关键词：城镇燃气；燃气管网；优化设计
1优化设计原则
1.1自动化
随着城镇燃气管网系统越来越庞大、复杂以及社会经济和智能终端的发展,传统的数据采集与监控系统(即SCADA系统)已不能满足现代化的城镇燃气管网系统的自动化控制要求。现代化的城镇燃气管网系统不仅需要原有的数据采集和输送控制,还需整合采集系、远传、视频监控、巡线、呼叫、可燃气体泄漏报警、智能终端等各种复杂的系统。另一方面,需对采集的各操作单元的数据进行分析,力争在满足管网输送能力的前提下,对燃气管网的流量、压力等参数进行优化,以达到降低工程费用的目的。现阶段可以采取美国SSI公司开发的TGNET燃气仿真软件,用于燃气管网中气体流动的瞬态分析模拟与预测,从而制定有效的应急措施,还可以通过对各种管网工作状态的模拟,提出燃气管网改扩建工程的最佳设计方案。此外,还有使天然气管线的运行时燃料消耗最少的优化程序、针对新建管网和改扩建管网进行优化的程序、管网结构和管网造价评价程序等多种计算方法为依据采用计算机进行优化计算的软件。
1.2快速化
城镇燃气与人民群众生活密切相关，又具有易燃易爆的特性，安全工作十分重要。城镇燃气管网一旦发生泄漏、火灾、爆炸等安全事故，将给社会和人民生命财产带来重大损失，造成严重的社会影响。因此，在设计中应当采取相应措施以保证事故状态下城镇燃气管网的安全可靠及可控性，最大限度的减少燃气事故及其造成的人员伤亡和财产损失。
2燃气管网在设计阶段的关键点
目前建筑物具体用途以及人们生活方式差别较大,这也使得燃气系统设计工作面对了更多的难题,需要燃气系统设计工作人员能以实际情况为基础制定相应的设计方案。尤其是在进行餐饮行业商用类型建筑物当中燃气系统设计的时候,由于这种建筑物当中燃气用气点较为分散并且燃气消耗量大,因此设计人员在进行这一类建筑物当中燃气系统设计的时候,要能积极和业主共同,实现燃气系统设计方案的安全性、实用性的提升。同时由于这种场所会对外开放,因此也就对燃气系统设计的美观性有较高要求。其次,不同用户对燃气供给压力要求有差异,燃气系统设计人员开展工作的时候要能针对燃气用具对于燃气供给压力要求方面的差别,对燃气供给压力进行高精度调整,避免由于燃气供给压力设定问题而出现安全事故或者是燃气浪费。目前燃气供给压力调整方式较多,也有多种辅助设备,可以灵活的采用调压柜设备、建筑室内类型调压设备以及柱式类型调压设备,对燃气系统供给压力大小进行调整。如果建筑物当中各个部分、区域对燃气供给压力需求有差异,设置燃气供给压力,让用户的实际需得到满足。第三,燃气从其化学性质方面有着易燃的特点,而在管道压力的影响下,一旦处理不慎就可能出现爆炸安全事故,给建筑物以及人们带来巨大安全威胁,因此在燃气系统设计中要重点做好安全管理工作,避免安全事故的发生。而在将安全设计理念落实到燃气系统设计中的时候,需要设计人员能结合设计环境特点,制定有针对性的设计方案。
3概述城镇燃气管网优化设计
在社会经济高速发展的背景下,人们对天然气的需求量日益增加,对城镇燃气管网工程的建设也提出了更高的要求。那么,为了能够更好的满足人们的现实需求,提升城镇燃气管网工程的建设质量,就需要我国的城镇燃气管网工程建设部门能够深刻认识到城镇燃气管网设计的重视程度。同时,施工者与设计者都必须不断地将管网建设的实际规模扩大,逐步完善相关的施工技术与手段。但是,在这一过程中就会致使建设费用大幅度提升。一旦出现了相关问题就需要被迫停工整改,这就会阻碍我国城市化建设的进一步发展。基于这种发展背景下,为了能够有效的降低建设成本,更好的满足于市场的现实需求,唯一的途径就是进行城镇燃气管网的设计优化,从优化设计入手,让城镇燃气管网优的设计更加具有科学性与合理性。而随着各种优化技术与计算机信息技术日新月异的发展,给我国的城镇燃气管网工程建设带来了优化设计的新契机,让我国的城镇燃气管网优化设计能够不断的向前迈进,开启全新的城镇燃气管网设计模式,引领新一代的城镇燃气管网设计。
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4城镇燃气管网优化设计措施分析
4.1系统的城市规划
城市燃气管网系统的规划建设中需要考虑多种因素的影响,主要包括燃气的气源、城市规模、原有燃气供应设施、用户要求、用气企业特征及需求、储气设备类型、城市地形地质条件、地下构筑物等多个要素。一般而言,一级系统采用低压管网,用于小范围的燃气分配和供给,主要用于小城镇的供气。两级系统由低压、中压B或低压、中压A两级管网组成,这种两级供气系统可以提供较为安全可靠的燃气,但存在系统故障修理困难、影响市容的缺点；由低压、中压和高压管网组成的三级系统采用高压储气罐储存来自长输管线的多个方向气源,用于为大型城市提供安全可靠燃气；多级系统是由多个压力等级的燃气管网组成,采用地下储气库、高压储气罐以及长输管线的方式储存来自多个方向的气源,通过将燃气管道连成环网为人口众多的特大型城市提供安全可靠又灵活的燃气。
4.2压力调节设备选择
在对城镇燃气管网进行设计优化的过程中,需要对压力调节设备进行科学合理的选择。目前都选择配备有主副调压器、超压切断器的调压柜设备。在选择压力调节设备时,必须结合实际用户的需求,一些大型企业用户和工业锅炉用气量压力标准必须要处于压力调节设备的承受范围内。另外一些大型居民社区,建议使用多台调压柜进行组合,以便能够满足使用需求。实际应用中使用主副调节器的优势非常明显,遇到主调压器突发使用故障时,副调压器能够立即转到实际的供气运行中,避免造成居民的正常使用燃气。压力调节箱的使用,能够将实际调压站的占地面积降低,节省了很大的资金投入。并且将原本以单元为单位的独立调节压力设备替换,减少了大部分设备的费用开支与使用维护。
4.3明确管道储气量
明确管道储气量,需要掌握供气量和用气量,在二者相等的一瞬间通过稳定工况来代替燃气流动不稳工况实现计算。稳态储气计算是行之有效的一种工作模式,最终差值就是管道储气能力。通常大中型城市用气工况可能会出现几次在短时间内用气量超过供气量的情况。储气工况主要研究储气与储气结束瞬间工程为储气过程中气体最大瞬间工况。储气开始的瞬间为储气过程中储存气体最小瞬时工况。通过中压管道水利工况来计算管道平均绝对压力,进而计算中压管网储气量。城市中压管网运行用户的随意性比较强,导致管网内部燃气流量和燃气压力参数经常随着时间的推移而产生变化,整体呈现出不稳定流动状态。构建不稳定流动数学模型可以分析出比较精确的中压管网储气能力。
4.4定期对管网材料进行检查和维修
一般钢材质的管网尽管牢固,但容易受到腐蚀,会带来一定程度上的安全隐患。因此,工作人员不但要对材料进行防腐蚀技术处理,还要定期对材料进行检查和维修。工作人员在发现材料存在轻微腐蚀时,要对其进行擦洗保养,延长材料的使用寿命,对于腐蚀情况较为严重的材料,工作人员要对其进行及时更换,确保居民使用的安全性。
5结语
城镇燃气管网的设计及其优化过程关系到国家的城镇建设,关系到工业发展及人们生活水平的提升,在整个社会建设中发挥着十分重要的意义。对于城镇燃气管网的设计,应以满足实际需求为目的,做好工程当地资源分布分析,确保应用最少的成本来完成最优的配置,提高方案设计的科学性与经济性。在满足管网工程基础功能运行的前提下,控制建设成本,提高工程建设综合效益。
参考文献：
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论文作者:徐威
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第23期
论文发表时间:2020/5/8