zhì)量差，容易造成燃?xì)庑孤⒈ǎ瑢θ嗣裆敭a(chǎn)安全產(chǎn)生不利影響。為了避免這種危害，在市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對施工材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.2 積極加強(qiáng)先進(jìn)科學(xué)技能的運(yùn)用

由于時代和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已成為工程建設(shè)的主要生產(chǎn)力。從城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)角度，積極研究和實施城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃建設(shè)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，不斷提高管道規(guī)劃建設(shè)水平，燃?xì)夤艿乐鸩教岣呦冗M(jìn)性和穩(wěn)定性。我們還需要積極發(fā)揮低成本城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)技術(shù)，降低成本，提高城市項目的經(jīng)濟(jì)性，為人們的日常生活提供便利條件。例如，在建設(shè)天然氣管網(wǎng)時，可以合理運(yùn)用計算機(jī)技能和地理信息技能，識別建設(shè)天然氣管網(wǎng)的效益，科學(xué)準(zhǔn)確地評價多條輸氣管道的功能。此外，固定投資有待增加，市政燃?xì)夤芫W(wǎng)有待不斷完善，工程建設(shè)水平有待提高。

3.3 選擇合理的工藝參數(shù)

從城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計來看，規(guī)劃和技術(shù)參數(shù)起著非常重要的作用，直接關(guān)系到燃?xì)夤芫W(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)注意技術(shù)參數(shù)，逐步優(yōu)化，確保輸氣管道方案符合實際要求。尤其是在燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)初期，要保證管道參數(shù)的準(zhǔn)確性。參數(shù)要反復(fù)檢查，參數(shù)應(yīng)該沒有問題。如果技術(shù)參數(shù)出現(xiàn)問題，則需要對管道進(jìn)行局部改造和維護(hù)，以備后期運(yùn)行。這種情況不僅提高了項目的固定投資，而且增加了項目的數(shù)量。例如，在天然管道鋪設(shè)階段，第一個任務(wù)應(yīng)該是土壤開挖。錯誤的鉆井比例會損壞其他相鄰的管道。因此，在開挖過程中，必須注意開挖的深度和規(guī)模。

另外，在管道回填工作中，必須有專業(yè)人員進(jìn)行電氣和防腐實驗，因此回填是沒有問題的。畢竟，操作和焊接都是由經(jīng)驗豐富的員工完成的，并檢查噴嘴的焊接質(zhì)量，確保管道連接緊密。

3.4 嚴(yán)格保證施工材料的實用質(zhì)量

一般來說，施工環(huán)境和施工材料會影響最終的施工質(zhì)量。因此，為保證施工的穩(wěn)定性和質(zhì)量，需要在施工準(zhǔn)備階段檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，控制數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保工程安全。從宏觀上看，輸氣管道是輸氣管網(wǎng)最重要的組成部分，需要合理保證管道質(zhì)量，確保建設(shè)質(zhì)量符合規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。燃?xì)夤艿辣仨毮透g、耐壓，使用壽命必須符合標(biāo)準(zhǔn)。對管道數(shù)據(jù)質(zhì)量不進(jìn)行檢查會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，無法保障公民的生命財產(chǎn)安全。因此，只要對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行設(shè)計，就必須對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制和適當(dāng)?shù)臋z查和維護(hù)。

3.5 城市燃?xì)夤艿琅c其他管道安全距離的探討

眾所周知，我國城市的地下管線非常密集。如果在城市燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)過程中其他管道受損，后果將不堪設(shè)想。因此，確定城市燃?xì)夤艿琅c其他管道的安全距離非常重要。目前，城市燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)中經(jīng)常遇到的安全距離問題主要分為三大類。一是城市燃?xì)夤艿琅c其他管道之間存在明顯的水平距離是不可接受的。針對這種情況，燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)者可以在燃?xì)夤艿郎霞友b保溫套管進(jìn)行施工。只要保證絕緣套管的絕緣功能，就不存在安全問題。同時，可在城市燃?xì)夤艿琅c其他管道之間設(shè)置隔離屏障，將管道隔離。第二，城市燃?xì)夤艿琅c檢查井和溝渠之間的凈距離不可接受。由于我國地下城市建設(shè)中的電力檢查井和探槽較多，提出這些目標(biāo)會給城市燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)帶來一定的困難。為了應(yīng)對這種情況，天然氣管道建設(shè)者通常會采用增加彎頭繞過障礙物的方案，雖然費(fèi)時但安全，但功能性會大大提高。三是城市燃?xì)夤艿缆裆畈豢山邮堋Ｓ捎诔鞘械叵率┕?fù)雜，城市燃?xì)夤艿澜ǔ珊螅盥窆こ滩糠致范紊疃炔蛔恪ａ槍@種情況，施工人員一般采取的方案是在輸氣管道兩側(cè)加套管，用瀝青絲堵住，加細(xì)砂，以保證輸氣管道的安全運(yùn)行。

4 天然氣管網(wǎng)發(fā)展趨勢

4.1 天然氣管網(wǎng)發(fā)展趨勢

天然氣管網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)過程，是多目標(biāo)的。如果以降低管網(wǎng)能耗和投資為目標(biāo)，雖然管徑較大時能耗會降低，但不可避免地會增加管道的投資成本。同樣，如果管徑相對較小，雖然降低了管道的投資成本，但會增加管網(wǎng)的功耗和液體輸送的阻力。

由于目標(biāo)函數(shù)具有多樣性和沖突性的特點(diǎn)，在優(yōu)化設(shè)計方案時，評價方法并不是唯一的方法。求解多目標(biāo)規(guī)劃的主要方法有增量系數(shù)法、層次序列法和價格函數(shù)法。多目標(biāo)規(guī)劃的優(yōu)點(diǎn)之一是從許多備選方案中選擇最佳方案。

4.2 天然氣管網(wǎng)設(shè)計建議

總體而言，我國輸氣管網(wǎng)規(guī)劃尚處于探索和初級階段，尤其是天然氣管網(wǎng)在市政規(guī)劃中的特殊性。從數(shù)學(xué)的角度，輸氣管網(wǎng)和供水管網(wǎng)的布局規(guī)劃可分為管網(wǎng)規(guī)劃問題。因此，在研究相關(guān)輸氣管網(wǎng)布局時，可以有選擇地借鑒供水管網(wǎng)布局規(guī)劃的一些技巧和成功經(jīng)驗。輸氣管道在運(yùn)行過程中，具有輸送距離長、輸送壓力高、管徑大的特點(diǎn)。因此，在城市建設(shè)中，輸氣管道在輸送過程中應(yīng)注意這些特點(diǎn)，并根據(jù)這些特點(diǎn)有效地提出相應(yīng)的有針對性的措施。

根據(jù)現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在管網(wǎng)設(shè)計中具有非常廣闊的發(fā)展前景和潛力。應(yīng)逐步深化其研究和思考，在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上開發(fā)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃軟件。在今后的管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計規(guī)劃中，要注意充分利用先進(jìn)的高新技術(shù)，以科學(xué)、技術(shù)、知識的力量，為天然氣管網(wǎng)設(shè)計提供更加規(guī)范、科學(xué)的指導(dǎo)，從而有效提高管網(wǎng)的綜合利用效率。在此基礎(chǔ)上，要注意適應(yīng)城市整體環(huán)境，提高城市整體美感，提高設(shè)計和生產(chǎn)管理水平。

5 結(jié)語

隨著社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國天然氣管網(wǎng)建設(shè)發(fā)展勢頭顯著。為了讓人們的生活更加滿意，燃?xì)夤芫W(wǎng)的合理設(shè)計，離不開社會各界的支持和鼓勵。當(dāng)前，我國天然氣管網(wǎng)規(guī)劃還存在著大大小小的問題，影響著人民群眾的工作和生活。城市發(fā)展離不開設(shè)計和完善的燃?xì)夤芫W(wǎng)。我們需要共同努力，確保公民安全，促進(jìn)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)和諧健康發(fā)展。